Attraverso un’accurata integrazione di dati geologici, archeologici e storici si è ricostruita la storia di quasi 150 anni di deformazione del suolo ai Campi Flegrei
Roma, 26 giugno 2023 – Comprendere i processi che precedono e seguono un evento eruttivo: questo l’obiettivo del lavoro “Magma transfer at Campi Flegrei caldera (Italy) after the 1538 AD eruption”, condotto dai ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaborazione con l’Università degli Studi Roma Tre.
Attraverso la creazione di un dataset unico nel suo genere, comprendente i dati delle variazioni del livello del suolo dei Campi Flegrei prima, durante e dopo l’ultima eruzione del 1538, quella che ha determinato la formazione di Monte Nuovo, i vulcanologi sono giunti a definire il comportamento del vulcano nell’alternanza delle sue fasi di attività.
“Oggi le deformazioni del suolo associate all’attività vulcanica vengono monitorate sia con i satelliti che con delle reti di rilevamento installate a terra. Tuttavia, ancora molto poco sappiamo del comportamento dei vulcani e delle loro eruzioni avvenute nel passato, prima dell’avvento dell’era strumentale” afferma Elisa Trasatti, ricercatrice dell’INGV e primo autore della ricerca.
“In particolare – prosegue la ricercatrice – esistono vulcani, come i Campi Flegrei, che hanno avuto l’ultima eruzione in tempi in cui non esistevano strumentazioni scientifiche per la rilevazione di questi fenomeni e ciò comporta – oggi – una limitata possibilità di comprenderne a fondo il comportamento prima e dopo gli eventi eruttivi”.
Per definire ciò che è accaduto prima, durante e dopo l’unica eruzione della caldera flegrea analizzabile storicamente, quella del 1538, i ricercatori hanno considerato un dataset unico al mondo, formato da dati geologici, archeologici e storici al fine di ricostruire le variazioni del livello del suolo lungo la costa tra il 1515 e il 1650.
“L’applicazione di modelli matematici per simulare il sistema magmatico dei Campi Flegrei ha permesso di comprendere il comportamento dell’apparato vulcanico nelle diverse fasi di attività. È emerso che l’eruzione è stata preceduta da una intensa deformazione del suolo che ha riguardato prima l’area di Pozzuoli, poi si è localizzata nell’area della futura bocca eruttiva raggiungendo 20 metri di sollevamento. Dopo l’eruzione, dal 1538 al 1540, la caldera è stata interessata da fenomeni di subsidenza mentre dal 1540 al 1582, per più di 40 anni, è avvenuto un sollevamento del suolo prima di entrare in una nuova fase di subsidenza che reputiamo sia durata fino a metà del XX secolo”, aggiunge Elisa Trasatti.
“I modelli hanno evidenziato che durante l’eruzione c’è stato un trasferimento di magma tra una sorgente posta a circa 4 km di profondità verso la bocca eruttiva di Monte Nuovo e che nel periodo successivo connotato dal sollevamento del suolo, questo fenomeno si è ripetuto a causa della risalita di nuovo magma, senza però che raggiungesse la superficie. Tale fenomeno è stato definito ‘eruzione abortita’”, prosegue Mauro Antonio Di Vito, Direttore dell’Osservatorio Vesuviano dell’INGV (INGV – OV) e coautore dello studio.
“Un ulteriore aspetto degno di nota riguarda le stime effettuate sui volumi di magma coinvolti, laddove è stato stimato che la porzione di magma eruttato nel 1538 è un centesimo circa di quella che si è accumulata sotto il vulcano tra il 1250 e il 1650. Questo fatto evidenzia la forte capacità del sistema flegreo di trattenere il magma, eruttando una porzione minima”, aggiunge Valerio Acocella, professore dell’Università Roma Tre e coautore della ricerca.
“Studiare il passato è fondamentale per comprendere al meglio la dinamica attuale. I dati geologici, stratigrafici, archeologici, e storici sono una fonte insostituibile di informazione che si integra bene con i dati raccolti dalle strumentazioni che operano quotidianamente per il monitoraggio del vulcano. L’integrazione dei dati ha permesso di ottenere un database di circa 2000 anni di deformazione del suolo ai Campi Flegrei, uno dei traccianti della dinamica del vulcano”, conclude Mauro A. Di Vito.
I dati della ricerca, così come i risultati e i codici di modellazione utilizzati, sono liberamente consultabili.
La ricerca pubblicata ha una valenza essenzialmente scientifica, priva al momento di immediate implicazioni in merito agli aspetti di protezione civile, rappresentando un contributo potenzialmente utile in futuro per affinare gli strumenti di previsione e prevenzione di protezione civile. Al momento i risultati della ricerca non hanno alcuna implicazione diretta su misure che riguardano la sicurezza della popolazione.
Fig. 1 – Il cono e il cratere del Monte Nuovo prodotto dall’unica eruzione avvenuta in epoca storica nella caldera dei Campi Flegrei (nel 1538). La sua formazione chiuse completamente lo sbocco a mare del Lago di Averno (in secondo piano). Nell’area del Monte Nuovo era presente un piccolo borgo termale (Tripergole)
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Campi Flegrei: defined the behavior of the volcano before, during and after the 1538 eruption
Through a careful integration of geological, archaeological and historical data, the history of nearly 150 years of ground deformation at Campi Flegrei has been reconstructed
Roma, 26 giugno 2023 – Understanding the processes that precede and follow an eruptive event: this is the objective of the work “Magma transfer at Campi Flegrei caldera (Italy) after the 1538 AD eruption” conducted by researchers the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaboration with the Università degli Studi Roma Tre.
By creating a unique dataset, including data of ground level variations at Campi Flegrei before, during and after the last eruption of 1538, which resulted in the formation of Monte Nuovo, volcanologists have defined the behavior of the volcano in the alternation of its activity phases.
“Today, ground deformations associated with volcanic activity are monitored using both satellites and ground-based survey networks. However, we still know very little about the behavior of volcanoes and their eruptions that occurred in the past, before the advent of the instrumental era”, says Elisa Trasatti, a researcher at INGV and first author of the research.
“In particular – the researcher continues – there are volcanoes, such as Campi Flegrei , that had their last eruption at a time when there was no scientific instrumentation to detect these phenomena. This, today, limits our ability to fully understand their behavior before and after eruptive events”.
To define what happened before, during and after the only historically analyzable eruption in the Campi Flegrei caldera, the one in 1538, researchers considered a unique dataset consisting of geological, archaeological and historical data in order to reconstruct ground level changes along the coast between 1515 and 1650.
“The application of mathematical models to simulate the magmatic system of the Phlegraean Fields allowed us to understand the behavior of the volcanic system during different phases of activity. It turned out that the eruption was preceded by intense ground deformation that first affected the Pozzuoli area, then localized to the area of the future eruptive vent, reaching 20 meters of uplift. After the eruption, from 1538 to 1540, the caldera experienced subsidence phenomena, while from 1540 to 1582, for more than 40 years, there was a ground uplift phase before entering a new phase of subsidence that we believe lasted until the mid-20th century”, adds Elisa Trasatti.
“The models have shown that during the eruption there was a transfer of magma between a source located about 4 km depth toward the eruptive vent of Monte Nuovo, and that in the subsequent period characterized by ground uplift, this phenomenon was repeated due to the rise of new magma, although it did not reach the surface. This phenomenon has been defined as an ‘aborted eruption’”, continues Mauro Antonio Di Vito, director of the Osservatorio Vesuviano (INGV-OV) and co-author of the study.
“Another aspect concerns the estimates of the volumes of magma involved, where it was estimated that the amount of magma erupted in 1538 is about one hundredth of the magma accumulated under the volcano between 1250 and 1650. This fact highlights the strong ability of the volcanic system at Campi Flegrei to retain magma, erupting only a minimal portion”, adds Valerio Acocella, professor at Università degli Studi Roma Tre and co-author of the research.
“Studying the past is essential to better understand current dynamics. Geological, stratigraphic, archaeological, and historical data are an irreplaceable source of information that integrates well with the data collected by the instruments that operate daily to monitor the volcano. The integration of data allowed us to obtain a database of about 2,000 years of ground deformation at Campi Flegrei, one of the indicators of the volcano’s dynamics”, Mauro A. Di Vito concludes.
The research data, as well as the results and modeling codes used, are freely available.
The published research is essentially scientific in nature, lacking immediate implications on civil protection aspects at the moment, representing a potentially useful contribution in the future to refining civil protection forecasting and prevention tools. At present, the results of the research have no direct implications on measures affecting the safety of the population.
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