La campania e il Vesuvio

1. 1
Il Vulcanismo Campano

2. 2
L'origine del vulcanismo campano è strettamente legato
alle fasi tettoniche Plio-Pleistoceniche a carattere
distensivo che hanno portato allo smembramento del
margine occidentale della parte centrale della catena
appenninica e alla creazione della depressione della Piana
Campana. Infatti durante la formazione della Piana
Campana si sono create le condizioni per la formazione e
per la risalita dei magmi che hanno alimentato l'attività
eruttiva dei vulcani campani.
Nella Piana Campana si rinvengono tre aree vulcaniche
principali: il vulcano di Roccamonfina, il Distretto
Vulcanico Flegreo (che comprende Napoli, i Campi
Flegrei e le isole di Ischia e Procida), ed il complesso
vulcanico del Somma-Vesuvio.
In epoca storica si sono verificate eruzioni ad Ischia, ai
Campi Flegrei ed al Vesuvio.

3. 3

4. 4
Vesuvio e pompei ottimo volcano_movie[1].swf
Vesuvio.exe

5. 5
• Il Vesuvio, o più propriamente il Somma-Vesuvio, è un vulcano strato di medie
dimensioni che raggiunge un’altezza massima di 1.281 m s.l.m. Esso è costituito dal
più vecchio vulcano del M. Somma, la cui parte sommitale sprofondò generando una
caldera, e dal più recente vulcano del Vesuvio, cresciuto all’interno di questa caldera.
• L’attività vulcanica nell’area del Somma-Vesuvio risale ad almeno 400.000 anni fa,
età di alcune lave trovate in perforazioni profonde 1.345 m.
• La storia dell'apparato vulcanico Somma-Vesuvio è iniziata circa 25.000 anni fa con
l’accrescimento del Somma a seguito di eruzioni prevalentemente effusive e
subordinatamente esplosive, di bassa energia. Tale attività è durata fino a circa 19.000
anni fa ed ha determinato la formazione dell’apparato vulcanico del Somma il cui
probabile profilo è ricostruito in rosso nell'immagine sottostante. La parte
settentrionale di questo edificio più antico è ancora ben conservata ed è rappresentata
dall'attuale Monte Somma.

6. 6
• Con la prima eruzione pliniana delle Pomici di Base, avvenuta 18.300 anni
fa, è cominciato il collasso dell’apparato vulcanico del Somma e la
formazione della caldera a seguito dello sprondamento della parte sommitale.
Dopo questo evento l’attività vulcanica e le successive fasi di
sprofondamento hanno contribuito alla formazione del vulcano più giovane,
il Vesuvio. L’attività di questo vulcano, accresciutosi all’interno della caldera
del Monte Somma, è stata caratterizzata da una grande variabilità sia del tipo
di eruzioni che della composizione chimica dei magmi emessi.
• La variabilità del comportamento eruttivo del Vesuvio è riconducibile, in
prima approssimazione, all'alternanza tra periodi a condotto aperto, e lunghi
periodi a condotto ostruito, con assenza di attività, seguiti da grandi eruzioni
pliniane o subpliniane. I periodi a condotto aperto sono caratterizzati da
attività stromboliana persistente, frequenti effusioni laviche e sporadiche, ma
più devastanti, eruzioni miste sia effusive che esplosive.

7. 7

8. 8

9. 9
Eruzione del 79 d.C.
• Il 24 agosto dell’anno 79 d.C. il Vesuvio rientrò in
attività dopo un periodo di stasi durato circa otto secoli,
causando la distruzione delle città romane di Pompei,
Ercolano e Stabia.
• Veduta attuale del Vesuvio dagli scavi di Pompei.
• L'eruzione è stata studiata da molti autori (Lirer et al.,
1973; Sigurdsson et al., 1985; Barberi et al., 1989;
Cioni et al., 1999; Gurioli et al., 2002). L'eruzione fu
caratterizzata da tre fasi eruttive principali:
• 1) fase di apertura freatomagmatica;
• 2) fase principale pliniana;
• 3) fase freatomagmatica, nel corso della quale si ebbe
la formazione della caldera.

10. 10
• La successione stratigrafica dei depositi dell'eruzione
del 79 d.C. può essere suddivisa in 8 differenti unità
eruttive, caratterizzate da differenti distribuzioni areali

11. 11

12. 12
• Distribuzione areale dei depositi da caduta (in azzurro) e dei depositi da flusso piroclastico (in rosso) dell'eruzione del 79 d.C.

13. 13
• Sequenza di depositi dell'eruzione del 79 d.C. in una cava a Terzigno

14. 14•2
Storia eruttiva
tra 30.000 (?) e 20.000 anni:
Formazione del M.Somma
Tra ca.18.000 e 2024 anni fa:
4 grandi eruzioni piniane
Pomici di Pompei
alternate a una dozzina di eruzioni esplosive
medie o piccole
Tra il 79 e il 1944:
Crescita del Vesuvio attuale
attività persistente a condotto aperto interrotta
da periodi di stasi conclusi da eruzioni esplosive.
tra il 1631 e il 1944
tra il X e il XII
(?) tra il V e l’VIII
tra il I e il III secolo

15. 15
periodi di riposo
a condotto ostruito
chiusi da eruzioni esplosive di magnitudo variabile
La storia del Vesuvio è caratterizzata dall’alternanza irregolare tra
periodi di attività
persistente
a condotto aperto
e

16. 16
….lo stile eruttivo varia da
tranquillamente effusivo a
Stromboliano Violento,
a esplosivo freatomagmatico
•Fase
stromboliana
violenta del
1822
Fase
freatomagmatica
finale del 1906
•Colate di
lava del
1760
Quando il condotto è aperto….

17. 17
Quando il condotto è aperto….
March1944
April1906
August1682
April1694
May1698
July1707
May1737
December1760
October 1767
July1779
June1794
October1822
August1834
January1839
February1850
December1861
December1868
April1872
2000
1980
1960
1940
1800
1820
1840
1860
1880
1900
1920
1780
1680
1700
1720
1740
1760
1640
1660
"final" eruption(emptying)
"infraperiod" eruption(overflowing)
persistentstrombolianactivity
quiescent
LEGEND
quiescent
si individuano “cicli” di attività
62605856545250484644424040
0
3
6
9
12
15
18
Na2O+K2Owt%
1637-1944 activity
1906 eruption
SiO2 wt%
1944 eruption
composizione dei prodotti =
K-tefrite - Kfonotefrite
volumi di magma emesso =
0.01-0.1 km3

18. 18
….sono esplosive, polifasate, in
genere caratterizzate da una fase
pliniana principale e fasi iniziali e finali
a carattere freatomagmatico
Le eruzioni che segnano a riapertura del condotto dopo
periodi di riposo di lunghezza variabile….
Pinatubo 12 Giugno 1991 ore 8.51 Vesuvio, 1631

19. 19
10 2
10
3
10
4
10
5
10 6
10
7
10
8
10 9
hours
MagmaDischargeRate(kg/s)
white pumice
fall
grey pumice
fall & flows
phase 2
Plinian
phase 3
Geothermo-
magmatic
phase 4
Wet phreatomagm.
phase 1
Phreatmagm.
opening
dry surges
& flows
wet ash
fall & flowss
2 41 81 20 6241812
August 24 August 25
unknown timing & MDR
?
?
?
?
?
?column
total collapsecolumn
total collapse?
ash fall
column partial collapses
EU 3fl
caldera collapse
VARIATION WITH TIME OF MAGMA DISCHARGE RATE
DURING AD 79 "POMPEI" ERUPTION

20. 20
volumi emessi = 0.2-0.5 fino a >3*109
m3
Pliniane
Avellino
P. Campania
Nola
Pompei
Somma V.
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf. 10
100
0 5 10 15
km
N
5 km
T. del
Greco
BASAL PUMICE, CA.18,000 BP
Avellino
P. Campania
Nola
T. del
Greco
Pompei
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
Somma V.
10
100
5 km
MERCATO PUMICE, CA. 8,000 BP
Avellino
P. Campania
Nola
T. del
Greco Pompei
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
Sorrento
Somma V.
10
100
5 km
AVELLINO PUMICE, CA.3,500 BP
AvellinoP. Campania
Nola
Pompei
Somma V.
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
10
0 5 10 15
km
N
5 km
T. del
Greco
AP2 , CA. 3,000BP
100
AvellinoP. Campania
Nola
Pompei
Somma V.
OttavianoVesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
10
0 5 10 15
km
N
5 km
T. del
Greco
AP3 , CA. 3,000BP
AvellinoP. Campania
Nola
Pompei
Somma V.
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
10
0 5 10 15
km
N
5 km
T. del
Greco
AD 472 POLLENA PUMICE
100
AvellinoP. Campania
Nola
Pompei
Somma V.
Ottaviano
Vesuvius
Caserta
Sarno
C. di Stabia
Sorrento
Salerno
Battipaglia
Nocera Inf.
10
0 5 10 15
km
N
5 km
T. del
Greco
AD 1631
100
Subpliniane

21. 21
Evouzione geomorfologica
4 collassi principali durante le 4 eruzioni pliniane
Collassi calderici segnano lo
svuotamento di grandi camere
magmatiche superficiali

22. 22
nelle eruzioni che segnano la riapertura del condotto dopo periodi di riposo di lunghezza variabile……
Composizioni:
da Ktefrifonolite a Kfonolite,
da latite a Ktrachite
62605856545250484644424040
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
AP eruptions
Pompeii Pumice
Basal Pumice
Mercato Pumice
Avellino Pumice
472 Pollena eruption
1631 eruption
SiO2
Na2O+K2O
•I depositi pliniani tendono ad avere composizioni a due falde
•I depositi subpliniani mostrano variazioni continue
I depositi di tutte le
eruzioni sono
caratterizzati da
significativi gradienti
composizionali

23. 23
Il Sistema Magmatico
Il vulcano è alimentato periodicamente da
masse discrete (valutate ciascuna a 5-10
milioni di m3
) di magma di provenienza
profonda
Queste “infornate” di magma fresco entrano in
camere magmatiche piu’ o meno superficiali,
piu’ o meno grandi.
Quando il condotto e’ aperto e la camera e’
piena, ogni nuovo arrivo innesca un’eruzione
(che potremmo definire “di trabocco”).
Quando il condotto e’ ostruito, la camera
continua a crescere fino al verificarsi di
un’eruzione (in genere violentemente
esplosiva).
SiO2 peso%
3
6
9
12
15
18
1050°
1150°
1000° 900°
1100°
6260585654525048464442
fonolite
tepfrifonolite
fonotefrite
tefrite

24. 24
cumuliti
femiche
magma molto
cristallizzato
alone termo-
metamorfico
e idrotermalizzato
rocce incassanti
800 900 1000 1100
tefrite
tefrite fonol.
fonol.tefritica
fonolite
1200 T°C
tempo di crescita
rifornimento periodico di magma fresco
1'-0"1000 m
1) iniziale - camere ad alto
rapporto d’aspetto; fusi
magmatici mafici arricchiti in
cristali nelle porzioni inferiori
della camera.
V<0.3 km3
; età < 100 anni
iniziale giovane
stratificata
2) giovane - camere a medio
rapporto d’aspetto; graduale
gradazione chimica da fusi
poco o mediamente evoluti a
magmi salici.
V=0.3-1.0 km3
; età= 50-500 anni
matura
stratificata
convettiva
interfaccia
diffusiva
3) matura - camere ad alto
rapporto d’aspetto;
stratificazione a due falde con
ripido gradiente termico e
composizionale tra la porzione
inferiore, convettiva,
mediamente evoluta e quella
superiore, salica, staticamente
stratificata.
V>1.0 km3
; età > 200 anni
Le camere magmatiche del Vesuvio evolvono
da prolate a subsferiche cambiando i tipo di
stratificazione composizionale in funzione del
volume (e dell’età)

25. 25
20001500100050005001000150020002500
0
5000
10000
15000
20000
anno
79 d.C. "POMPEI"
Pliniana
472 d.C."POLLENA"
subpliniana
1631
subpliniana
1350 a.C "AVELLINO"
Pliniana
a.C d.C.
frequenti eruzioni effusive e stromboliane
in condizioni di condotto aperto
volumecumulativo(x1000m3)
Negli ultimi 3-4000 anni il volume
cumulativo di magma emesso dal
Vesuvio e’ variato con il tempo in
modo abbastanza lineare (i dati
sono comunque largamente
speculativi), indicando lo stato
sostanzialmente stazionario del
vulcano (per lo meno a livello di
alimentazione).
Il volume di magma entrato nel sistema vesuviano dopo il
1944 e’ stimato nell’ordine dei 200 milioni di m3
.
Alimentazione magmatica

26. 26
L’eruzione del 1631 e’ stata per questo assunta come evento
di riferimento per l’eruzione massima oggi attesa al Vesuvio.
Lo scenario dell’ “Evento Massimo Atteso a medio termine
(EMA)” e’ il risultato della combinazione di dati di terreno, di
dati storici e di simulazioni numeriche basate su modelli fisici.
200 milioni di metri3
di magma emessi nel corso di una
singola eruzione esplosiva darebbero luogo ad un’eruzione
subpliniana di magnitudo simile a quella del 1631.

27. 27
IL RISVEGLIO DEL VESUVIO: SCENARIO ERUTTIVO
DELL’EVENTO MASSIMO ATTESO A MEDIO TERMINE
fase eruttiva fenomeni durata area
interessata
(km2
)
Apertura
freatomagmatica
- Ripetute esplosioni
- Da moderati a forti terremoti
- Eiezione balistica di blocchi (2-3 km dalla bocca)
- Ricaduta sottovento di cenere (ca.10 km dalla
bocca)
da minuti
ad ore 10-20
Colonna Eruttiva
Sostenuta
- Formazione di una colonna eruttiva alta 12-15 km
- ricaduta di cenere e lapilli (collasso dei solai a 10-30
km dalla bocca)
- Eiezione balistica di blocchi e bombe (3-5 km dalla
bocca)
- Tremore continuo e forte
ore 200-300
Messa in posto di
flussi piroclastici
- Destabilizzazione della colonna - collassi
- Scorrimento di colate e di surges piroclastici
- Possibile collasso strutturale della parte superiore
del cono vesuviano
- Forti terremoti isolati
- frane e debris flows
- moderate onde di tsunami
ore 50
Lento esaurimento
freatomagmatico
- ripetute esplosioni connesse all’interazione magma-
acqua nel condotto
- ricaduta di cenere e fango; uragani di fango
- forti piogge; colate di fango; allagamenti
- terremoti isolati
?
da giorni
a mesi
?
50-100

28. 28
Apertura freatomagmatica

29. 29
Colonna eruttiva sostenuta
Eruzione del
1631
Isopache
(cm)
Fase di
colonna
sostenuta

30. 30
Colate piroclastiche

31. 31
Lento esaurimento
Simulazioni effettuate sui 4 bacini scelti
(spessori massimi con flusso tipo Glenwood 1)

32. 32
BoscorealeTorre del Greco
Portici
Ercolano
S. Sebastiano
Pollena
Sant'Anastasia
Somma Vesuviana
5 km
Napoli
Ottaviano
Terzigno
San Giuseppe V.
Pompei
Torre Annunziata
BoscorealeTorre del Greco
Portici
Ercolano
S. Sebastiano
Pollena
Sant'Anastasia
Somma Vesuviana
5 km
Napoli
Ottaviano
Terzigno
San Giuseppe V.
Pompei
Torre Annunziata
nel 1631
durante gli
eventi subpliniani
durante gli
eventi pliniani
da modelli
fisici
h= 0.3 km
pend. = 16°
h= 1.0 km
pend. = 16° }
estensione massima delle
colate e dei surges piroclastici
limiti della Zona Rossa
(confini amministrativi)

33. 33
Benevento
Caserta
Sorrento
Nola
Eboli
Pozzuoli
Palma C.
0 7.5 km
NAPOLI
Battipaglia
Salerno
Vesuvio
Pompei
Torre d.Gr.
200
400
5 km
300
Avellino
Zona Gialla
collassi attesi dei solai
carico %
collassi
200
kg/m2
400
kg/m2
300
kg/m2
7
19
42

34. 34
La propensione è
stata valutata
utilizzando criteri
morfometrici
(distribuzione delle
pendenze, densità di
drenaggio, rapporto
di rilievo).
Propensione alla formazione di lahars nei bacini
sorgenti ricoperti da piroclastiti sciolte

35. 35
level alert state volcano state Civil Defense main actions
6
ERUPTION
IN PROGRESS
maximum eruption in progress - That part of yellow zone affected by heavy fallout is
evacuated (within Campania region)
0
NO ALERT
low typical background values - none
1
ATTENTION
medium departure from back-ground values of one
monitored indicator
- Population is alerted
2
ATTENTION
high departure from back-ground values of one
monitored indicator sugge-sting a possible
preeruptive state
- Prefecture provides logistic support to the scientific
community
3
PRE-ALARM
very high departure from back-ground values of more than
one monitored indicator suggesting a possible
preeruptive state
- Cabinet declares the State of Emergency
- The Civil Defense model of intervention is activated
4
ALARM
maximum Several indicators are coherent with a preeruptive
state
- Red zone is evacuated (outside Campania region)
5
WAITING
maximum data indicate preeruptive conditions; situation
probably irriversible
- Civil Defense and scientific operators leave the Red Zone
7
AFTER THE
ERUPTION
maximum eruption is over; attention has to be payed to
possible late phenomena (mudflows, gas
emission, ...)
- The State Department of Civil Defense defines modalities
of return of population.
- The State of Emergency is revoked
Table 2 - Scientific alert levels

36. 36

37. 37

38. 38
Campi Flegrei
• I Campi Flegrei sono un campo vulcanico all’interno del quale, negli ultimi
39 ka, sono stati attivi più di settanta centri eruttivi differenti. La depressione
dei Campi Flegrei viene generalmente interpretata come una struttura
calderica. Questa deriva dalla sovrapposizione di due episodi di
sprofondamento (Orsi et al., 1996) connessi con le eruzioni dell’Ignimbrite
Campana (39 ka; De Vivo et al., 2001) e del Tufo Giallo Napoletano (15 ka;
Deino et al., 2003). La caldera Flegrea è la struttura più evidente del Distretto
Vulcanico Flegreo, che comprende, inoltre, la città di Napoli, le isole
vulcaniche di Procida ed Ischia, e la parte nord-occidentale del Golfo di
Napoli. L’attività vulcanica del Distretto Flegreo, è connessa agli eventi
tettonici distensivi che hanno determinato la formazione della depressione,
compresa tra il M. Massico a nord e la penisola sorrentina a sud, che prende
il nome di graben della Piana Campana.

39. 39

40. 40

41. 41
• Storia vulcanica e deformativa
• L’età di inizio del vulcanismo nell’area flegrea non è precisamente noto: sequenze di
lave e piroclastiti di circa 2 milioni di anni di età sono state incontrate in perforazione
tra Villa Literno e Parete (Barbieri et al., 1979; Di Girolamo et al., 1984; Rosi e
Sbrana, 1987); mentre in affioramento i prodotti vulcanici più antichi hanno un’età di
circa 60 ka e sono costituiti principalmente da depositi piroclastici e da resti di duomi
lavici (Alessio et al., 1973; Cassignol e Gillot, 1982; Pappalardo et al., 1999).
L'interpretazione di nuovi dati stratigrafici sia di superficie che provenienti da
perforazioni, anche alla luce di tutti i dati geologici, geomorfologici, petrologici e
geofisici disponibili in letteratura, ha consentito recentemente (Orsi et al., 1996; Di
Vito et al., 1999) una più dettagliata ricostruzione della storia vulcanica e deformativa
della caldera flegrea. La geologia di superficie è stata ricostruita facendo riferimento
ai depositi dell'Ignimbrite Campana (39 ka) e del Tufo Giallo Napoletano (15 ka) che,
in virtù della loro distribuzione areale e continuità laterale, costituiscono utili
orizzonti guida.

42. 42
• Eruzione e collasso calderico
• L'Ignimbrite Campana è il prodotto della maggiore eruzione esplosiva avvenuta
nell'area campana. Durante tale eruzione furono emessi, da un centro ubicato nei
Campi Flegrei, circa 150 km3 di magma di composizione da trachitica a
trachifonolitica, che ricoprirono un'area di circa 30.000 km2.
• Al termine di questa eruzione i due terzi della Campania apparivano ricoperti da una
coltre di tufi spessa fino a 100 m, mentre enormi volumi di cenere vulcanica
rimanevano sospesi nell’atmosfera causando, probabilmente, sconvolgimenti climatici
estesi all’intero pianeta.
• La caldera Flegrea copre un'area di circa 230 km2 e racchiude tutti i centri eruttivi
attivi dopo l'eruzione dell'Ignimbrite Campana. Assumendo uno sprofondamento di
circa 700 m in media, come suggerito dalle perforazioni profonde (AGIP, 1987), il
volume collassato è di circa 160 km3, in buon accordo con il volume stimato di
magma eruttato nel corso dell'eruzione (150 km3).

43. 43
Caldera Ignimbrite Campana

44. 44

45. 45