Segnali infrasonici e dinamica del magma al Mt. Etna: analisi acustica e multiparametrica per lo studio del sistema di alimentazione superficiale

Questo lavoro di tesi ha l’obiettivo di investigare la parte superficiale del sistema di alimentazione del Monte Etna, concentrandosi in particolare sul ruolo dei segnali infrasonici come strumento di interpretazione delle dinamiche interne e superficiali del vulcano. Infatti, l’infrasuono, grazie alla sua sensibilità alle variazioni della geometria dei condotti e alla posizione della superficie libera del magma, può fornire informazioni preziose sull’interconnessione fra i crateri sommitali e sulle variazioni temporali dei processi magmatici che avvengono nelle porzioni sommitali del plumbing system. Per questo motivo sono stati analizzati sia i segnali infrasonici prodotti durante 51 episodi di fontane di lava avvenuti tra il 2011 e il 2015, sia il particolare fenomeno di gliding infrasonico registrato tra maggio e giugno 2022. La prima parte della tesi introduce i principi generali del monitoraggio vulcanico, illustrando le principali tecniche utilizzate (dalla sismologia alla geodesia, dalle osservazioni termiche e geochimiche ai metodi gravimetrici e magnetici) e soffermandosi in particolare sui segnali infrasonici, sui loro meccanismi di generazione e sulle potenzialità che offrono per l’interpretazione dei processi eruttivi. Successivamente, viene presentato un quadro geologico e vulcanologico del Monte Etna, con una descrizione dei sistemi di faglie, dell’evoluzione morfologica e dell’attività eruttiva recente, elementi indispensabili per comprendere il contesto nel quale i segnali infrasonici analizzati vengono generati. Nei capitoli successivi della tesi vengono illustrati i dati e le metodologie adottate: le tecniche con cui sono stati identificati gli eventi, l’analisi spettrale tramite Trasformata di Fourier e pseudospettrogrammi, i metodi di localizzazione delle sorgenti infrasoniche, e la modellazione delle stesse. Per quest’ultima, particolare attenzione è riservata ai modelli di risonanza acustica, sia analitici sia numerici, che consentono di collegare la frequenza dei segnali infrasonici alla geometria dei condotti e al livello del magma al loro interno. Si descrivono inoltre le stazioni utilizzate, sia infrasoniche sia sismiche. Quindi i due capitoli successivi mostrano i risultati delle ricerche eseguite nell’ambito del dottorato di ricerca. Le analisi infrasoniche mostrano che gli eventi provenienti dal Cratere di Nord-Est presentano variazioni spettrali temporalmente correlate alle fontane di lava dei crateri Voragine e Sud-Est. Questa correlazione indica che le modifiche spettrali del Cratere di Nord-Est riflettono le variazioni del sistema di alimentazione durante i parossismi degli altri crateri, rivelando così l’interconnessione tra i condotti sommitali. Le variazioni osservate sono inoltre coerenti con un modello di risonanza acustica, suggerendo che i cambiamenti di frequenza sono legati alle variazioni del livello della superficie libera del magma nel condotto. Il capitolo successivo tratta del fenomeno di gliding infrasonico registrato nel 2022 al Cratere di Sud-Est, caratterizzato da una progressiva variazione della frequenza e dalla presenza di armoniche multiple. Attraverso tecniche di inversione e modellazione, che includono geometrie cilindriche e tronco-coniche, metodi analitici e numerici, è stato possibile ricostruire la geometria del cratere e stimare l’evoluzione temporale del livello del magma durante l’episodio. Lo studio mostra come il gliding possa essere interpretato come la risposta in termini di risonanza acustica del sistema condotto-cratere durante eventi di trasferimento di magma, rivelando dinamiche interne non direttamente osservabili con altri metodi. Nel complesso, la tesi dimostra che i segnali infrasonici rappresentano un potente strumento per analizzare le dinamiche superficiali del sistema di alimentazione dell’Etna. Essi permettono di identificare interconnessioni fra i condotti sommitali, di seguire nel tempo le variazioni del livello del magma e di riconoscere fenomeni dinamici complessi come il gliding. Le conclusioni indicano che l’integrazione tra dati infrasonici, sismici e modelli fisici consente di ricavare informazioni fondamentali per comprendere e monitorare l’attività del vulcano, contribuendo anche al miglioramento delle capacità previsionali in ambito vulcanologico.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2026

Author dc:creator

• AMATO, GABRIELE

Contributors dc:contributor

• CANNATA, ANDREA

• surface feeding system
• infrasonic signal
• volcanic monitoring
• infrasonic gliding
• sistema di alimentazione superficiale
• segnali infrasonici
• monitoraggio vulcanico
• gliding infrasonico

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/20.500.11769/724450

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/724450