Titolo
PROMUD: DEFINIZIONE DI UN PROTOCOLLO DI MONITORAGGIO MULTIDISCIPLINARE PER I VULCANI DI FANGO (MUD)
Coordinatore
Paola Cusano, ricercatrice presso l’Osservatorio Vesuviano – Napoli
Informazioni sul progetto
I vulcani di fango (Mud Volcanoes, MVs) si manifestano in superfice con eruzioni di fango a grana fine e frammenti, combinati con una quantità variabile di acqua e gas, tipicamente metano. La loro attività a simmetria cilindrica può portare a grandi strutture che posso raggiungere un’estensione di chilometri. Gli MV posso costituire una seria sorgente di rischio ambientale, connessa soprattutto a eventi parossistici, e la loro attività contribuisce al riscaldamento globale.
PROMUD (definizione di un PROtocollo di monitoraggio multidisciplinare per i vulcani di fango (MUD)) è un progetto multidisciplinare rivolto allo studio dell’attività degli MV e all’identificazione di possibili precursori di parossismi.
La strategia adottata prevede di:
- Definire la relazione tra la deformazione crostale e le variazioni spazio-temporali nella circolazione dei geo-fluidi e la distribuzione della vegetazione (WP1 - Sismologia, Tettonica, Tilt, Idrologia e analisi della Vegetazione);
- Identificare le evidenze superficiali dei cambiamenti di stile, ampiezza e tasso dell’attività degli MV (WP2 - Remote Sensing e Topografia);
- Ricostruire la dinamica del motore interno dell’attività degli MV e la loro struttura geometrica (WP3 - Geochimica, Stratigrafia e Magnetismo delle Rocce);
- Modellare la geometria superficiale degli MV attraverso il contrasto tra le loro proprietà fisiche e quelle delle rocce circostanti (WP4 – Geofisica);
- Educare alla coesistenza con il rischio ambientale legato all’attività degli M, per lo sviluppo di un approccio corretto e sicuro allo sfruttamento turistico. (WP5 – Divulgazione Scientifica).
Le aree di studio sono principalmente:
- le Maccalube di Aragona (Sicilia, Italia), una riserva naturale gestita da NGO “Legambiente”,
- le Salse di Nirano (Appennino settentrionale, Italia), una riserva naturale gestita dal Comune di Fiorano Modenese e dall’Ente Parchi dell’Emilia Centrale della Regione Emilia Romagna.
Siamo inoltre interessati a studiare le Salinelle dei Cappuccini in Sicilia e alcuni vulcani di fango della “Mud Volcanoes Route” (Via dei Vulcani di Fango) in Appennino settentrionale.
WP-UR
WP Organizzazione
WP1
Sismologia, Sismotettonica, Tilt, Idrologia e Analisi della Vegetazione, per la definizione di una relazione tra la deformazione crostale (sismica e asismica), i transienti nella circolazione dei geo-fluidi e la distribuzione della vegetazione.
Responsabile scientifico: Paolo Madonia, Primo Ricercatore presso l’Osservatorio Etneo - Catania
Obiettivi Specifici: Proprietà del campo d’onda del rumore di sismico fondo e il suo ruolo nell’identificazione e monitoraggio delle sorgenti di degassamento e dei condotti; Risposta del sistema agli stress regionali; Relazione tra le strutture tettoniche regionali e gli MV; Osservazioni tiltmetriche e il loro ruolo nell’attività degli MV; Il regime idrologico e la sua influenza sull’attività degli MV; Evoluzione della rete fluviale come conseguenza dell’attività degli MV; Marcatori vegetali dell’attività degli MV.
WP2
Terrain modelling e Topografia, evoluzione geomorfologica e della rete di fratture, per l’identificazione dei cambiamenti nello stile dell’attività, ampiezza e tasso dell’attività degli MV.
Responsabile scientifico: Arianna Pesci, ricercatrice presso l’INGV - Bologna
Obiettivi specifici: Remote sensing per il modellamento superficiale e del terreno per l’identificazione delle variazioni morfologiche confrontando vari modelli, cercando gli schemi di deformazione legati alle evidenze nei cambiamenti di stile, ampiezza e tasso dell’attività degli MV. Integrazione dei dati di variazioni superficiale, calcolate come vasta rappresentazione 3D delle aree osservate e serie temporali puntuali ad alta risoluzione come reti topografiche (livellazioni e GNNS) per: Stime di cambiamenti di volume, mappe di deformazione e estrazione di proprietà, serie temporali di spostamento orizzontale e verticale; Prime immagini di un parossismo da MV; Cicli di rigonfiamento/sgonfiamento dovuto allo stato di attività degli MV; Rete di fratture: forzante gravitazionale e tettonica. Ricerca di documentazione storica e testimonianze, per accompagnare la comprensione dell’evoluzione dei fenomeni dal passato ai giorni nostri.
WP3
Geochimica, Micropaleontologia e Magnetismo delle Rocce, per la ricostruzione della dinamica interna dell’attività degli MV e della sua struttura interna (stratigrafia).
Responsabile scientifico: Alessandra Sciarra, tecnologo presso l’INGV – Roma 1
Obiettivi specifici: Caratterizzazione della sorgente dei fluidi; Cambiamenti nel flusso/composizione dei fluidi emessi come indicatori dello stato dell’attività degli MV; Video dell’attività degli MV; Studio micropaleontologico e stratigrafico per la determinazione della profondità della sorgente di fango; indagine sulle comunità microbiologiche attive che prosperano all’interno dei fanghi eruttati e nei siti circostanti; Studio delle proprietà magnetiche dei fanghi raccolti in prossimità delle polle e dei coni e delle rocce affioranti nei dintorni; Registrare i cambiamenti temporali nella concentrazione, nella mineralogia e coercività dei minerali magnetici.
WP4
Geofisica, per modellare le geometrie superficiali degli MV dovute al contrasto tra le loro proprietà fisiche e quelle delle rocce circostanti.
Responsabile scientifico: Iacopo Nicolosi, ricercatore presso l’INGV - Roma 2
Obiettivi specifici: Campagna di monitoraggio delle anomalie magnetiche e di resistività, per la definizione della configurazione geometrica del sottosuolo rilevando le eventuali proprietà magnetiche e di conducibilità elettrica del sistema degli MV.
WP5
Divulgazione Scientifica e Educazione al Rischio, per un approccio corretto e sicuro agli MV per il loro sfruttamento turistico.
Responsabile scientifico: Concetta Felli, tecnologo presso l’INGV - Palermo
Obiettivi specifici: Sito Web; Materiale multimediale; Attività di educazione al rischio nelle scuole primarie e secondarie nei pressi di Aragona e Nirano
UR Organizzazione
UR1 - Osservatorio Vesuviano - Napoli.
Responsabile: Simona Petrosino.
Staff: Ida Aquino, Vincenzo Augusti, Eliana Bellucci Sessa, Teresa Caputo, Antonio Costanza, Paola Cusano, Giuseppe D’Anna, Giocchino Fertitta, Paolo Madonia, Ciro Ricco, Dario Albarello (UNISI), Alfredo Ambrosone (UNISA), Nunziatina De Tommasi (UNISA), Cipriano Di Maggio (UNIPA), Mariarosaria Falanga (UNISA).
UR2 - Bologna
Responsabile: Arianna Pesci.
Staff: Carlos Caracciolo, Fabiana Loddo, Giancarlo Tamburello, Antonello Piombo (UNIBO), Giordano Teza (UNIBO).
UR3 – Roma1
Responsabile: Alessandra Sciarra.
Staff: Antonio Cascella, Giuseppe Etiope, Valeria Misiti, Andrea Luca Rizzo, Alessandra Venuti, Giancarlo Ciotoli (CNR), Adriano Mazzini (UIO – NO).
UR4 - Palermo
Responsabile: Fausto Grassa.
Staff: Pietro Bonfanti, Giorgio Capasso, Antonio Caracausi, Alessandro La Spina, Letizia Spampinato.
UR5 - Roma2
Responsabile: Iacopo Nicolosi.
Staff: Roberto Carluccio, Massimo Chiappini, Francesca D’Ajello Caracciolo, Liliana Minelli
UR6 - Palermo
Responsabile: Concetta Felli.
Staff: Loredana Napoli, Antonino Fabio Pisciotta.
Title
PROMUD: DEFINITION OF A MULTIDISCIPLINARY MONITORING PROTOCOL FOR MUD VOLCANOES)
Coordinator
Paola Cusano, researcher at Osservatorio Vesuviano – Napoli
Project information
Mud volcanoes (MVs) manifest at the surface with the eruption of fine-grained mud and clasts, combined with variable amounts of water and gas, typically methane. Their cyclical eruptive activity may result in large structures that can reach kilometers in size. MVs can be a serious source for geohazard, mainly related to paroxysmal events, and their activity contributes to global warming.
PROMUD (definition of a multidisciplinary monitoring PROtocol for MUD volcanoes) is a multidisciplinary project aimed to study MV activity and to identify possible precursors of paroxysms.
The adopted strategy foresees to:
- Define the relationship between crustal deformation and space-time variations of geofluid circulation and vegetation patterns (WP1 - Seismology, Tectonics, Tilt, Hydrology and Vegetation analysis);
- Identify surface evidences of changes in styles, amplitude and rates of MV activity (WP2 - Remote Sensing and Topography);
- Reconstruct the deep engine dynamics of MV activity and its geometrical structure (WP3 - Geochemistry, Stratigraphy and Rock Magnetism);
- Model the subsurface geometries of MVs revealed by the contrast between their physical properties and those of the country rocks (WP4 – Geophysics);
- Educate to coexist with geohazard related to MV activity, for developing a correct and safe approach to their geo-touristic exploitation. (WP5 - Scientific outreach).
We selected two main study sites:
- Maccalube di Aragona (Sicily, Italy), a nature reserve managed by the NGO “Legambiente”,
- Salse di Nirano (northern Apennines, Italy), a nature reserve managed by Comune di Fiorano Modenese and Ente Parchi dell’Emilia Centrale of the Emilia Romagna Region.
We are also interested in studying the Salinelle dei Capuccini MV in Sicily, as well as some MVs belonging to the “Mud Volcanoes Route” in the northern Apennines.
WP-UR
WP Organisation
WP1
Seismology, Tectonics, Tilt, Hydrology and Vegetation analysis, for the definition of the relationship between crustal (seismic and aseismic) deformation and geofluid transients.
Scientific responsible: Simona Petrosino, technologist at Osservatorio Vesuviano - Naples
Specific objectives: Properties of the seismic noise wavefield and its role for the identification and monitoring of degassing sources and conduits; Response of the system to regional earthquakes; Relationship between regional tectonic structures and MVs; Tiltmetric observations and their role in monitoring MV activity; Hydrological regime and its influence on MV activity; River network evolution as a consequence of MV activity; Vegetation markers of MV activity.
WP2
Remote Sensing and Topography, fracture network and geomorphological evolution, for the identification of the surface evidences of changes in styles, amplitude and rates of MV activity.
Scientific responsible: Arianna Pesci, researcher at INGV - Bologna
Specific objectives: Remote sensing for terrain and surface modelling aimed at identifying morphological variations by multitemporal models’ comparison, searching for deformation patterns related to evidences of changes in styles, amplitude and rates of MV activity. Integration of data from surface variations, computed as wide 3D representation of the observed areas and punctual high-resolution time series of reference points as topographical networks (levelling and GNNS) for: volume changes estimates, deformation maps and features extraction, time series of horizontal and vertical displacements; First images of a paroxysmal from a MV; Inflation/deflation cycles as proxies of MV activity state; Fracture networks: gravitational and tectonic forcing. Research of historical documents and testimonies, to assist the understanding of phenomena evolution from the past to nowadays.
WP3
Geochemistry, Micropaleontology and Rock Magnetism, for the reconstruction of the deep engine dynamics of MV activity and its geometrical (stratigraphic) structure.
Scientific responsible: Alessandra Sciarra, technologist at INGV – Roma 1
Specific objectives: Fluid source characterization; Changes in flux/composition of emitted fluids as a proxy of MV activity state; Continuous visible video imagery of MV activity; Micropaleontological and stratigraphic study for depth determination of the mud source; investigations on active microbiological communities thriving within the erupted mud and around the seepage sites. Study of the magnetic properties of the mud collected in proximity of pools and cones and of the rocks outcropping nearby; Record changes over time in the concentration, mineralogy and coercivity of the magnetic minerals
WP4
Geophysics, for modelling the subsurface geometries of the MVs due to the contrast between their physical properties and those of the country rocks.
Scientific responsible: Iacopo Nicolosi, researcher at INGV - Roma 2
Specific objectives: Resistivity and magnetic anomaly surveys, for the definition of the subsoil configuration geometry by detecting eventual magnetic and electrical conductivity properties of the MV system.
WP5
Scientific Outreach and Risk Education, for developing a correct and safe approach to MVs for their geo-touristic exploitation.
Scientific responsible: Concetta Felli, technologist at INGV - Palermo
Specific objectives: Web site; Multimedia material; Risk education activities in Aragona and Nirano primary and secondary schools.
UR Organisation
UR1 - Osservatorio Vesuviano - Naples.
Responsible: Simona Petrosino.
Staff: Ida Aquino, Vincenzo Augusti, Eliana Bellucci Sessa, Teresa Caputo, Antonio Costanza, Paola Cusano, Giuseppe D’Anna, Giocchino Fertitta, Paolo Madonia, Ciro Ricco, Dario Albarello (UNISI), Alfredo Ambrosone (UNISA), Nunziatina De Tommasi (UNISA), Cipriano Di Maggio (UNIPA), Mariarosaria Falanga (UNISA).
UR2 - Bologna
Responsible: Arianna Pesci.
Staff: Carlos Caracciolo, Fabiana Loddo, Giancarlo Tamburello, Antonello Piombo (UNIBO), Giordano Teza (UNIBO).
UR3 – Roma1
Responsible: Alessandra Sciarra.
Staff: Antonio Cascella, Giuseppe Etiope, Valeria Misiti, Andrea Luca Rizzo, Alessandra Venuti, Giancarlo Ciotoli (CNR), Adriano Mazzini (UIO – NO).
UR4 - Palermo
Responsible: Fausto Grassa.
Staff: Pietro Bonfanti, Giorgio Capasso, Antonio Caracausi, Alessandro La Spina, Letizia Spampinato.
UR5 - Roma2
Responsible: Iacopo Nicolosi.
Staff: Roberto Carluccio, Massimo Chiappini, Francesca D’Ajello Caracciolo, Liliana Minelli
UR6 - Palermo
Responsible: Concetta Felli.
Staff: Loredana Napoli, Antonino Fabio Pisciotta.