Studio delle emissioni di gas in aree vulcaniche e geotermiche : implicazioni strutturali, geotermiche e di pericolosità

Abstract

Le ricerche svolte per questa tesi hanno riguardato principalmente lo studio delle emissioni diffuse di CO2 dal suolo in aree vulcaniche attive e in aree vulcaniche recenti di interesse geotermico. Quando necessario le misure di flusso diffuso di CO2 sono state integrate da analisi chimico-isotopiche del gas, per accertarne l'origine. Nelle zone geotermiche del Lazio (Latera e la Caldara di Manziana) la composizione chimica del gas delle manifestazioni fredde è stata utilizzata per valutare le condizioni fisiche, quindi T-P, della sorgente. Nelle zone di forte emissione di gas è stata misurata la concentrazione in aria di CO2 e H2S per valutarne la pericolosità, utilizzando anche una tecnica laser (TDL). Nelle aree indagate dei Monti Sabatini (Caldara di Manziana e Palidoro) è stata utilizzata una nuova tecnica (piattaforma galleggiante) per misurare il flusso viscoso da polle d'acqua con gas gorgogliante. A Stromboli, il probabile rilascio precoce di CO2 connesso alla depressurizzazione del magma profondo, ha orientato una serie di ricerche a studiare eventi anomali del rilascio di CO2 come possibile precursore vulcanico. Infatti, anomalie nella quantità di CO2 disciolta nelle acque termali alla base del vulcano, nell'emissione diffusa di CO2 nell'area vicina al cratere e nel rapporto CO2/SO2 del gas della plume emessa dai crateri, sono state osservate prima di importanti eventi eruttivi. Le ricerche sul flusso di CO2 dal suolo descritte in questa tesi, dimostrano che oltre alla plume craterica, un significativo rilascio di CO2 avviene anche in maniera diffusa dalla parte sommitale, dai fianchi e dalla base subaerea del vulcano, attraverso fratture profonde. Una prospezione molto dettagliata del flusso di CO2 dall'area craterica del vulcano Turrialba in Costa Rica (840 misure su 0, 78 Km2 ) ha permesso di accertare la presenza di un degassamento molto importante (309 ton/giorno di CO2), e di identificare le principali strutture degassanti sia all'interno dell'area craterica, sia all'esterno, sulla faglia dell'Ariete. Un risultato importante delle ricerche sul flusso di CO2 dal suolo di Latera è che queste si sono rilevate molto importanti per individuare dalla superficie la presenza in profondità di un serbatoio geotermico attivo che rilascia vapore e gas. In effetti un degassamento anomalo di CO2 è stato trovato sopra l'alto strutturale di Latera, dove sono ubicati tutti i pozzi produttivi, mentre i valori del flusso di CO2 sono compresi nel background naturale dell'area, nella zona dove i pozzi non hanno trovato permeabilità, risultando improduttivi. Alcuni calcoli sulla quantità di liquido geotermico associata al rilascio di CO2 dal suolo indicano un potenziale energetico assai superiore ai 26 MW della capacità installata negli impianti purtroppo oggi chiusi. Dettagliate campagne di misura del flusso di CO2 dal suolo sono state effettuate sia nella Caldara di Manziana che a Palidoro. Nella prima zona è stata stimata un'emissione diffusa di CO2 di 118 ton/giorno a cui vanno aggiunte altre 20 ton/giorno di flusso viscoso. Per la prima volta è stato stimato il flusso di H2S che è stato stimato a 2.55 ton/giorno (flusso diffuso) e a 0.15 ton/giorno (flusso viscoso). Le misure di concentrazione in aria di CO2 e H2S con TDL hanno mostrato che è l'H2S che raggiunge in vari punti concentrazioni pericolose, fino a valori letali (1000 ppm) vicino al suolo.