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Terremoti, frane, eruzioni vulcaniche o, più in generale, fenomeni di deformazione della superficie terrestre, possono essere monitorati grazie all’uso di sensori  Radar ad Apertura Sintetica (SAR).

Il SAR è in grado di rivisitare la stessa area ad intervalli regolari, fornendo informazioni ad altissima risoluzione spaziale della scena osservata. Nel caso dei satelliti ERS 1/2 ed ENVISAT dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), attivi dal 1992 il tempo di rivisitazione stabilito è ogni 35 giorni, per i sensori invece di nuova generazione come ad esempio la costellazione Cosmo SKY-Med, tale intervallo si è ridotto ad 8 giorni. Utilizzando la tecnica denominata Interferometria Differenziale SAR (DInSAR), in cui si confrontano (si fanno “interferire”) due immagini acquisite da posizioni leggermente differenti (baseline spaziale) e in tempi diversi (baseline temporale) è possibile ottenere immagini tridimensionali della superficie terrestre, misurandone anche la topografia. Se qualcosa è cambiato, nell’intervallo di tempo tra le due acquisizioni, ossia se si rileva una deformazione del terreno tra i due passaggi successivi del sensore, questa viene visualizzata mediante una serie di strisce colorate, le cosiddette frange di interferenza o interferogramma.  Le onde elettromagnetiche utilizzate sono caratterizzate da una alternanza di creste distanziate di circa 5 cm; questa distanza è la cosiddetta lunghezza d’onda. È proprio “contando” queste creste che il radar riesce a capire a quale distanza si trova l’oggetto che sta osservando. Non solo, se l’oggetto, che può trovarsi anche a centinaia di chilometri di distanza, si sposta di appena qualche centimetro il numero di creste che caratterizzano le onde elettromagnetiche cambierà, consentendo di rilevare e misurare lo spostamento con accuratezza, appunto, centimetrica. 

Le tecniche interferometriche generano non solo le mappe di deformazione del suolo misurata lungo la linea di vista del sensore, ma usufruendo di una serie di immagini (invece di due sole) acquisite nel corso del tempo, consentono di seguire l’evoluzione temporale della deformazione stessa. Per esempio, la misura delle deformazioni del suolo in aree vulcaniche è di estrema importanza in quanto queste sono spesso precursori di eruzioni, o comunque indice di un incremento dell’attività vulcanica. E se si considera che i primi satelliti utilizzabili a tale scopo hanno raccolto dati fin dal 1992, è evidente la possibilità di analizzare con un dettaglio precedentemente impensabile la storia deformativa di un vulcano negli ultimi 19 anni. Tutto questo senza avere alcuna necessità di accedere al vulcano, un ulteriore vantaggio, in caso di crisi eruttiva, rispetto a tecniche più “tradizionali”.

Queste ultime prevedono una raccolta manuale di dati da effettuarsi mediante campagne di misura sul territorio, oppure l’istallazione, in postazioni fisse, di ricevitori GPS del tutto analoghi a quelli dei navigatori satellitari. In entrambi i casi, il numero di punti di misura risulta essere limitato.

Una mappa di deformazione satellitare, invece, permette di coprire aree molto vaste e con una densità di punti di misura molto elevata.

modellazioneI processi geofisici che avvengono a diversi chilometri sotto la superficie terrestre, come il movimento di una faglia sismogenetica, l'accumulo di magma, la variazione di pressione nei serbatoi magmatici, provocano in molti casi deformazioni della superficie terrestre che possono essere misurate con metodi geodetici e con tecniche di telerilevamento come quelle SAR interferometriche (InSAR). I risultati di tali misure e la successiva modellazione geofisica delle sorgenti, causa delle deformazioni, possono fornire informazioni fondamentali per la valutazione del rischio vulcanico e sismico e per la corretta pianificazione delle attività umane e del territorio.

E’ possibile modellare le sorgenti di deformazione mediante approcci analitici e numerici. Nella modellazione analitica i modelli più diffusi riescono a riprodurre la deformazione osservata in maniera sufficientemente realistica utilizzando funzioni semplici caratterizzate da un numero limitato di parametri. Sebbene in questi approcci semplificati vengano trascurati diversi aspetti (le proprietà del magma all'interno della sorgente, tra cui la sua compressibilità, le asperità lungo il piano di faglia, le eterogeneità crostali), i modelli analitici costituiscono comunque un valido strumento per una valutazione preliminare della localizzazione e delle caratteristiche geometriche delle sorgenti che hanno generato la deformazione osservata, informazioni ottenute grazie all’inversione dei dati di deformazione superficiale misurati (InSAR, GPS, EDM, tiltmetria, ecc…).

La modellazione numerica è uno strumento avanzato in grado di consentire simulazioni realistiche dei processi geofisici mediante l’utilizzo di informazioni eterogenee e di efficienti metodi matematici. Esistono diverse tecniche di modellazione numerica; quella generalmente in uso nelle Scienze della Terra è la tecnica FEM (Finite Element Method). L’incremento esponenziale delle conoscenze sui sistemi geofisici e lo sviluppo tecnologico degli strumenti di calcolo numerico hanno consentito l’implementazione di modellazioni sempre più complesse, capaci di rappresentare la variabilità spazio temporale delle grandezze fisiche che condizionano l’evoluzione di un sistema naturale. In questo contesto la modellistica multi fisica agli elementi finiti rappresenta una nuova frontiera per la comprensione dell’evoluzione spazio temporale dei diversi contesti geodinamici quali le aree vulcaniche, sismiche e quelle affette da fenomeni di dissesto idrogeologico.

L’IREA è impegnata nello sviluppo di attività di ricerca sul tema della modellazione geofisica di dati telerilevati e geodetici; tali attività hanno già fornito importanti risultati nell’ambito dello studio dei principali eventi sismici che hanno colpito il territorio nazionale negli ultimi anni.Rilevanti sono stati anche i risultati relativi all’analisi dei principali vulcani italiani e di vari altri siti vulcanici di grande interesse scientifico.

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L’interferometria SAR differenziale (DInSAR) è una tecnica per la stima delle deformazioni del suolo con accuratezze centimetriche e in alcuni casi millimetriche. Negli ultimi decenni, grazie ad una sempre crescente disponibilità di dati SAR satellitari e allo sviluppo di algoritmi avanzati come la tecnica SBAS (Small BAseline Subset), l’interferometria differenziale si è affermata come un efficace strumento di telerilevamento non solo per comprendere meglio i fenomeni geofisici a scala locale e regionale ma anche per dare supporto alla gestione e mitigazione dei rischi naturali e antropici.

Lo scenario attuale del DInSAR vede un costante incremento della disponibilità di grossi archivi di dati SAR satellitari, acquisiti dai sensori ERS ed ENVISAT dell’ESA prima e dalle costellazioni TerraSAR-X (DLR) e COSMO-SkyMed (ASI) poi, passando per le missioni canadesi RADARSAT-1/2. Nel prossimo futuro, i sensori SAR a bordo della costellazione europea Sentinel-1 permetteranno di compiere un ulteriore passo in avanti nella disponibilità di dati acquisiti, grazie al tempo di rivisita che può scendere fino a 6 giorni (con Sentinel-1A e 1B) e alla politica di acquisizione global coverage adottata.

Al fine di poter beneficiare di questa enorme mole di dati per l’analisi e il monitoraggio interferometrico delle deformazioni del suolo, è necessario disporre non solo di risorse di calcolo ad alte prestazioni (HPC) ma anche di algoritmi DInSAR che siano in grado di sfruttarle in modo efficace ed efficiente.

In questo contesto, l’attività di ricerca di IREA si concentra sullo studio, sviluppo, ed implementazione di soluzioni algoritmiche DInSAR innovative che sfruttino piattaforme di calcolo ad alte prestazioni. In particolare, ci si concentra sull’utilizzo di architetture distribuite multi-nodo e multi-core (GRID e Cloud) per beneficiare di piattaforme di calcolo parallelo, con conseguente possibilità di abbattimento dei tempi di elaborazione.

Gli obiettivi dell’attività sono la ricerca di soluzioni algoritmiche DInSAR che permettano di gestire ed elaborare la crescente mole di dati SAR disponibili in tempi ragionevoli. Si sta studiando, inoltre, lo sviluppo di nuovi strumenti algoritmici per la generazione di mappe di deformazione del suolo a scala continentale che possano essere utilizzate per l’analisi di fenomeni deformativi di interesse globale. Oltre alle notevoli ricadute scientifiche, il raggiungimento di tali obiettivi ha importanti risvolti in ambiti di Protezione Civile per la gestione, la prevenzione e la mitigazione del rischio naturale ed antropico, sia in fase di preallerta sia in condizioni di emergenza. Infine, la possibilità offerta dalle piattaforme Cloud di ospitare gli archivi di dati, le risorse di processing e gli algoritmi di elaborazione, in congiunzione con la capacità di semplificare la condivisione di dati e risultati, apre nuovi scenari di diffusione e fruizione della conoscenza scientifica.

 

I dati rilevati dai satelliti radar COSMO-SkyMed dell'Asi hanno mostrato la deformazione della superficie,
permettendo ai ricercatori di Cnr-Irea e Ingv di fare le prime valutazioni sulla zona colpita
 

mappa_spostamenti_IREANell’emergenza post terremoto dell’Emilia Romagna il Dipartimento della Protezione Civile, fin dalle primissime ore dopo il sisma, ha coinvolto l’ASI Agenzia Spaziale Italiana, il CNR-IREA Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente e l’INGV Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, per la programmazione di nuove acquisizioni radar dai satelliti della costellazione COSMO-SkyMed al fine di disporre, in tempi molto rapidi, di informazioni circa la deformazione crostale connessa alle scosse sismiche di maggiore energia: tipo di deformazione, entità ed estensione del territorio interessato.

Grazie alle informazioni satellitari è stato possibile completare il quadro della situazione dell’area colpita dal sisma. Per una parte dell’area studiata si è evidenziato che si è avuto un sollevamento il cui valore massimo è pari a circa 15 centimetri. Questi dati concordano con quelli sismologici e mostrano un piano di rottura principale immergente verso Sud lungo il quale la parte meridionale di questo settore della Pianura Padana si è accavallato sul settore settentrionale (faglia di sovrascorrimento).

Una delle più importanti capacità dei sistemi radar per l’Osservazione della Terra è quella di funzionare giorno e notte e in qualsiasi condizione atmosferica. Questa caratteristica, data la densa copertura nuvolosa che ha interessato la zona durante i primi giorni dell’emergenza, si è rilevata di particolare importanza: l’informazione radar è risultata l’unica capace di fornire, in tempi brevissimi, un quadro d’insieme della situazione, non rilevabile con le metodologie ottiche standard.

Mediante una tecnica denominata Interferometria Differenziale è possibile misurare spostamenti del terreno, anche dell’ordine dei centimetri, utilizzando immagini radar acquisite prima e dopo un evento sismico. L’ultima acquisizione dei satelliti COSMO-SkyMed sulla zona interessata dal sisma è avvenuta la sera del 19 maggio, poche ore prima dell’evento.

Per poter calcolare la deformazione del suolo è necessario attendere che uno dei satelliti ripassi esattamente sulla stessa orbita. L’Agenzia Spaziale Italiana ha immediatamente predisposto l’acquisizione del primo passaggio utile post-terremoto, avvenuto nella serata del 23 maggio. I dati sono stati prontamente elaborati da un team di ricercatori coordinati da Eugenio Sansosti del Consiglio Nazionale delle Ricerche e da Stefano Salvi dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.

Per renderle più semplici da interpretare, le deformazioni misurate sono state rappresentate sulla cartografia di GoogleEarth mediante un codice di colori (vedi immagine). Le zone azzurre sono quelle affette da deformazione trascurabile, mentre quelle in rosso hanno raggiunto il valore di massimo sollevamento.

Questo primo risultato è particolarmente interessante in quanto, pur rappresentando solo il settore più orientale dell’area presumibilmente in deformazione, consente di capire che questa ha un orientamento prevalentemente est-ovest, parallelo alla struttura tettonica che ha generato il terremoto, e può quindi fornire utili informazioni per la definizione della geometria complessiva del processo in atto. La qualità delle immagini risulta buona, nonostante le caratteristiche non ottimali della superficie (presenza di coltivazioni e vegetazione).

Scarica il file che permette di vedere la mappa si deformazione in Google Earth sul tuo computer

Installa Google Earth

Ascolta l'intervista del GR1 a Eugenio Sansosti, 26 maggio 2012     ascolta

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Nuovi dati dei satelliti radar Cosmo-SkyMed dell’Agenzia Spaziale Italiana hanno mostrato gli effetti permanenti dei movimenti del suolo relativi al terremoto del 29 maggio permettendo ai ricercatori di IREA-CNR e INGV di valutarne gli effetti. Rilevato un sollevamento dell’area fino a 12 centimetri

 

defo_map_google_IREAContinua l’attività di monitoraggio dallo Spazio delle aree dell’Emilia Romagna colpite dal terremoto, avviata dal Dipartimento della Protezione Civile dopo l’inizio della sequenza sismica. Le nuove acquisizioni radar dei satelliti della costellazione Cosmo-SkyMed programmate dall’Agenzia Spaziale Italiana su tutta l’area in cui sono in atto fenomeni sismici hanno permesso di studiare gli effetti permanenti dei movimenti del suolo causati dalla scossa del 29 maggio 2012.

Lo studio è stato condotto da un team congiunto di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR) di Napoli e dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) mediante una tecnica denominata interferometria differenziale, che permette di misurare spostamenti del terreno anche dell’ordine di pochi centimetri su grandi aree.

L’ultima acquisizione del sistema Cosmo-SkyMed sulla zona interessata dal sisma era avvenuta la sera del 27 maggio, due giorni prima del secondo evento. Il calcolo della deformazione del suolo dovuta alla forte scossa del 29 maggio è stato possibile dopo il primo passaggio utile del primo dei quattro satelliti della costellazione sulla orbita, avvenuto nella serata del 4 giugno.

L’uso dei satelliti di Cosmo-SkyMed, caratterizzati da tempi di rivisita molto brevi, ha permesso di studiare e separare gli effetti delle prime scosse sismiche del 20 maggio da quelle avvenute il 29. Questi ultimi hanno causato un sollevamento del suolo fino a 12 centimetri. La zona maggiormente interessata si estende per circa 50 chilometri quadrati, tra Mirandola e San Felice sul Panaro nella provincia di Modena.

L’immagine mostra la mappa degli spostamenti ricavata dall’interferogramma. Le zone in rosso sono quelle che hanno subito il maggior innalzamento, mentre le aree stabili sono in verde. Il sollevamento è stato causato dallo scorrimento in profondità dei due lembi della faglia sulla quale si è originato il terremoto del 29 maggio.

Il risultato ottenuto è particolarmente interessante in quanto consente una analisi completa della zona interessata dalle deformazioni del suolo, che mostra un orientamento prevalentemente est-ovest. Le sue caratteristiche, e il confronto con i dati della sismicità, indicano che la faglia del 29 maggio si colloca nella continuazione verso ovest di quella del terremoto del 20 maggio.

A partire dalle informazioni fornite dall' INGV, i ricercatori dell’IREA hanno poi realizzato un modello della sorgente responsabile delle deformazioni osservate, che ne descrive forma e localizzazione. L’analisi preliminare dei residui, ossia le differenze tra le deformazioni reali e quelle ricostruite dal modello, evidenzia la presenza di effetti deformativi riferibili agli eventi di magnitudo superiore a 5 verificatesi all'interno dell'intervallo temporale considerato. 

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  Mappa di deformazione superficiale (interferogramma) indotta dal sisma di 
magnitudo 8.3 del 19 settembre 2015 in Cile. L'interferogramma è stato generato
sfruttando due immagini Sentinel-1 acquisite prima e dopo l'evento.
Ogni ciclo di colore corrisponde ad uno spostamento di circa 2,8 cm.
 

Il satellite europeo Sentinel-1, che opera nell'ambito del programma europeo per il monitoraggio ambientale Copernicus, rappresenta un potente sistema per la misura delle deformazioni della superficie terrestre attraverso la tecnica di Interferometria Radar ad Apertura Sintetica (InSAR), grazie in particolare alle sue caratteristiche di acquisizione a scala globale, nonché alla politica di accesso ai dati aperta e libera.

Tuttavia, I dati grezzi acquisiti dal satellite richiedono specifici algoritmi di elaborazione per essere trasformati in prodotti con informazione direttamente fruibile da un utilizzatore scientifico, e questo può scoraggiare coloro che non hanno familiarità con le tecniche InSAR.

A tal proposito, l’IREA ha sviluppato uno strumento che, attraverso una interfaccia web user-friendly, permette agli utenti di generare interferogrammi in modo automatico. Grazie a questo servizio, gli utenti possono selezionare le immagini SAR dall’archivio di dati Sentinel-1, impostare alcuni parametri di elaborazione, ed automaticamente elaborare le immagini così da ottenere l’interferogramma corrispondente. Ciò consentirà di promuovere un uso più ampio dei dati SAR di Sentinel-1, di estendere la ricerca sulle tecniche interferometriche e di rendere più semplice la generazione di misure InSAR accurate.

L’IREA ha sviluppato questo strumento web nell’ambito del progetto Geohazards TEP (Geohazards Thematic Exploitation Platform) dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), che ha lo scopo di implementare una piattaforma informatica per lo sfruttamento massiccio ed automatico di dati satellitari di Osservazione della Terra. Lo strumento web è disponibile da aprile 2016, per gli utenti scientifici appartenenti alla comunità che ruota intorno al Geo-hazard, come primo prototipo all’interno dell’infrastruttura di elaborazione dell'ESA G-POD (Grid Processing On Demand). Il prototipo diventerà un servizio pre-operativo entro l'inizio del 2017.

La notizia è stata riportata sul sito dell’Agenzia Spaziale Europea.

 


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Mercoledì, 19 Luglio 2017 14:27

Special Issue della rivista Remote Sensing

remote sensing JournalFrancesco Soldovieri e Pietro Tizzani, rispettivamente Primo Ricercatore e Ricercatore dell’IREA, sono tra gli editors dello Special Issue "New Frontiers of Multiscale Monitoring, Analysis and Modeling of Environmental Systems via Integration of Remote and Proximal Sensing Measurements" della rivista Remote Sensing.

Scopo di questo special Issue è presentare i risultati recenti e i progressi sugli approcci per l’analisi e la comprensione dei sistemi ambientali, con particolare attenzione allo studio dell'interazione tra i processi ambientali che si verificano a diverse scale. Questi progressi hanno aperto la strada alla progettazione e all'implementazione di sistemi di rilevamento multipiattaforma, da remoto e in situ, e di nuovi e strumenti per la sorveglianza e il monitoraggio. Un'attenzione particolare è dedicata allo sviluppo di nuove tecniche e strumentazioni integrate per il monitoraggio multi-scala di aree soggette a elevati rischi naturali, quali quelle vulcaniche, sismiche o esposte a frane.

Per informazioni sulla sottomissione degli articoli vai a questo link 

 


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Individuate le relazioni causa-effetto che hanno determinato lo sciame simico durante l’eruzione laterale dell’Etna del dicembre 2018, culminato con il forte sisma (ML 4.8) del 26 dicembre, grazie ad un approccio multidisciplinare che ha integrato i dati radar satellitari con i dati sismologici e di terreno. Lo studio, condotto da Cnr e Ingv, in collaborazione con Dpc, è stato pubblicato su Geophysical Research Letters.

1fig1La risalita di magma profondo potrebbe essere la causa dello sciame sismico che ha accompagnato l’eruzione laterale dell’Etna del 24-27 dicembre 2018, culminato con il forte terremoto di magnitudo ML 4.8 che il 26 dicembre ha interessato la faglia di Fiandaca nel fianco sud-orientale del vulcano (Figura 1 al lato). A formulare questa ipotesi è uno studio condotto da un team di ricercatori dell’Istituto per il rilevamento elettromagnetico dell’ambiente del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Irea, Napoli) e dell’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv, Catania e Roma), in collaborazione con il Dipartimento di protezione civile (Dpc, Roma). I risultati della ricerca, "DInSAR analysis and analytical modelling of Mt. Etna displacements: the December 2018 volcano-tectonic crisis", sono stati pubblicati su Geophysical Research Letters (https://doi.org/10.1029/2019GL082467).

“La disponibilità dei dati radar satellitari della costellazione Sentinel-1, del programma europeo Copernicus, e della costellazione COSMO-SkyMed, dell’Agenzia spaziale italiana (Asi) e del Ministero della Difesa", evidenzia Riccardo Lanari, direttore Cnr-Irea, "ha permesso di rilevare, con precisione centimetrica, i movimenti del suolo che hanno interessato l’apparato vulcanico etneo nel corso dell’eruzione del 24-27 dicembre 2018. L’individuazione sia delle sorgenti magmatiche, sia di quelle sismogenetiche, che hanno causato le deformazioni rilevate dai satelliti, è stata possibile grazie ad un approccio multidisciplinare che ha integrato i dati sismologici e di terreno con i dati radar satellitari elaborati da Cnr-Irea” (Figura 2).       

Grazie all’utilizzo di modelli matematici sono state ricostruite le sorgenti vulcaniche e sismiche che hanno generato le deformazioni, riuscendo a mostrare il nesso causale fra eruzione e terremoti. “La modellazione applicata”, afferma Vincenzo De Novellis, ricercatore Cnr-Irea, “ha consentito di distinguere due differenti sorgenti deformative connesse con l’intrusione di magma: una molto superficiale, che ha causato l’apertura delle fessure osservate al suolo da cui è fuoriuscita la colata lavica, ed un’altra molto più profonda (da 3 a 8.5 km) che ha esercitato una tensione sui fianchi del vulcano, innescando il movimento delle faglie e quindi generando i numerosi terremoti registrati dalla rete di monitoraggio dell’Ingv” (Figura 3). 

Che il forte abbassamento del suolo dell’area a ridosso de La Montagnola (circa 3 km a sud della zona dei crateri sommitali dell’Etna) fosse un effetto secondario dell’intrusione magmatica profonda lo si è capito solo grazie alla modellazione. “Con lo stesso approccio”, aggiunge Simone Atzori, ricercatore Ingv, “abbiamo analizzato e quantificato le interazioni avvenute tra la risalita dei magmi e le faglie circostanti, fra cui le strutture di Fiandaca, della Pernicana e di Ragalna”. La comprensione delle relazioni tra intrusioni magmatiche e terremoti rappresenta da sempre una sfida scientifica di estremo interesse, soprattutto per i risvolti che questi studi hanno sulla valutazione della pericolosità sismica e vulcanica.

“E non è detto che sia finita qui”, conclude Marco Neri, primo ricercatore Ingv. “Confrontando le grandi deformazioni del suolo intervenute negli ultimi mesi e la piccola eruzione di dicembre, c’è da pensare che il vulcano abbia ancora energia da spendere, come dimostra la ripresa dell’attività eruttiva del 30 maggio 2019. Si tratta di valutazioni importanti, soprattutto per un territorio densamente urbanizzato come quello etneo, dove quasi un milione di persone vive a stretto contatto con uno dei vulcani più attivi al mondo”.

Tali risultati costituiranno un punto di riferimento per migliorare le stime del rischio in un’area a così alta densità abitativa. 

 

Figura 1. In alto: vista tridimensionale dell’Etna in cui sono rappresentati le fessure eruttive (linee bianche) da dove è fuoriuscita la colata di lava del 24 dicembre (in rosso), i principali lineamenti strutturali del vulcano (linee nere) e il terremoto del 26 dicembre (stella). I cerchi grigi rappresentano gli epicentri dei terremoti avvenuti dal 24 al 27 dicembre. In basso: fotografia acquisita da elicottero da ovest verso est, nella quale è possibile riconoscere le fessure eruttive (linee bianche a tratteggio) e i principali flussi lavici emersi dalle fessure (frecce rosse). SEC: Cratere di Sud-Est; NSEC: Nuovo Cratere di Sud-Est; NEC: Cratere di Nord-Est.

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Figura 2. Vista tridimensionale della componente orizzontale (in direzione Est-Ovest) degli spostamenti del suolo ricostruiti attraverso l’analisi delle immagini radar dei satelliti Sentinel-1 appartenenti alla costellazione del programma europeo Copernicus. Le due frecce bianche indicano la direzione degli spostamenti i cui valori massimi superano i 30 cm verso Ovest e i 50 cm verso Est sulla sommità del vulcano. Nell’area prossima all’epicentro del terremoto del 26 dicembre (indicato con la stella bianca), il massimo spostamento del suolo verso Est è di 14 cm, mentre il corrispondente spostamento verso Ovest è di 17 cm.      

    

 fig3     

Figura 3. Vista tridimensionale dell’Etna che sintetizza i risultati del modello relativo agli eventi vulcano-tettonici del dicembre 2018. Nello spaccato sono stati rappresentati i due corpi magmatici (dicchi) modellati: uno più superficiale, che ha causato l’apertura delle fessure da cui è fuoriuscita la colata lavica, ed un secondo più profondo, che ha esercitato la tensione sui fianchi del vulcano. I quadratini che compongono i dicchi modellati indicano la maggiore presenza (in rosso) o minore (in rosa chiaro) del magma. Le linee viola rappresentano i piani di faglia calcolati dal modello, mentre quelle nere rappresentano le strutture tettoniche effettivamente affioranti in superficie. Infine, le frecce verdi schematizzano le pressioni esercitate dalle intrusioni magmatiche, che sembrano avere “innescato” il movimento delle faglie, tra cui la faglia di Fiandaca lungo la quale si è verificato il terremoto del 26 dicembre 2018 (l’epicentro è indicato con la stella bianca).

 

Vedi la presentazione dei risultati a questo link 

 

Rassegna stampa

La repubblica - Scienze: L'Etna cambia forma durante l'eruzione. E il satellite lo fotografa, 31 maggio 2019

Le Scienze: Etna: svelata la causa dello sciame sismico durante l'eruzione laterale dell'Etna del dicembre 201831 maggio 2019

lasiciliaweb: La risalita del magma ha provocato il terremoto del 26 dicembre31 maggio 2019

Sky Tg24: Etna, svelata l’origine del terremoto del 26 dicembre1 giugno 2019

 


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Ricercatori dell'Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente (IREA) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) presentano a Vienna un nuovo servizio operativo sviluppato per il monitoraggio delle deformazioni nei vulcani attivi
 

CF

Monitorare le deformazioni della superficie terrestre in aree vulcaniche attive, in luoghi spesso di difficile accesso, può non essere un compito facile. Il telerilevamento satellitare può fare la differenza rispetto alle tecniche in-situ, grazie alla sua capacità di coprire aree molto vaste, con una densità di punti di misura molto elevata e a costi relativamente bassi. Questi risultati saranno presentati il 9 aprile a Vienna in una conferenza scientifica (Sala M2 alle 9:30) e una conferenza stampa (alle 13:00) nel corso della prossima Assemblea Generale dell'Unione Geofisica Europea (EGU) che si terrà dal 7 al 12 aprile.

L'interferometria SAR differenziale satellitare (DInSAR) permette di misurare le deformazioni del suolo con un'elevata precisione e in qualsiasi condizione atmosferica. La crescente diffusione dell'uso di questa tecnica è dovuta alla recente disponibilità di grandi archivi di dati SAR facilmente accessibili, come quelli forniti, dalla fine del 2014, dalla costellazione Copernicus Sentinel-1. Attualmente Sentinel-1 fornisce dati SAR con una cadenza fino a 6 giorni su tutta la Terra. È quindi chiaro che con una disponibilità di dati così ampia, globale, costante e affidabile è possibile utilizzare la tecnica DInSAR per scopi di monitoraggio, come quelli relativi alle misurazioni del movimento del suolo nelle aree vulcaniche.

In questo campo i ricercatori dell'IREA-CNR hanno sviluppato un servizio operativo per monitorare la deformazione crostale nei vulcani attivi attraverso l'uso della tecnica DInSAR e dei dati Sentinel-1. Il sistema progettato è completamente automatico e il processo è attivato dalla disponibilità, per ogni sito vulcanico monitorato, di nuovi dati Sentinel-1. I dati satellitari vengono acquisiti ed elaborati attraverso la nota tecnica DInSAR P-SBAS (Parallel Small BAseline Subset), completamente sviluppata presso l’IREA-CNR, che permette la generazione delle serie temporali di deformazione dell'area investigata.

In qualità di Centro di Competenza (CdC) del Dipartimento di Protezione Civile (DPC), l’IREA utilizza tale servizio per monitorare la deformazione del suolo dei principali vulcani italiani attivi, come la caldera dei Campi Flegrei, il Vesuvio, Ischia, l’Etna e lo Stromboli, e fornisce aggiornamenti mensili sullo stato di deformazione dei vulcani al Dipartimento e altri Centri di Competenza dedicati al monitoraggio dei vulcani.

Sebbene il servizio sia destinato al DPC, esso è stato realizzato per essere facilmente trasferibile e replicabile per altri vulcani della Terra, beneficiando così pienamente delle funzionalità di monitoraggio DInSAR di Sentinel-1.
 

Figura

 Mappa di velocità media di deformazione verticale dei Campi Flegrei (Italia) generata utilizzando i dati acquisiti dai satelliti Sentinel-1.
Il grafico mostra l'evoluzione temporale della deformazione che, da marzo 2015, ha portato a un sollevamento massimo di circa 25 cm. Contiene dati Copernicus modificati © 2019.
 
 
Ringraziamenti
Questo lavoro è supportato dall'accordo 2019-2021 fra IREA-CNR e Protezione civile italiana, dal progetto H2020 EPOS-IP (GA 676564), dal progetto I-AMICA (PONa3_00363) e dall'accordo IREA-CNR / DGS-UNMIG.

 


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MemexMonitorare il territorio è fondamentale per comprendere meglio le attività vulcaniche, i terremoti e gli altri fenomeni geofisici.

Ne hanno parlato Riccardo Lanari, Mariarosaria Manzo e Francesco Casu, dell’IREA-CNR, nel corso della puntata di Memex - I luoghi della Scienza prodotta da RAI Scuola e dedicata ai Campi Flegrei, il supervulcano campano la cui attività è sottoposta a monitoraggio costante.

Memex - I luoghi della Scienza: Campi Flegrei  

(min. 11:07 - 15:50) 

 


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