Il vulcanismo esplosivo : l'isola Ferdinandea: eruzione del 1831 nel mar di Sicilia

Il contenuto di questo volume non vuole rappresentare un testo didattico per lo studio in generale della vulcanologia in quanto in esso si tratta unicamente quell’a-spetto della disciplina che riguarda il vulcanismo esplosivo. In tal senso l’autore ritiene che questo testo possa essere utile per gli studenti di Scienze Geologiche che, vivendo nelle aree vulcaniche italiane di età quaternaria ed anche attive, possano, da laureati, svolgere attività professionali mirate alla individuazione e definizione di Pericolosità, Vulnerabilità e Rischio Vulcanico. Trattare gli argomenti che seguono non è stato facile e forse si poteva, in alcuni casi, renderli più semplici, ma talvolta la semplicità non sempre è sinonimo di precisione; inoltre, per descrivere certi aspetti non quantitativi si è costretti ad utilizzare un linguaggio quanto più possibile “ad hoc”. L’autore ha svolto la propria attività di ricerca in aree vulcaniche, sia in Italia che all’estero. Le ricerche in Italia sono state da sempre concentrate nelle aree di vulcanismo attivo in cui l’attività del vulcanologo è finalizzata fondamentalmente alla definizione della Pericolosità Vulcanica supporto indispensabile per la definizione dell’aree a Rischio Vulcanico, intendendo per Rischio il prodotto della Pericolosità per il Danno in termini, questo, di numero di vite umane ovvero di valore monetario dei beni a rischio nell’area vulcanica attiva. Le ricerche svolte dall’autore in Africa Orientale (Etiopia e Somalia) e nello Yemen hanno contribuito ad assimilare i concetti di vulcanologia regionale, rappresentata dall’ampia diffusione del vulcanismo di plateau, variabile per spessore dai 1500 ai 3000 metri, fra i quali si inseriscono, nella depressione dell’Afar, catene vulcaniche inquadrabili, dal punto di vista geodinamico, come “oceaniche” alcune delle quali attive e che si sviluppano per decine/centinaia di chilometri. Nelle aree vulcaniche italiane le difficoltà che sorgono durante il rilevamento risiedono nella scarsa continuità di affioramenti, talvolta incompleti per la descrizione delle variazioni di facies piroclastiche, non disgiunta dalla fitta vegetazione ovvero ur banizzazione specialmente nelle aree di vulcanismo attivo. Il rilevamento vulcanologico richiede competenze e l’adozione di scale adatte a poter cartografare le variazioni di facies piroclastiche che, a differenza dalle assise sedimentarie, in un’area vulcanica possono essere diffuse arealmente soltanto per alcune centinaia di metri. I metodi di studio delle rocce piroclastiche sono del tutto simili a quelli che si usano per le rocce clastiche, cioè dall’analisi delle strutture e delle tessiture alla litologica fino a quella meccanica; su questi clasti inoltre le determinazioni della densità, della mineralogia e della geochimica (Elementi in tracce e Terre Rare), ottenute sulla frazione vetrosa, rappresentano parametri talvolta identificativi di un’area vulcanica sorgente. Non esistono testi nei quali venga descritto come si debba operare nelle aree vulcaniche per le quali l’unica certezza unificante è rappresentata dall’evidenza che, nelle sequenze stratigrafiche, il termine al top rappresenta quello più relativamente recente mentre quello alla base indica il termine relativo più vecchio. Quanto viene riportato in questo testo nasce dall’esperienza che è stata acquisita nel tempo attraverso una costante azione di rilevamento che rappresenta l’uni- ca sorgente di informazione che un vulcanologo deve ricavare attraverso un attento esame dei depositi vulcanici (dalla litologia alla mineralogia, alla tessitura, etc.) la cui distribuzione, talvolta, può assumere un carattere interegionale in Italia nell’ambito dell’Olocene. Soltanto l’esperienza acquisita con il rilevamento produce, in un’area di vulcanismo attivo, risultati positivi per la definizione della Pericolosità, sapendo però che le aree vulcaniche italiane presentano caratteristiche ampiamente differenti e di conseguenza il modo di operare non può essere sempre lo stesso. Un esempio? Immaginate di eseguire un rilevamento vulcanico prima al Somma-Vesuvio e poi nei Campi Flegrei: sono mondi completamente differenti. L’autore desidera ribadire che questo testo si basa sulla esperienza acquisita sia come geologo sia come docente di Vulcanologia; pertanto il libro potrà forse risultare più o meno bilanciato, in forza dell’argomento trattato, in quanto durante l’attività di ricerca l’autore, come tutti, ha affrontato alcuni argomenti più di altri. Questo approccio può essere considerato valido per chiunque voglia scrivere un libro in maniera autonoma e originale, non limitandosi, come molte volte avviene, a tradurre in italiano un libro su tematiche analoghe diffuso, ad esempio, nel mondo anglosassone.Diversamente, si sarebbe potuto concepire un libro come un collage di capitoli scritti da vari autori, che magari avevano esperienza più specifica nei singoli argomenti, ma in tal senso si sarebbe snaturato lo spirito con cui si è impostato il progetto. L’autore, infine, ha fatto ricorso al contributo di altri autorevoli colleghi solo per temi importantissimi, ma in qualche modo complementari rispetto al corpus costitutivo del Vulcanismo Esplosivo.

Geophysics: Principles, applications and emerging technologies

This book presents research in the field of Geophysics, particularly referring to principles, applications and emerging technologies. Table of Contents: Preface pp. i-xxi Environmental Geophysics: Techniques, advantages and limitations (Pantelis Soupios and Eleni Kokinou, Department of Environmental and Natural Resources Engineering, Technological Educational Institute of Crete, Dynamics of the Ocean Floor, Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Geomar)pp i-xxi Application of Innovative Geophysical Techniques in Coastal Areas (V. Di Fiore, M. Punzo, D. Tarallo, and G. Cavuoto, Institute for Marine Coastal Environment, National Research Council, Naples)pp. i-xxi Marine Geophysics of the Naples Bay (Southern Tyrrhenian sea, Italy): Principles, Applications and Emerging Technologies (Gemma Aiello and Ennio Marsella, Institute for Marine Coastal Environment, National Research Council, Naples)pp. i-xxi Oceanic Oscillation Phenomena: Relation to Synchronization and Stochastic Resonance (Shinya Shimokawa and Tomonori Matsuura, National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Univ. of Toyama)pp. i-xxi Assessment of ocean variability in the Sicily Channel from a numerical three-dimensional model using EOFs decomposition (R. Sorgente, A. Olita, A.F. Drago, A. Ribotti, L. Fazioli, and C. Tedesco, Institute for Marine Coastal Environment, National Research Council, Oristano)pp. i-xxi Monitoring Test of Crack Opening in Volcanic Tuff (Coroglio Cliff. Italy) Using Distributed Optical Fiber Sensor (A. Minardo, A. Coscetta, M. Caccavale, G. Esposito, F. Matano, M. Sacchi, R. Somma, G. Zeni, and L. Zeni, Department of Industrial and Information Eng., Second University of Naples Aversa, Institute for Marine Coastal Environment, National Research Council Naples, National Institute for Geophysics and Volcanology, Osservatorio Vesuviano Naples, Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, National Research Council Naples)pp. i-xxi

New morpho-bathymetric and tectono-stratigraphic data on Naples and Salerno gulfs (southern tyrrhenian sea, Italy) derived from bathymetric and seismic data analysis and integrated geological interpretation

New morpho-bathymetric and tectono-stratigraphic data on Naples and Salerno Gulfs, derived from bathymetric and seismic data analysis and integrated geologic interpretation are here presented. The CUBE(Combined Uncertainty Bathymetric Estimator) method has been applied to complex morphologies, such as the Capri continental slope and the related geological structures occurring in the Salerno Gulf.The bathymetric data analysis has been carried out for marine geological maps of the whole Campania continental margin at scales ranging from 1:25.000 to 1:10.000, including focused examples in Naples and Salerno Gulfs, Naples harbour, Capri and Ischia Islands and Salerno Valley. Seismic data analysis has allowed for the correlation of main morpho-structural lineaments recognized at a regional scale through multichannel profiles with morphological features cropping out at the sea bottom, evident from bathymetry.Main fault systems in the area have been represented on a tectonic sketch map, including the master fault located northwards to the Salerno Valley half graben. Some normal faults parallel to the master fault have been interpreted from the slope map derived from bathymetric data. A complex system of antithetic faults bound two morpho-structural highs located 20km to the south of the Capri Island. Some hints of compressional reactivation of normal faults in an extensional setting involving the whole Campania continental margin have been shown from seismic interpretation.

Interactions between Late Quaternary volcanic and sedimentary processes in the Naples Bay, Southern Tyrrhenian sea

The interactions between Late Quaternary volcanic and sedimentary processes in the Naples Bay, Southern Tyrrhenian sea, are here discussed through the results of the marine geological survey at the scale 1:25.000. The example of the geological map n. 465 “Isola di Procida”, herein presented, has put in evidence the stratigraphy of marine Quaternary deposits and related volcanic seismic units. The volcanic deposits cropping out in the Procida island have been explained as the result of eruptions of local eruptive centres. The geological survey carried out onshore indicates the occurrence of several pyroclastic units linked to the eruptive activity of the Ischian and Phlegrean volcanic complexes, interstratified with the products erupted by local volcanic centres. The occurrence in the pyroclastic sequences of Ischia and Procida islands of several marker horizons and their stratigraphic correlations have allowed to reconstruct the volcanological evolution of the two islands and the interactions with sedimentary processes at the scale of the whole Tyrrhenian margin. Four geological maps at the scale 1:25.000 covering the whole Naples Bay have been reconstructed based on the interpretation of marine geological and geophysical data. The stratigraphic relationships between the seismic units and the eruptive deposits have testified the activity of several monogenetic volcanic centers, whose products are interstratified with marine and continental deposits of the Late Quaternary depositional sequence.

Stratigraphic Architecture of Deep Sea Depositional Systems in the Southern Tyrrhenian Sea: Some Examples in the Ischia and Stromboli Volcanic Islands (Southern Italy)

The stratigraphic architecture of deep sea depositional systems has been discussed in detail. Some examples in Ischia and Stromboli volcanic islands (Southern Tyrrhenian sea, Italy) are here shown and discussed. The submarine slope and base of slope depositional systems represent a major component of marine and lacustrine basin fills, constituting primary targets for hydrocarbon exploration and development. The slope systems are characterized by seven seismic facies building blocks, including the turbiditic channel fills, the turbidite lobes, the sheet turbidites, the slide, slump and debris flow sheets, lobes and tongues, the fine-grained turbidite fills and sheets, the contourite drifts and finally, the hemipelagic drapes and fills. Sparker profiles offshore Ischia are presented. New seismo-stratigraphic evidence on buried volcanic structures and overlying Quaternary deposits of the eastern offshore of the Ischia Island are here discussed to highlight the implications on marine geophysics and volcanology. Regional seismic sections in the Ischia offshore across buried volcanic structures and debris avalanche and debris flow deposits are here presented and discussed. Deep sea depositional systems in the Ischia Island are well developed in correspondence to the Southern Ischia canyon system. The canyon system engraves a narrow continental shelf from Punta Imperatore to Punta San Pancrazio, being limited southwestwards from the relict volcanic edifice of the Ischia bank. While the eastern boundary of the canyon system is controlled by extensional tectonics, being limited from a NE-SW trending (counter-Apenninic) normal fault, its western boundary is controlled by volcanism, due to the growth of the Ischia volcanic bank. Submarine gravitational instabilities also acted in relationships to the canyon system, allowing for the individuation of large scale creeping at the sea bottom and hummocky deposits already interpreted as debris avalanche deposits. High resolution seismic data (Subbottom Chirp) coupled to high resolution Multibeam bathymetry collected in the frame of the Stromboli geophysical experiment aimed at recording seismic active data and tomography of the Stromboli Island are here presented. A new detailed swath bathymetry of Stromboli Island is here shown and discussed to reconstruct an up-to-date morpho-bathymetry and marine geology of the area, compared to volcanologic setting of the Aeolian volcanic complex. The Stromboli DEM gives information about the submerged structure of the volcano, particularly about the volcano-tectonic and gravitational processes involving the submarine flanks of the edifice. Several seismic units have been identified around the volcanic edifice and interpreted as volcanic acoustic basement pertaining to the volcano and overlying slide chaotic bodies emplaced during its complex volcano-tectonic evolution. They are related to the eruptive activity of Stromboli, mainly poliphasic and to regional geological processes involving the geology of the Aeolian Arc.

Magnetic Theory and Applications in the Naples Bay (Southern Tyrrhenian Sea, Italy): Magnetic Anomaly Fields and Relationships with Morpho-Structural Lineaments

Magnetic theory and application to a complex volcanic area located in Southern Italy are here discussed showing the example of the Gulf of Naples, located at Southern Italy Tyrrhenian margin. A magnetic anomaly map of the Gulf of Naples has been constructed aimed at highlighting new knowledge on geophysics and volcanology of this area of the Eastern Tyrrhenian margin, characterized by a complex geophysical setting, strongly depending on sea bottom topography. The theoretical aspects of marine magnetometry and multibeam bathymetry have been discussed. Magnetic data processing included the correction of the data for the diurnal variation, the correction of the data for the offset and the leveling of the data as a function of the correction at the cross-points of the navigation lines. Multibeam and single-beam bathymetric data processing has been considered. Magnetic anomaly fields in the Naples Bay have been discussed through a detailed geological interpretation and correlated with main morpho-structural features recognized through morphobathymetric interpretation. Details of magnetic anomalies have been selected, represented and correlated with significant seismic profiles, recorded on the same navigation lines of magnetometry. They include the continental shelf offshore the Somma-Vesuvius volcanic complex, the outer shelf of the Gulf of Pozzuoli offshore the Phlegrean Fields volcanic complex, the relict volcanic banks of Pentapalummo, Nisida and Miseno, the Gaia volcanic bank on the Naples slope, the western slope of the Dohrn canyon, the Magnaghi canyon’s head and the magnetic anomalies among the Ischia and Procida islands.