Cosa si potrebbe fare per monitorare e comprendere meglio l'evoluzione delle faglie dell'Etna?Monitoraggio e analisi della deformazione superficiale tramite tecniche geodetiche e topografiche comparate. Caso studio del versante orientale del vulcano Etna.

I domini vulcano – tettonici rappresentano sistemi complessi nel quadro dei modelli geodinamici studiati dalla comunità scientifica internazionale. Tali sistemi li definiamo complessi perché rappresentano l’interazione tra i processi tettonici regionali legati alla geodinamica dell’area e quelli vulcanici generati dalle dinamiche del sistema geotermico. In tali domini occorre infatti definire in ordine il dominio tettonico, le dinamiche in atto (tettonico-regionali e indotte dal processo vulcanico), i principali lineamenti strutturali di origine tettonica, i principali elementi strutturali di origine vulcanica ed infine determinare un modello di relazione tra i processi tettonici regionali e quelli vulcanici. Nei processi geologici attivi il comportamento cinematico e meccanico delle “geomasse” interessate da deformazione è estremamente variabile e dipende da diversi fattori che interferiscono nel processo (variabilità geometrica e fisica del mezzo geomeccanico interessato, perturbazioni termiche, struttura interna, contenuto in acqua ecc.) ma soprattutto il processo deformativo segue un percorso che ha come origine la geodinamica ossia la sorgente delle forze che si traduce in un campo di sforzi regionale e locale. Il compito della comunità scientifica è quello di analizzare questo percorso nei due sensi: dalla deformazione alla sorgente e viceversa, in modo da riuscire a comprendere attraverso criteri e leggi della fisica meccanica come e quando il complesso sistema si sviluppa. L’approccio multidisciplinare è evidentemente quello che può meglio assolvere a questo sistema. Il principale anello di congiunzione di questo percorso è costituito dalla conoscenza dei modi e velocità di deformazione delle geomasse interessate da processi geologici attivi, ed è quindi fondamentale individuare i punti cruciali ove poter osservare tali dinamiche in modo da distinguere i sistemi di deformazione principali da quelli associati e valutare la gerarchia delle strutture. Dal 2014 Il gruppo di ricerca del GEODynamics & GEOMatic Laboratory dell’Università degli Studi di Catania, nell’ambito di un progetto multidisciplinare orientato allo studio e comportamento di strutture geologiche attive, ha individuato dei laboratori naturali a cielo aperto, dove si potessero registrare, analizzare e modellizzare i fenomeni deformativi a differenti scale spazio-temporali. Allo stato attuale tali laboratori sono stati individuati nell’aree dei vulcani di fango presenti in Sicilia, lungo le zone di taglio cosismiche dell’Appennino umbro marchigiano, nel dominio estensionale intersismico della Calabria meridionale e lungo le zone di taglio attive del versante orientale del complesso vulcanico etneo. In particolare l’orientamento del gruppo di ricerca è quello di rispondere ai principali criteri e modelli di deformazioni delle geomasse a comportamento elastico e plastico, concentrandosi in particolar modo sulle aree terminali delle discontinuità dove si ha la maggior parte della concentrazione degli sforzi e cercando di rilevare la deformazione discriminando le strutture principali da quelle ad esse associate. La prima struttura del laboratorio vulcanico etneo che il gruppo di ricerca ha individuato per iniziare la sperimentazione è il sistema di taglio denominato San Gregorio Acitrezza, che per le sue peculiari caratteristiche e sviluppo rappresenta il prototipo ideale per lo studio in atto. Tale struttura si sviluppa lungo il margine meridionale della porzione del versante orientale dell’Etna considerato “instabile”, ed è costituita da segmenti di taglio a cinematica trascorrente destra con associate strutture estensionali e modo di deformazione di tipo creep asismico, che interessano i centri abitati di San Gregorio e Acitrezza. Previa un dettagliato rilievo morfostrutturale, geologico-strutturale accompagnato da indagini geofisiche, il gruppo di ricerca del GEOD & GEOM Lab ha progettato la prima rete del “Laboratorio Etna” di monitoraggio discreto geodetico-topografico della deformazione lungo le zone di taglio attive presenti sul vulcano. Sono stati installati dei punti geodetico-topografici che consentissero, attraverso campagne di misura discrete, di registrare le coordinate precise di tali punti disposti a cavallo della zona di taglio denominata San Gregorio -Acitrezza. La rete così generata ha dato origine ad una più vasta rete, estesa a quasi tutte le strutture di taglio presenti sul versante orientale del vulcano, denominata UNICT-NET. Esiste già da diversi decenni nell’area del complesso vulcanico etneo un sistema di monitoraggio tra i più sofisticati e multi specialistico al mondo, l’idea quindi del laboratorio è quella di concentrare il monitoraggio e l’analisi della deformazione al comportamento delle zone di taglio integrando e senza sovrapporsi all’esistente rete di monitoraggio. Attualmente la rete geodetica permanente e discreta creata installata e gestita dall’INGV consente di archiviare, analizzare e modellizzare informazioni sui processi di deformazione in atto, consentendo di discriminare le distinte fasi vulcano tettoniche che si susseguono durante i cicli eruttivi, le crisi simiche e tutto ciò che può essere classificato come “processo geologico attivo”. Dal 2019 il GEODynamics & GEOMatic Laboratory dell’Università degli Studi di Catania ha stipulato un accordo di collaborazione internazionale con l’École Normale Supérieure di Parigi e l’Istituto Nazionale Geofisica e Vulcanologia – Osservatorio Etneo al fine di approfondire i metodi di ricerca e condividere i dati relativi alle registrazioni GNSS discrete e permanenti, che integrati a quelli in possesso del GEODynamics & GEOMatic Laboratory dell’Università degli Studi di Catania serviranno a strutturare un database più completo per l’oggetto della ricerca. In questa tesi di dottorato verranno analizzate le serie temporali sviluppate dalle registrazioni GNSS sui capisaldi della rete UNICT-Net (2014 – 2020) e sui capisaldi della rete ETNA@NET gestita dall’Istituto Nazione di Geofisica e Vulcanologia – Osservatorio Etneo (INGV-OE) insieme alle serie temporali dei Permanent Scatter ottenute tramite P-SBAS (2016 – 2019). Verrà analizzata la deformazione del settore sudorientale del fianco instabile dell’Etna per ottenere con la massima risoluzione il quadro deformativo agente nell’area con particolare attenzione alle faglie già note in letteratura, tra cui la Belpasso-Ognina Lineament, la Tremestieri-San Gregorio-Acitrezza Fault, Trecastagni Fault e la Fiandaca-Nizzeti Fault. Tutto ciò al fine di discriminare il comportamento di ogni faglia in relazione alla deformazione che le coinvolge in relazione alla risposta elastica o plastica della layer coinvolto. Un altro aspetto è quello di analizzare per ogni faglia l’offset che la stessa genera tramite serie temporali PS InSar al fine di delineare lo stato di sforzo a cui è stata sottoposta la struttura nel periodo analizzato. L’obiettivo finale della tesi è quello di fornire informazioni utili per migliorare il monitoraggio delle strutture suddette tramite la realizzazione di nuove stazioni GNSS permanenti nei siti più utili per approfondire lo stato di conoscenza attuale su alcune strutture sul fianco instabile dell’Etna, nonché sul loro comportamento cinematico, reologico in relazione al substrato del Monte Etna.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2021

Author dc:creator

• CARNEMOLLA, FRANCESCO

Contributors dc:contributor

• DE GUIDI, GIORGIO

• GNSS, InSAR, Deformation Monitoring, Mount Etna volcano, Volcano Tectonics
• GNSS, InSAR, Monitoraggio della deformazione, Vulcano Tettonica, Vulcano Etna

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/581780

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/581780