L’infrastruttura marina di ricerca e monitoraggio geofisico, denominata MEDUSA, attualmente operativa nel Golfo di Pozzuoli (Napoli) per il monitoraggio del bradisismo dei Campi Flegrei.
OBS sviluppato dal Laboratorio INGV di Gibilmanna (PA)
La scienza e tecnologia degli osservatori sottomarini è un settore di ricerca molto ampio che abbraccia diverse discipline: sismologia, geomagnetismo, gravimetria, oceanografia fisica, geochimica marina e ambientale, applicate all’ambiente marino.
L’INGV svolge attività di prospezione geofisica, geochimica, oceanografica dell’ambiente marino con finalità di studio di aree interessate da vulcanismo sottomarino e le relazioni con l’attività idrotermale ed emissioni di gas (vedi progetto EarthCruisers). Le indagini geofisiche sono integrate con valutazioni di tipo ambientale ed oceanografico (parametri fisici e chimici della colonna d’acqua) che permettono in questo modo di definire un quadro conoscitivo più ampio del sistema marino. L’integrazione di differenti tecniche di investigazione geofisica permettono inoltre di identificare oggetti ferromagnetici di natura antropica (UXO “Unexploded ordnance”, vedi progetto FOASE-INGV) sul fondale marino.
Dalla metà degli anni ’90, l’INGV ha potenziato questo settore di ricerca scientifica e tecnologica focalizzandosi sullo studio dei fenomeni geofisici che hanno luogo nelle profondità dei mari e degli oceani.
L’utilizzo di osservatori sottomarini consente anche il monitoraggio geofisico e lo studio della terra solida nelle aree marine costiere, come nel caso delle misure del lento movimento del suolo (fenomeno del bradisismo nell’area vulcanica dei Campi Flegrei), già ampiamente e ben monitorato sulla terraferma. Infatti, grazie all’infrastruttura marina di ricerca e monitoraggio operativa nel Golfo di Pozzuoli, tali informazioni vengono ora completate con i dati elaborati dalle osservazioni effettuate direttamente sul fondale marino. L’infrastruttura migliora la definizione del pattern deformativo dell’area mediante innovative metodologie di analisi multiparametriche, in congiunzione con lo studio delle componenti verticale e orizzontali di ricevitori GPS installati su boe geodetiche e l’analisi dei dati di sensori di pressione sottomarini ad elevata risoluzione.
Lo sviluppo tecnologico degli osservatori multiparametrici sottomarini è stato possibile grazie al supporto della Commissione Europea che dal 1998 ha finanziato una serie di progetti (GEOSTAR, GEOSTAR 2, ORION -GEOSTAR 3, ASSEM; ESONET, ESONET NoE, NEAREST, MABEL) che hanno catalizzato la comunità scientifica europea intorno alla realizzazione di primi prototipi di osservatori multiparametrici sottomarini. L’impiego di tale tecnologia ha finalmente reso possibile il monitoraggio a lungo termine delle aree più profonde di mari e oceani altrimenti scarsamente osservati, e la trasmissione delle misure acquisite in tempo reale. Ciò consente lo studio sia degli eventi ad evoluzione temporale veloce (es. terremoti, eruzioni vulcaniche, rilascio di fluidi), sia quelli con evoluzione temporale più lenta (es. dinamica delle correnti, variabilità di temperatura e salinità). La multidisciplinarietà di questi sistemi, altro aspetto innovativo, consente, attraverso l’acquisizione simultanea di osservabili diversi, la possibilità di studiare le interazioni fra fenomeni tradizionalmente ed esclusivamente studiati nei rispettivi ambiti disciplinari.
Il diffondersi degli osservatori sottomarini multiparametrici ha favorito la coesione di una comunità scientifica europea che, mettendo in comune le proprie risorse e competenze, è riuscita, con il supporto dei rispettivi paesi, a costituire una Infrastruttura di Ricerca Europea denominata - European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory.
I ricercatori INGV che si dedicano a questo settore di ricerca si occupano dell’analisi di dati multiparametrici finalizzati allo studio delle interazioni tra litosfera, idrosfera e atmosfera attraverso lo sviluppo e l’uso di innovative infrastrutture di osservazioni multidisciplinari deposte sui fondali marini. Le principali attività tecnologiche e scientifiche riguardano:
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Analisi di lunghe serie temporali per lo studio dei processi responsabili della variabilità idrologica e dinamica degli oceani profondi;
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Studio per la caratterizzazione e distribuzione spazio-temporale del rumore sottomarino generato da attività antropiche;
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Sviluppo e gestione di osservatori multiparametrici sottomarini
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Sviluppo e gestione di strumenti geofisici marini (OBS)
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Studio della sismicità delle aree marine grazie alla deposizione di sismometri di fondo mare - OBS (Ocean Bottom Seismometers) e idrofoni;
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Caratterizzazione del segnale sismico a larga banda registrato da OBS. Riconoscimento della sismicità a varie scale. Integrazione delle osservazioni OBS con i dati registrati dai sismometri a terra.
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Indagini geofisiche per lo studio del vulcanismo sottomarino, di vents idrotermali e depositi associati;
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Indagini e monitoraggio dell’inquinamento da micro- e macro- marine litter in ambito costiero e marino;
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Miglioramento della definizione del pattern deformativo dell’area vulcanica sommersa dei Campi Flegrei.
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Studio di fasi idro-acustiche generate da sorgenti sismiche.
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Localizzazione di terremoti che avvengono in aree marine per l’individuazione di strutture tettoniche attive.
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Calcolo di modelli 1D e 3D di velocità delle onde sismiche delle aree sottomarine.
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Studio delle discontinuità nella litosfera e nel mantello superiore con tecniche di receiver function.
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Studio di variazioni di parametri geofisici per determinare le strutture vulcaniche profonde.
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Studi della correlazione tra il segnale sismico e altri parametri geofisici e oceanografici per comprendere la dinamica di sistemi complessi, quali, per esempio, i vulcani sottomarini.
I dati acquisiti dagli osservatori multiparametrici profondi sono scaricabili sul portale
Accesso ai dati dell’infrastruttura marina di ricerca e monitoraggio , operativa nel Golfo di Pozzuoli