SORVEGLIANZA VULCANI COLLI ALBANI

Velocità medie di spostamento del suolo rilevate con tecniche GPS (periodo 2006-2018) e InSAR (periodo 1992-2010).

Figura 2 – In alto: la manifestazione gassosa di Cava dei Selci; sin.: esecuzione di una prospezione del flusso diffuso di CO₂ dal suolo nell’area target; des.: la stazione di monitoraggio in continuo del flusso di CO₂ dal suolo e parametri ambientali. In basso: variazione del flusso diffuso di CO₂ dal suolo misurato sull’area target di Cava dei Selci (6.000 m²) nel periodo aprile 2000-aprile 2012.

Il complesso vulcanico dei Colli Albani è ubicato in Italia Centrale a circa 15 Km a sudest della città di Roma, in un area appartenente alla provincia magmatica potassica e ultra potassica romana. Attività sismica ricorrente, variazioni di temperatura e composizione delle acque, emissioni di gas, deformazioni significative del suolo misurate con tecniche di livellazione di alta precisione e rilevate attraverso dati InSAR e GPS (Riguzzi et al. 2009, Marra et al. 2016; Trasatti et al., 2018), indicano che il vulcano non può considerarsi completamente estinto.

Monitoraggio Geodetico (GPS+SAR)

L’area dei Colli Albani è stata monitorata, già a partire dal 1990, grazie alla monumentazione della prima rete GPS discreta (Anzidei et al., 1998). A partire dal 2007, lo sviluppo di una intensa attività antropica ed industriale ha suggerito di passare della rete GPS discreta ad una rete ad acquisizione continua (CGPS). Attualmente, la rete consiste di 7 stazioni in continuo (CGPS) delle quali 5 trasformate da stazioni discrete e 2 (LARN e ALPA) installate ex-novo (Tab. 1). Le stazioni sono collegate in remoto tramite rete LAN o router UMTS e i dati sono raccolti nei server della rete RING ((http://ring.gm.ingv.it).

Tabella 1 - Stazioni GPS della rete di monitoraggio dei Colli Albani

L’implementazione della rete GPS in continuo dei Colli Albani e il suo inserimento all’interno della rete RING, offre l’opportunità di rilevare i movimenti locali del vulcano e di inserirli nel contesto geodinamico caratteristico dell’area.

Il campo di velocità ottenuto dall’elaborazione di 12 anni di dati raccolti dalle stazioni appartenenti alla rete discreta prima e continua poi, è mostrato in figura 1. Le frecce identificano le velocità orizzontali medie annue da dati GPS nell’intervallo temporale 2006-2018.

I dati sono stati confrontati con quelli provenienti da immagini SAR che, sebbene interessino una finestra temporale di osservazione leggermente diversa (1992 - 2010) ben vincolano gli ultimi 12 anni di storia deformativa dei Colli Albani.

I punti colorati nell’immagine identificano le velocita medie annue di spostamento del suolo, calcolate rispetto alla linea di vista (LoS) del satellite (angolo di inclinazione rispetto alla verticale ≅ 32°). I valori positivi identificano un movimento in avvicinamento al satellite (sollevamento), mentre quelli negativi indicano un movimento in allontanamento dal satellite (subsidenza). I dati SAR utilizzati provengono dalle costellazioni satellitari ERS 1-2 ed ENVISAT ASAR, acquisite in orbita discendente. Le immagini sono state processate tramite la tecnica PSI. 

Monitoraggio geochimico 

L’area dei Colli Albani è caratterizzata dalla presenza di zone con rilascio anomalo di gas endogeni la cui composizione chimica e isotopica ne suggerisce un’origine dal degassamento di corpi magmatici o dal mantello (Carapezza e Tarchini, 2007). La zona principale di degassamento è Cava dei Selci (Fig. 2), ma emissioni anomale di gas avvengono anche dal fondo del lago Albano, e nelle zone periferiche di Solforata, Ardea e Tor Caldara (Carapezza et al., 2012).

Il monitoraggio geochimico dei Colli Albani è iniziato nel 2000 a seguito di una moria di mucche e pecore nella zona di Cava dei Selci (Carapezza et al., 2003). Negli anni successivi esso si è esteso anche al controllo delle emissioni gassose del lago Albano (Carapezza et al. 2008). Parallelamente è stato eseguito lo studio dell’acquifero e il monitoraggio di punti d’acqua della zona che sono risultati ricchi in CO₂ disciolta e Rn (Pizzino et al., 2002).

Il programma di monitoraggio geochimico attuale prevede le seguenti attività:

Cava dei Selci

- ripristino di una stazione di monitoraggio in continuo del flusso di CO₂ dal suolo e parametri ambientali (Fig. 2); 

- installazione di una sonda radon nel suolo, contigua alla stazione di flusso di CO₂;

- ripristino della rete di punti fissi (area target) per il monitoraggio periodico del degassamento diffuso di CO₂ dal suolo e confronto con dati pregressi (Fig. 2);

- campionamento annuale (da intensificare in caso di crisi) del gas della manifestazione per la determinazione della sua composizione chimica e isotopica;

- installazione in due pozzi d’acqua, di sonda multiparametrica per la misura in continuo di livello piezometrico, temperatura e conducibilità della falda;

- installazione di una stazione di radon e CO₂ in aria in una grotta naturale a Ciampino. 

Lago Albano

- campagne periodiche semestrali (frequenza da aumentare in caso di crisi sismica) per il controllo della geochimica del lago, con misura di profili verticali dei parametri chimico fisici delle acque (T, pH, conducibilità, Eh, O₂ disciolto), dalla superficie al fondo, mediante sonda multiparametrica. Analisi chimica e isotopica dell’acqua e dei gas disciolti su campioni prelevati in prossimità del fondo del cratere più recente e a profondità minori. 

Le analisi chimiche e isotopiche di acque e gas saranno eseguite presso i Laboratori della Sezione INGV di Palermo.

Riferimenti bibliografici

Anzidei, M., Baldi, P., Casula, G., Galvani, A., Riguzzi, F., & Zanutta, A. (1998). Evidence of active crustal deformation of the Colli Albani volcanic area (central Italy) by GPS surveys. Journal of volcanology and geothermal research, 80(1-2), 55-65.

Carapezza, M. L., Badalamenti, B., Cavarra, L., & Scalzo, A. (2003). Gas hazard assessment in a densely inhabited area of Colli Albani Volcano (Cava dei Selci, Roma). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 123(1-2), 81-94.

Carapezza, M. L., & Tarchini, L. (2007). Accidental gas emission from shallow pressurized aquifers at Alban Hills volcano (Rome, Italy): Geochemical evidence of magmatic degassing? Journal of Volcanology and Geothermal Research, 165(1-2), 5-16.

Carapezza, M. L., Lelli, M., & Tarchini, L. (2008). Geochemistry of the Albano and Nemi crater lakes in the volcanic district of Alban Hills (Rome, Italy). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 178(2), 297-304.Carapezza, M. L., Barberi, F., Tarchini, L., Ranaldi, M., & Ricci, T. (2010). Volcanic hazards of the Colli Albani. The Colli Albani volcano. Special Publications of IAVCEI, 3, 279-297.

Carapezza, M. L., Barberi, F., Ranaldi, M., Ricci, T., Tarchini, L., Barrancos, J., ... & Perez, N. (2012). Hazardous gas emissions from the flanks of the quiescent Colli Albani volcano (Rome, Italy). Applied geochemistry, 27(9), 1767-1782.

Marra, F., Gaeta, M., Giaccio, B., Jicha, B. R., Palladino, D. M., Polcari, M., ... & Stramondo, S. (2016). Assessing the volcanic hazard for Rome: 40Ar/39Ar and In‐SAR constraints on the most recent eruptive activity and present‐day uplift at Colli Albani Volcanic District. Geophysical Research Letters, 43(13), 6898-6906.

Pizzino, L., Galli, G., Mancini, C., Quattrocchi, F., & Scarlato, P. (2002). Natural Gas Hazard (CO₂, ²²²Rn) within a Quiescent Volcanic Region and Its Relations with Tectonics: The Case of the Ciampino-Marino Area, Alban Hills Volcano, Italy. Natural hazards, 27(3), 257-287.

Riguzzi, F., Pietrantonio, G., Devoti, R., Atzori, S., & Anzidei, M. (2009). Volcanic unrest of the Colli Albani (central Italy) detected by GPS monitoring test. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 177(1-2), 79-87.

Trasatti, E., Marra, F., Polcari, M., Etiope, G., Ciotoli, G., Darrah, T.H., Tedesco, D., Stramondo, S., Florindo, F., Ventura G. (2018) Coeval uplift and subsidence reveal magma recharging near Rome (Italy). Geochem. Geophys. Geosyst., 19 pp. 1484-1498, 10.1029/2017GC007303