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PUBBLICAZIONE ARTICOLO: VOLCANO SEISMICITY AND GROUND DEFORMATION UNVEIL THE GRAVITY-DRIVEN MAGMA DISCHARGE DYNAMICS OF A VOLCANIC ERUPTION

Dal 2002, a Stromboli i ricercatori del Laboratorio di Geofisica Sperimentale (Centro di competenza della Protezione Civile), struttura di ricerca del Dipartimento di Scienze della Terra sorvegliano con un monitoraggio quotidiano l'attività eruttiva e ne studiano le dinamiche per la mitigazione del rischio vulcanico. Il frutto delle loro ricerche - coordinate da Maurizio Ripepe, ricercatore di Geofisica della terra solida - è stato recentemente pubblicato su Nature Communications (DOI: 10.1038/ncomms7998) e segna un punto di novità rilevante in questo settore. 

Finora la comunità scientifica reputava che le colate di lava fossero alimentate dal magma profondo (7-10 km di profondità), che periodicamente, invece di risalire nel cratere principale, si incanalava verso le bocche laterali, fuoriuscendo lungo le pendici non abitate del vulcano (Sciara del Fuoco) fino al mare. Confrontando dati geofisici, che vanno dalla deformazione del suolo al monitoraggio termico e sismico è stato invece provato che gran parte del magma eruttato è in larga parte già presente nella parte alta del vulcano: la sua effusione è guidata, dunque, dall'azione della gravità e sarà tanto più violenta quanto più bassa è la posizione della bocca eruttiva. Per cui le fasi iniziali saranno quelle più forti quando il carico del magma sopra la bocca effusiva è maggiore, per poi diminuire d'intensità, come un serbatoio che si svuota progressivamente dal basso perdendo pressione. Il modello sulla dinamica delle colate di lava è stato elaborato applicandolo al'eruzione avvenuta a Stromboli nel 2007, quando il vulcano riversò all'esterno circa 8 milioni di metri cubi di lava in 34 giorni.

La comprensione della dinamica effusiva ha importanti ricadute anche in termini di protezione civile. Alle crisi eruttive, infatti, si associano talvolta deformazioni del vulcano, crolli di versante che finendo in mare possono creare onde di tsunami che interessano parte delle coste della Sicilia e della Calabria, come avvenuto ad esempio nel 2002. Secondo il modello elaborato, il rischio frana è più alto subito prima dell'inizio della colata e immediatamente dopo il suo inizio, quando la pressione del magma è massima"


Stromboli (Italy) - 2014
Volcano seismicity and ground deformation unveil the gravity-driven magma discharge dynamics of a volcanic eruption

Maurizio Ripepe, Dario Delle Donne, Riccardo Genco, Giuseppe Maggio, Marco Pistolesi, Emanuele Marchetti, Giorgio Lacanna, Giacomo Ulivieri & Pasquale Poggi


Abstract
Effusive eruptions are explained as the mechanism by which volcanoes restore the equilibrium perturbed by magma rising in a chamber deep in the crust. Seismic, ground deformation and topographic measurements are compared with effusion rate during the 2007 Stromboli eruption, drawing an eruptive scenario that shifts our attention from the interior of the crust to the surface. The eruption is modelled as a gravity-driven drainage of magma stored in the volcanic edifice with a minor contribution of magma supplied at a steady rate from a deep reservoir. Here we show that the discharge rate can be predicted by the contraction of the volcano edifice and that the very-long-period seismicity migrates downwards, tracking the residual volume of magma in the shallow reservoir. Gravity-driven magma discharge dynamics explain the initially high discharge rates observed during eruptive crises and greatly influence our ability to predict the evolution of effusive eruptions.

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