XXIII Ciclo di Dottorato in Geofisica Università di Bologna. Corso di: Metodi di misura ed analisi del campo di deformazione Prof.

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1 XXIII Ciclo di Dottorato in Geofisica Università di Bologna Corso di: Metodi di misura ed analisi del campo di deformazione Prof. Baldi Studio del campo di deformazione dei Campi Flegrei mediante analisi GPS e Interferometria Differenziale SAR Dottorandi: Paola Baccheschi, Christodoulos Kyriakopoulos, Cosmiana Maggi, Pamela Roselli 1

2 Introduzione I Campi Flegrei sono un complesso vulcanico localizzato a circa 15 km ad ovest di Napoli. Da numerose analisi geologiche e geofisiche condotte nell area risulta che questa zona è una depressione vulcano-tettonica, ossia una caldera, prodottasi in seguito a ripetuti collassi causati da eruzioni fortemente esplosive avvenute negli ultimi anni di attività vulcanica (Deino et al, 2004; De Vivo et al., 2001; Lirer et al., 1987). L area flegrea è interessata da ripetuti ed alternati fenomeni di subsidenza e sollevamento; fino al 1969 essa è stata interessata da una fase di generale subsidenza, durante la quale si sono verificati rapidi ma intensi fenomeni di sollevamento. Dal 1969 al 1972 nell area inizia un lungo periodo di sollevamento cui segue una fase di subsidenza che interessò la zona fino al Nel periodo i Campi Flegrei furono interessati da un intenso sollevamento (Barberi et al., 1984; De Natale et al, 1991) seguito da una nuova fase di subsidenza. La complessità strutturale dell area flegrea rende quindi necessaria una sempre più dettagliata determinazione della distribuzione spazio-temporale degli spostamenti del suolo che hanno interessato la caldera flegrea negli ultimi anni. Nel presente lavoro verrà illustrata l applicazione sia di tecniche di misure GPS che di Telerilevamento, in particolare l Interferometria Differenziale, all area flegrea; l uso combinato dei risultati ottenuti da questi due differenti sistemi di analisi fornisce un utile contributo sia per l interpretazione dei movimenti del suolo sia per una più attenta descrizione dell andamento temporale degli stessi. 1. I Campi Flegrei La caldera dei Campi Flegrei, localizzata ad ovest della città di Napoli, nel settore centromeridionale del graben della Piana Campana, è il prodotto di più collassi causati da eruzioni fortemente esplosive (Rosi e Sbrana, 1987; Orsi et al., 1996). Il recinto calderico più esterno è associato alla catastrofica eruzione dell Ignimbrite Campana avvenuta circa anni fa (Rosi e Sbrana, 1987; De Vivo et al., 2001), mentre lo sprofondamento della parte interna della caldera è imputabile all eruzione del Tufo Giallo Napoletano avvenuta circa anni fa (Cubellis et al., 1995). Successivamente l attività eruttiva si concentra nella parte interna della caldera portando alla formazione di numerosi apparati prevalentemente monogenici. L ultima eruzione è avvenuta nel 1538 ed ha portato alla formazione di Mt. Nuovo (Di Vito et al., 1987, 1999). Lo studio condotto da vari autori ( per es. Dvorak and Mastrolorenzo, 1991; Morhange et al., 1999), sfruttando anche tracce di ingressione marina presenti su antichi monumenti, ha evidenziato che negli ultimi due millenni l area ha attraversato una fase di generale subsidenza (con un tasso dell ordine del cm/anno), 2

3 alla quale sono sovrapposti alcuni rapidi ed intensi episodi di sollevamento, come quello legato all eruzione del A tale evento è seguito un lungo periodo di abbassamento del suolo, ad un tasso di circa 10 mm/anno, protrattosi fino alla fine del Successivamente iniziò un nuovo episodio di sollevamento che durò fino al 1972 e produsse un sollevamento massimo di circa 1.7 m., parte del quale (circa 0.30 m) fu recuperato nella fase di subsidenza che interessò la zona fino al Nel periodo l area dei Campi Flegrei fu interessata da un nuovo fenomeno di intenso sollevamento, per un totale di circa 1.8 m (Barberi et al., 1984; De Natale et al., 1991). Successivamente l area fu di nuovo interessata da una fase di subsidenza interrotta, con periodicità di circa 5-6 anni, da alcuni modesti fenomeni di sollevamento (con massimo da 3 a 11 cm e con durata di pochi mesi) che sembrano avere l effetto di diminuire il successivo tasso di subsidenza. L ultimo episodio di mini-uplift è avvenuto nel 2000 (Gaeta et al., 2003). 2. Il GPS Il GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System) è un sistema di navigazione satellitare messo a punto e controllato dal Dipartimento della Difesa (DOD) degli Stati Uniti d America. Il sistema GPS, nato per scopi militari, è oggi disponibile ed utilizzabile anche per usi privati e civili. Lo scopo essenziale del GPS è quello di determinare con estrema precisione la posizione di un punto sulla superficie terrestre calcolando la distanza tra il punto stesso ed una serie di satelliti in orbite geostazionarie intorno alla Terra. Il sistema GPS è costituito da una costellazione di almeno 24 satelliti (Fig. 1) che compiono un orbita intorno alla Terra in 24 ore. I satelliti sono distribuiti su 6 piani orbitali (4 per ogni orbita) distanziati tra di loro di 60 ed inclinati di circa 55 rispetto al piano equatoriale. Il raggio medio di ogni orbita è di km e la quota di ogni satellite è di km. Questa geometria è tale che i satelliti ripetano lo stesso tracciato e la stessa configurazione su ogni punto della superficie terrestre approssimativamente ogni 24 ore. Inoltre, queste caratteristiche orbitali fanno si che siano contemporaneamente visibili almeno 4 satelliti da ogni punto del globo e a qualsiasi ora. 3

4 Fig 1- costellazione satellitare GPS Il principio generale su cui si basa la tecnica GPS è questo: i satelliti emettono un segnale che viene ricevuto a terra dal ricevitore e che contiene informazioni sul suo tempo di emissione. Il ricevitore a terra, utilizzando un suo orologio interno, misura il tempo impiegato dal segnale per percorrere il tragitto satellite-osservatore. La posizione di un punto viene ricavata misurando la distanza tra satellite e ricevitore; tale distanza viene calcolata moltiplicando la differenza dei due valori di tempo per la velocità dell'onda elettromagnetica. Per stabilire la posizione di un punto è necessario captare contemporaneamente i segnali provenienti da almeno 3 satelliti (secondo un procedimento detto di trilaterazione spaziale); la terza osservazione, infatti, delimiterà una terza sfera che intersecherà le due precedenti in due punti; scartando la posizione non occupata dal GPS (che in genere risulta visibilmente errata), si può stimare la posizione del ricevitore (Fig. 2). Fig. 2 -Ttriangolazione dai satelliti Poiché risulta fondamentale un accurata precisione nella misura del tempo, ciascun satellite è dotato di un orologio atomico. Inoltre, poiché anche il ricevitore deve garantire la stessa precisione nella misura del tempo, il suo orologio interno è sincronizzato su quello dei satelliti. Tuttavia per 4

5 diminuire sensibilmente l errore sulla misura del tempo si ricorre ad un quarto satellite, mediante il quale si corregge la sincronia dell'orologio del ricevitore, meno preciso di quello dei satelliti. I satelliti GPS trasmettono un segnale radio costituito da: frequenza fondamentale f 0 =10.23 MHz prodotta dall oscillatore a bordo del satellite e da due frequenze portanti: L1= GHz e lunghezza d onda 10 cm ed L2 = GHz e lunghezza d onda 24.4 cm; Le due frequenze portanti sono multipli interi della frequenza fondamentale, per cui si ha L1 = 154 x MHz e L2 = 120 x MHz. Il segnale emesso dal satellite è un segnale codificato costituito da due codici: C/A (Coarse/Acquisition), a MHz, è modulato solo sulla portante L1 ed è accessibile agli utenti civili. E costituito da 10-3 secondi. P (Precision), a MHz, costituito da sequenze binarie pseudo-casuali che si ripetono ogni giorni. Non sempre è disponibile per gli utenti civili poiché può essere sovramodulato da un altro codice non accessibile che, unitamente al codice P, produce un nuovo segnale di esclusivo uso militare. Le acquisizioni GPS possono essere effettuate mediante due tipi di posizionamento: 1) posizionamento assoluto: determina le coordinate di un solo ricevitore. Se si utilizza il solo codice C/A l accuratezza è circa 10 m, mentre se si usano entrambi i codici l accuratezza è di circa 1 m 2) posizionamento relativo: consente di effettuare misure di alta precisione. Si utilizzano due ricevitori, uno posizionato su un punto noto mentre il secondo viene utilizzato per determinare la posizione dei punti. Si determina quindi il vettore linea di fase fra il punto noto e quello incognito e successivamente le coordinate esatte del punto. Il dato può essere acquisito mediante diverse modalità: 3) metodo statico: il ricevitore staziona su un punto per un periodo lungo e si hanno precisioni dell ordine dei 5-10 mm; 4) metodo rapido-statico: il ricevitore staziona per un periodo di tempo dell ordine dei minuti ed è necessario utilizzare a doppia frequenza. La precisione nella misura è dell ordine dei 10 mm; 5) metodo cinematico: il ricevitore è in movimento ed ogni istante corrisponde ad una nuova posizione. Con questo metodo la precisione massima che si può ottenere è dell ordine di 2-3-cm se vengono usati i canali L1, L2 e C/A; metodo semi-cinematico: il ricevitore compie delle brevi soste. La qualità della misura può essere soggetta a diversi tipi di errori: errore nella misura del tempo da parte degli orologi del satellite e del ricevitore, incertezze legate al mezzo in cui avviene la 5

6 propagazione del segnale, rumore del ricevitore, errori dovuti all effetto ionosferico (dovuto alla presenza di cariche libere nell alta atmosfera che può causare ritardi del segnale da pochi metri a qualche centinaio di metri) ed errori dovuti all effetto troposferico, a causa sia della componente secca (che può contribuire per l 80%) che di quella umida Applicazione della tecnica GPS ai Campi Flegrei Nel periodo maggio 2004-novembre 2006 è stata condotta una campagna GPS per la stima del campo di spostamento ai Campi Flegrei. La rete di stazioni permanenti dell area flegrea è costituita da 8 stazioni (Fig.3). I ricevitori sono impostati per l acquisizione in locale di file giornalieri con intervallo di campionamento di 30 secondi. Le analisi GPS confermano un trend evidenziato da molti anni. Infatti, da qualche anno, l area flegrea non è più caratterizzata da una fase di subsidenza seguita alla fase di sollevamento avvenuto nel periodo , ma sembra che sia cessata la subsidenza e che sia iniziata una fase di sollevamento di periodo molto più lungo e con un tasso di deformazione più basso rispetto ai rapidi mini-uplift degli ultimi 20 anni (Pingue et al., 2006) Fig. 3 - Rete GPS permanente operante nell area flegrea. In particolare, i dati inducono a ipotizzare quattro periodi caratterizzati da comportamenti diversi: maggio 2004-novembre 2006: i dati GPS mostrano una leggera subsidenza con un tasso nel range mm/mese; nei sei mesi successivi, fino a maggio 2005: si evidenzia un periodo di sollevamento con un tasso simile ( mm/mese) ma opposto a quello del periodo precedente: 6

7 maggio-ottobre 2005: i Campi Flegrei sembrano interessati da una sostanziale stabilità, con tassi di subsidenza < 0.1 mm/mese; ottobre 2005-marzo 2006: si rileva una fase di sollevamento più significativa, con un tasso di mm/mese, che sembra ancora continuare. Questa fase di sollevamento potrebbe essere associata all inclusione di fluidi magmatici da una camera magmatica posta a bassa profondità. 3. Il Telerilevamento Il telerilevamento (in inglese Remote Sensing) è una metodologia di indagine che consente di raccogliere una gran quantità di informazioni scientifiche, sia di tipo qualitativo e quantitativo, sia di tipo geometrico e radiometrico necessarie per identificare, analizzare e misurare le caratteristiche di un oggetto. L osservazione avviene senza entrare in contatto diretto con gli oggetti, posti a distanza, ma misurando la radiazione elettromagnetica emessa, riflessa o trasmessa dall oggetto stesso. La distanza tra l oggetto del quale si vogliono raccogliere informazioni e l osservatore può andare da alcuni metri fino a migliaia di chilometri. L energia impiegata nel telerilevamento è la radiazione elettromagnetica, sia proveniente dal Sole, sia generata da strumenti laser o radar. La radiazione elettromagnetica risulta costituita dai campi elettrico e magnetico che si propagano perpendicolarmente tra loro e rispetto alla direzione di propagazione. Lo spettro elettromagnetico consiste in un insieme di radiazioni che variano da piccole lunghezze d onda (raggi gamma e X) a lunghezze d onda di qualche kilometro (onde radio). Nell ambito del telerilevamento si utilizzano solo alcune bande dello spettro elettromagnetico, ossia: quella dell ultravioletto, del visibile, dell infrarosso e del microonde. Lo studio degli oggetti mediante queste tecniche si sviluppa in tre fasi distinte: 1. Acquisizione delle informazioni attraverso riprese da terra, aereo o satellite; 2. Elaborazione delle informazioni raccolte; 3. Interpretazione ed uso delle informazioni. Gli strumenti utilizzati per la ripresa sono detti sensori e si distinguono in: Sensori attivi: sono gli stessi sensori ad emettere la radiazione elettromagnetica e a misurarne la radiazione di ritorno, detta radiazione per retrodiffusione: il segnale viene trasmesso dall antenna verso il bersaglio e viene poi ricevuto tramite l antenna stessa collocata sulla piattaforma. L intensità con la quale il segnale verrà restituito al sensore è 7

8 legata alle caratteristiche strutturali dell oggetto esaminato e sarà formato da energia più o meno diffusa (scattered). Il vantaggio nell utilizzo dei sensori attivi risiede nella loro capacità di effettuare misure ad ogni ora del giorno e della notte e anche in presenza di copertura nuvolosa, mentre hanno lo svantaggio di richiedere la generazione di una considerevole quantità di energia. I sistemi per il telerilevamento attivo comprendono sia sistemi che utilizzano le bande del visibile e dell infrarosso, sia sistemi che operano nel range delle microonde. Sensori passivi: questo tipo di sensori si limitano a misurare l intensità con la quale la radiazione elettromagnetica, proveniente da fonti naturali come il Sole, viene riflessa o assorbita ed emessa nuovamente. Mentre la misurazione dell energia riflessa può avvenire solo quando l oggetto è direttamente illuminato dal Sole, cioè di giorno, l energia emessa, come l infrarosso termico, può essere invece misurata sia di giorno che di notte. Il telerilevamento passivo viene effettuato utilizzando strumenti che utilizzano le bande del visibile e dell infrarosso termico. I sensori possono essere montati su diverse tipologie di piattaforme: Aeree: servono per raccogliere immagini dettagliate di aree limitate e di interesse locale Terrestre: le osservazioni effettuate da queste piattaforme servono soprattutto per confrontare e calibrare le immagini riprese da aerei o satelliti. Satellitari: l osservazione della superficie terrestre avviene da distanze orbitali 3.1. Il SAR Il SAR (Synthetic Aperture Radar) è una tecnica di telerilevamento satellitare attiva nella banda delle microonde impiegata per numerose ed importanti applicazioni quali, ad esempio, lo sviluppo di modelli digitali del terreno, il monitoraggio delle deformazioni, la classificazione del territorio. Lo scopo del SAR è quello di fornire immagini elettromagnetiche, con frequenze comprese tra 500 MHz e 10 GHz, della superficie terrestre con risoluzione spaziale di qualche metro. La struttura di base del SAR è essenzialmente quella del RADAR di tipo convenzionale, ossia è un sensore attivo (montato su una piattaforma mobile come l aeroplano o il satellite), costituito da un trasmettitore e da un ricevitore. Il trasmettitore, ossia l antenna, emette periodicamente radiazioni elettromagnetiche sotto forma di impulsi di microonde di elevata potenza; successivamente il ricevitore misura l intensità delle singole radiazioni di ritorno (definite radiazioni retrodiffuse) diffuse dai vari bersagli, misura la distanza dei vari retrodiffusori e calcola il ritardo tra il segnale 8

9 inviato e il segnale retrodiffuso. Il fascio di radiazioni è inclinato rispetto alla verticale; si distinguono quindi un angolo azimuthale (B), angolo compreso tra la direzione del fascio e la verticale, e un angolo di incidenza (A) (Fig.4). Fig. 4 Schema illustrativo della geometria del RADAR Per un sistema radar, la minima distanza che separa due punti tra loro distinguibili è definita risoluzione; si distingue la risoluzione in range, o distanza D in Fig 4, che dipende dalla durata dell impulso trasmesso secondo la relazione δ r = (1/ 2) cτ, e la risoluzione in azimuth, ossia risoluzione lungo la linea di volo (E in Fig. 4) r az = βr, dove β=λ/l. La risoluzione in azimuth per un radar classico è dell ordine dei 4-5 km per un sensore su piattaforma satellitare eliosincrona (circa 833km). Inoltre la risoluzione è inversamente proporzionale alla distanza del bersaglio e dipende dalla larghezza del fascio, che a sua volta dipende dalle dimensioni dell antenna, quindi maggiore è la dimensione dell antenna, più stretto è il fascio, migliore è la risoluzione. La risoluzione al suolo di un radar classico è perciò piuttosto bassa (dell ordine delle centinaia di metri in direzione azimutale e dei chilometri in range) ed un suo miglioramento richiederebbe l utilizzo di antenne di grandi dimensioni. Esistono però delle tecniche che consentono di risolvere tale problema. La risoluzione in range può essere migliorata utilizzando un impulso linearmente modulato in frequenza che consente di distinguere i singoli segnali retrodiffusi da punti situati a distanze diverse che arrivano al ricevitore nello stesso istante. Per ottenere risoluzioni azimutali più alte, invece, si ricorre alla tecnica dell apertura sintetica, che utilizza un antenna fisicamente corta, e quindi facilmente trasportabile, ma in grado di riprodurre l effetto di un antenna più lunga e, quindi, ottenere ottime risoluzioni delle immagini. Tale risultato è ottenibile sfruttando il moto del satellite, che consente all antenna di registrare il segnale in un punto diverso rispetto a quello in cui è stato emesso. 9

10 Nel radar ad apertura sintetica, il satellite, posto a quota R 0 e dotato di un antenna sintetica di lunghezza L, è in moto con velocità v lungo la direzione azimutale. Il fascio inizia ad illuminare il punto P che viene colpito da una serie di impulsi equispaziati in un intervallo di tempo compreso fra t 0 e t 1 durante il quale l antenna di lunghezza L si muove occupando una serie di posizioni equispaziate ed invia, da ognuna di esse, un segnale al punto P. In questo modo l antenna definisce nello spazio una singola antenna sintetica di lunghezza L s in direzione azimutale (Fig. 5). Fig. 5 Geometria di acquisizione in azimuth del sistema SAR La distanza percorsa dal satellite sarà: L s = vt= λ/l*r 0 e la risoluzione in azimuth sarà: r az = L/2 cioè è proporzionale per un fattore 0.5 alla dimensione reale R dell antenna in azimuth. Vantaggi e svantaggi del SAR Il vantaggio nell utilizzare il SAR risiede nella possibilità di usarlo in qualunque condizione atmosferica. L impulso radar è, infatti, in grado di attraversare i corpi nuvolosi, di conseguenza le piccole gocce d acqua intrappolate nella nebbia e nelle nuvole sono trasparenti alle onde radio, che risultano invece opachi per i sensori ottici. Infatti, uno strumento SAR può raccogliere dati e fornire immagini dettagliate anche nella nebbia o nell oscurità. 10

11 Gli svantaggi legati all uso del SAR sono la deformazione dell immagine causata dall inclinazione del punto di vista del radar e dall interazione con il rilievo topografico, che può produrre alterazioni nell immagine di ampiezza producendo fenomeni quale per esempio lo foreshortening, layover, shadowing (Fig. 6). foreshortening layover Fig. 6 Deformazoni delle immagini SAR shadowing 3.2. Interferometria Sar (InSAR) L interferometria SAR è una tecnica di trattamento dei dati SAR mediante la quale si calcolano le differenze di fase pixel a pixel tra due immagini SAR di una stessa scena acquisite in simili condizioni geometriche. L impulso elettromagnetico emesso dal trasmettitore è caratterizzato da una certa fase; quando colpisce il bersaglio viene retrodiffuso dal bersaglio stesso ritornando al ricevitore con una fase propria contenente informazioni relative al percorso andata/ritorno. Essa è proporzionale alla distanza di andata/ritorno (trasmettitore/bersaglio/ricevitore) percorsa 11

12 dall impulso. La fase di retrodiffusione è la somma in fase dei contributi dei singoli retrodiffusori presenti in ogni cella di risoluzione. Consideriamo due segnali S 1 e S 2 emessi da due satelliti che transitano sulla stessa zona e che vengono in seguito retrodiffusi: si definisce fase interferometrica, o interferogramma, la mappa delle differenze di fase pixel a pixel tra i due segnali S 1 e S 2. La fase interferometrica è data dalla somma di una serie di contributi: φ int = φ f + φ topo + φ displ + φ atm + φ err dove: φ f è la fase di terra piatta, dovuto al diverso angolo di vista dei due satelliti. A causa di questo contributo l interferogramma non è costante su una superficie piana ma è costituito da una serie di frange orbitali legate alla posizione relativa dei due satelliti; φ topo è la fase topografica che contiene le informazioni relative alla topografia, cioè la relazione tra fase e quota; φ displ è la fase di spostamento che contiene informazioni sui movimenti superficiali in seguito a eventi naturali quali terremoti o eruzioni vulcaniche; φ atm è la fase atmosferica, legata alle variazioni di percorso dell impulso nell attraversare l atmosfera; φ err è la fase di errore, contributo dovuto ad eventuali errori Interferometria Differenziale SAR (DInSAR) Una variante della tecnica InSAR è l interferometria differenziale SAR (DInSAR) che utilizza la componente di fase dell impulso retrodiffuso per la misura di deformazioni superficiali con accuratezza centimetrica. Per la generazione di un interferogramma differenziale SAR è necessario disporre di un interferogramma costruito da due immagini acquisite prima e dopo l evento deformativo; in questo caso è possibile sottrarre dalla fase interferometria il contributo dovuto alla componente topografica e la restante parte conterrà gli altri contributi tra i quali si trova quello dovuto alla deformazione. L immagine che si ottiene è una mappa della variazione della distanza del suolo dal satellite data tipicamente da una serie di frange che forniscono il campo di spostamento della superficie. Ogni frangia corrisponde ad uno spostamento pari a λ/2 del segnale trasmesso. Supponiamo di avere due satelliti S 1 e S 2 che transitano sulla stessa zona prima e dopo un evento naturale, quale un terremoto od un eruzione vulcaniva, che abbia provocato un campo di spostamento superficiale. Il contributo alla fase interferometrica legato a questo fenomeno (Fig. 7) è la quantità: 12

13 φ displ = 4π/λ *δr Fig. 7 Calcolo della componente interferometria dovuta a deformazioni superficiali. Se si considerando N + 1 immagini SAR della stessa zona e acquisite in successione temporale, allora si ha: Bv = δφ dove δφ j sono i dati, ossia le fasi interferometriche; queste sono ottenute dalla differenza tra le fasi ricavate dalle immagini SAR ad istanti successivi e opportunamente corrette per la componente topografica. B rappresenta invece una matrice contenente le relazioni che legano i dati e le incognite, v è l incognita, ovvero le velocità di fase. La risoluzione del problema inverso descritto nell equazione precedente consente di determinare le deformazioni che hanno interessato un area in seguito a eventi deformativi naturali (Pepe et al., 2005) Applicazione dell Interferometria Differenziale SAR ai Campi Flegrei La deformazione dell area flegrea è stata studiata mediante l interferometria differenziale SAR utilizzando le immagini ottenute dal satellite ERS-2 relative all orbita discendente e acquisite nel periodo marzo-agosto 2000 (Fig. 8a) (Lanari et al, 2004). I dati di questo periodo fanno parte di un più ampio dataset costituito da 44 immagini (sempre relative all orbita discendente) acquisite nell intervallo temporale dai satelliti ERS-1 ed ERS-2. L immagine ottenuta mette in evidenza l esistenza di una zona di intensa deformazione in corrispondenza dell area flegrea, che nel periodo marzo-agosto 2000 è stata interessata da una fase di sollevamento. Il processamento dell intero dataset ( ) ha permesso di elaborare l evoluzione temporale della deformazione alla stazione ACAE. In Fig. 8b è chiaramente visibile un inversione del trend deformativo: dal

14 e fin dopo la fine del 1999 l area flegrea è stata interessata da una fase di subsidenza, mentre nel periodo marzo-agosto 2000 si è instaurata una fase di sollevamento. Lo spostamento misurato per l area flegrea in questo intervallo temporale è dell ordine dei 4 cm con proiezione lungo la linea di vista del sensore. Un risultato simile è stato osservato anche con le misure GPS effettuate alla stazione ACAE (Fig. 8c). Fig. 8 Risultati ottenuti con l interferometria differenziale. a) mappa della deformazione ottenuta dall acquisizione di immagini relative all orbita discendente del satellite ERS-2. b) evoluzione temporale della deformazione alla stazione ACAE nel periodo giugno 1992-settembre c) confronto tra misure GPS e Interferometria differenziale SAR nel periodo marzo-agosto

15 La fase di sollevamento che sta interessando l area flegrea risulta evidente anche dai risultati ottenuti mediante la tecnica DInSAR (Fig. 9). Sono state utilizzate 30 immagini ENVISAT relative all orbita discendente e 26 immagini da orbita ascendente, acquisite nel periodo estate novembre 2006 (Trasatti et al., 2008). I risultati evidenziano una fase di sollevamento con massima deformazione fino a 2 cm/anno localizzata nell area del porto di Pozzuoli. Fig. 9 - Risultati DInSAR per l area flegrea. Mappa delle velocità medie di deformazione calcolate dai dati acquisiti dall orbita ascendente (a) e discendente (b) nel periodo estate novembre Inoltre, la deformazione indotta dalla fase di sollevamento avvenuta nel periodo si estende oltre i limiti della caldera prodottasi a seguito dell eruzione del Tufo Giallo Campano senza significative discontinuità e il sollevamento interessa anche il limite occidentale dell area di Miseno, a sud di Pozzuoli. La deformazione non mostra alcuna significativa discontinuità spaziale: questo potrebbe essere dovuto ad una trascurabile influenza di discontinuità sepolte in presenza di eventi di limitata intensità come il sollevamento del Conclusioni L area flegrea è caratterizzata da un evidente complessità strutturale e da una forte interazione tra la camera magmatica e gli acquiferi superficiali. L alternarsi di fasi di sollevamento e subsidenza dei Campi Flegrei è ancora oggetto di discussione. Negli ultimi anni sono state condotte diverse campagne di monitoraggio mediante l installazione di nuove stazioni GPS che hanno permesso di raccogliere una grande quantità di dati. L analisi dei risultati GPS unitamente a quelli ottenuti mediante la tecnica di interferometria SAR consente di definire in modo sempre più accurato sia la deformazione superficiale sia la sua evoluzione spazio-temporale ed infine di formulare modelli relativi alla dinamica interna del vulcano. 15

16 Bibliografia Barberi F., Corrado G., Innocenti F., Luongo G Phlegraen Fields : brief chronicle of a volcano emergency in a densely popolate area. Bull. Volcanol., 47, Cubellis E., Ferri M., Luongo G Internal structure of Campi Flegrei caldera by gravimetric data. J. Volcan. Geotherm. Res., 65, Deino A. L., Orsi G., de Vita S., Piochi M The age of the Neapolitan Yellow Tuff calderaforming eruption (Campi Flegrei caldera-italy) assessed by 40 Ar/ 39 Ar dating method. J. Volcan. Geotherm. Res., 133, De Natale G., Pingue F., Allard P., Zollo A Geophysical and geochemical modeling of the Campi Flegrei caldera. In: Luongo G., Scandone R. (Eds.), Campi Flegrei. J. Volcan. Geotherm. Res., 48, De Vivo B., Rolandi G., Gans P. B, Calvert A., Bohrson W. A., Spera F. J., Belkin H. E New constraints on the pyroclastic eruptive history of the Campanian volcanic Plain (Italy). Mineralogy and Petrology, 73, Di Vito M. A., Lirer L., Mastrolorenzo G., Rolandi G The Monte Nuovo eruption Campi Flegrei, Italy. Bull. Volcanol., 49, Dixon T. H An introduction to the global positioning system and some geological applications. Reviews of Geophysics, 29, Dvorak J. J., Mastrolorenzo G The mechanism of recent vertical crustal movements in Campi Flegrei caldera, Southern Italy. Geology Society of America, Special Paper, 263. Gaeta F. S., Peluso F., Arienzo I., Castagnolo D., De Natale G., Milano G., Albanese C., Mita D. G A physical appraisal of a new aspect of bradyseism: The miniuplifts. J. Geophys. Res., 108, , doi: /2002JB Lanari R., Berardino P., Borgstrom S., Del Gaudio C., De Martino P., Fornaro G., Guarino S., Ricciardi G. P., Sansosti E., Lundgren P The use of IFSAR and classical geodetic 16

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