Campi Flegrei: Novo istraživanje o vulkanskom riziku i podzemnim vodama
Campi Flegrei | Nova studija upućuje na moguće signale iz podzemnih voda. Istovremeno, stanovništvo u području ovog talijanskog supervulkana upozorava se na opasnost od vulkanskih plinova i visoke koncentracije CO₂.
Istraživanjem koji su predvodili znanstvenici Vezuvskog opservatorija Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV) dobiven je dodatan alat za praćenje trenutačnog stanja podzemnih voda kaldere Campi Flegrei. Njime se omogućuje uočavanje i najmanje promjene u njihovom sastavu putem naprednog konceptualnog modela korisnog za isticanje i tumačenje svih budućih promjena u kemiji podzemnih voda i dinamici procesa.
U časopisu Journal of Volcanology and Geothermal Research upravo su objavljeni rezultati istraživanja pod nazivom „Kemijska i izotopska karakterizacija podzemnih i termalnih voda iz kaldere Campi Flegrei”. Ovim istraživanjem tima znanstvenika Vezuvskog opservatorija (Osservatorio Vesuviano) Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV) analizirao se složeni sustav podzemnih voda koji karakterizira ovaj dio Italije i regije Kampanije. Istraživanje je provedeno u suradnji s Odjelom za znanost o Zemlji i moru Sveučilišta u Palermu, Odjelom za znanost o Zemlji, okolišu i resursima Sveučilišta Federico II. u Napulju (Università degli Studi di Napoli Federico II) i Odjelom za znanost o Zemlji i moru Sveučilišta Milano-Bicocca.
„Rad predstavlja prvu sveobuhvatnu studiju o geokemiji flegrejskog vodonosnika od 2005. godine, odnosno od početka trenutačne bradiseizmičke krize, i omogućio nam je prepoznavanje složenih procesa koji kontroliraju različite karakteristike voda, uključujući dodavanje vulkanskih hidrotermalnih plinova i njihove procese otplinjavanja, pridonoseći definiciji geokemijskog modela sustava.“ – objasnio je Stefano Caliro, glavni tehnološki direktor OV-INGV, odgovoran za geokemijsko praćenje vulkana u Kampaniji, naglašavajući kako je razumijevanje tih procesa ključno za praćenje vulkanske aktivnosti.
„Među najzanimljivijim rezultatima je integracija konceptualnog modela s numeričkim fizičkim modelom sustava, koji predviđa porast plina u području Solfatara-Pisciarelli, te identifikacija interakcije između vulkanskih tekućina i vodonosnika na temelju karakteristika vode. Potvrđeno je da je ovo područje srce hidrotermalne aktivnosti kaldere Campi Flegrei.“ – istaknuo je Giovanni Chiodini, pomoćni direktor istraživanja na INGV-u.
Podzemne vode unutar kaldere Campi Flegrei imaju izrazito promjenjiv sastav. Znanstvenici su ovdje otkrili hladne meteorske vode, termalne bikarbonatne vode koje potječu od interakcije s plinovima u perifernim područjima sustava, klorirane vode dobivene iz visokotemperaturnih slanih otopina i, konačno, podzemne vode iz područja Solfatara-Pisciarelli, u kojima dolazi do kondenzacije pare bogate sumporom.
- Karta temperature podzemnih voda u kalderi Campi Flegrei. U područjima Solfatara-Pisciarelli i Baia Mofete Monte Nuovo evidentne su dvije glavne toplinske anomalije. Simboli i njihove veličine označavaju različite karakteristike i temperature vode. © OV-INGV
„Naše istraživanje imalo je za cilj postići bolje razumijevanje kemijskih procesa koji utječu na sastav podzemnih voda. Analizom 114 uzoraka prikupljenih opsežnim mjerenjima između 2013. i 2014. razvili smo geokemijski model koji nam je omogućio da opišemo evoluciju interakcije meteorske vode s hidrotermalnim slanim otopinama i vulkanskim plinovima tijekom njezinog podzemnog putovanja.“ – dodao je Alessandro Aiuppa sa Sveučilišta u Palermu.
„Rezultati ovog istraživanja omogućili su nam da dizajniramo i implementiramo stalnu višeparametarsku mrežu za praćenje vode u kalderi, aktivnu od 2018. godine, koju kontinuirano razvijamo. Ova mreža predstavlja bitan alat za otkrivanje promjena u sustavu i prepoznavanje bilo kakvih znakova ponovne vulkanske aktivnosti.“ – istaknuo je Mauro Antonio Di Vito, direktor OV-INGV.
Visoke koncentracije CO₂ u području Campi Flegrei
Prefekt Napulja, Michele di Bari, dana 26. veljače sazvao je sastanak na kojem se raspravljalo o visokim koncentracijama CO₂ koje su u nekim podrumima u flegrejskom području otkrili stručnjaci Vezuvskog opservatorija (Osservatorio Vesuviano), izvijestila je talijanska novinska agencija ANSA. Sljedećih nekoliko dana Nacionalni institut za geofiziku i vulkanologiju (INGV) i Javna vatrogasna postrojba provest će niz inspekcija u javnim zgradama - školama, bolnicama i staračkim domovima, a posebno u privatnim zgradama kako bi pratili razinu CO₂ prisutnog u zraku i otkrili postoje li potencijalni rizici za zdravlje.
S obzirom na to da je već neko vrijeme u tijeku značajna faza vulkanskog otplinjavanja u području Campi Flegrei, koja se intenzivirala tijekom godina zajedno s procesom zagrijavanja i podizanja tlaka hidrotermalnog sustava. U posljednjih nekoliko mjeseci zabilježene su gotovo najviše vrijednosti od početka nove faze izdizanja tla 2005. godine, premašujući svakodnevnu količinu od 5000 tona CO₂. Ovako visoke vrijednosti, posebice ako su zabilježene u naseljenim mjestima, u određenim okolnostima mogu predstavljati konkretnu opasnost za stanovništvo, što se ovih dana pojačano prati.
Najrizičniji prostori upravo su podzemni ili polupodzemni, posebno oni koji imaju lošu ventilaciju kao što su garaže ili podrumi. No, nisu ugroženi samo ljudi. Tijekom ranijih vulkanskih aktivnosti zbog vrlo visokih koncentracija CO₂, koje je detektirao INGV, pronađeno je nekoliko beživotnih tijela životinja u blizini kuća. Naime, životinje su izložene još većem riziku jer se CO₂ koncentrira bliže tlu.
- Regija Campania i Ravnateljstvo civilne zaštite objavili su publikaciju „Conoscire la caldera“ u kojoj se navode upute što učiniti u hitnim slučajevima, uključujući i emisije vulkanskih plinova.
Civilna zaštita izdala je upute kako se zaštititi od vulkanskih plinova
Uz fenomen bradiseizma koji pogađa područje supervulkana Campi Flegrei, (Flegrejska polja), jedno od trenutačno najaktualnijih pitanja odnosi se na emisiju vulkanskih plinova koji dolaze iz podzemlja. O tom problemu javnost je upoznata prilikom nedavno održanog susreta s predstavnicima institucija, stručnjaka i civilne zaštite. Dakako, ove emisije su vrlo česte u područjima koja su najbliža kalderi pa su Regija Campania i Ravnateljstvo civilne zaštite objavili publikaciju „Conoscire la caldera“ u kojoj se navode upute što učiniti u hitnim slučajevima, uključujući i emisije vulkanskih plinova.
Fumarole Pisciarelli i Solfatara u području Campi Flegrei između Pozzuolija i Napulja posebno su pogođena emisijama vulkanskih plinova iz tla. Neki od tih plinova, u visokim koncentracijama, mogu biti opasni za zdravlje ljudi i životinja. Konkretno, s obzirom da to da je riječ o plinu bez boje i mirisa, posebno je opasan ugljikov dioksid (CO₂). Iz tog razloga, pristup nekim područjima koja su posebno pogođena ovim fenomenom mogao bi biti ograničen uredbama gradonačelnika.
Što je sve moguće u slučaju erupcije?
Vulkanska aktivnost Campi Flegrei karakterizirana je uglavnom eksplozivnim erupcijama. Budući scenarij također predviđa ovu vrstu erupcije s formiranjem eruptivnog stupa sastavljenog od plina i vulkanskih fragmenata visine do desetak kilometara te padom vulkanskog materijala, kako velikih dimenzija na najbližem području, tako i pepela i lapila koji se uz pomoć vjetra mogu taložiti i desecima kilometara u daljinu. Također, izvjesno je i stvaranje piroklastičnih tokova, odnosno lavina plina, pepela i vulkanskih fragmenata pri visokim temperaturama i brzinama koje mogu teći kilometrima i čak premašiti rubove kaldere. Prije erupcije moguće su freatske eksplozije pepela i pare, koje se događaju u područjima intenzivne hidrotermalne aktivnosti kao što su Solfatara i Pisciarelli. Naposljetku, mogući su i tokovi blata formirani od vulkanskih fragmenta, uglavnom pepela, i vode koji mogu nastati tijekom ili u dugom vremenu nakon erupcije.
- Pogled na Vezuv s napuljskog Lungomarea i Mergelline © Valerio Giannattasio / Unsplash
Četiri razine upozorenja
Sustav upozorenja uključuje četiri razine koje se definiraju temeljem parametara praćenja i stanja aktivnosti vulkana. Zeleno upozorenje izdaje se tijekom obične aktivnosti vulkana, dok se žutim, narančastim i crvenim upozorenjima označava povećanje opasnosti u blizini erupcije.
Trajanje svake razine upozorenja može biti različito, a proglašava ih Ravnateljstvo civilne zaštite u suradnji s Regijom Campania. O promjenama razine odlučuje se na temelju procjena Vezuvskog opservatorija (Osservatorio Vesuviano), odjela Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV) koji se bavi vulkanološkim i geofizičkim istraživanjima i praćenjem aktivnih vulkana te mišljenja Nacionalnog povjerenstva za prognoziranje i sprječavanje velikih rizika (Commissione Nazionale per la Previsione e Prevenzione dei Grandi Rischi).
S obzirom na stalne varijacije nekih praćenih geofizičkih i geokemijskih parametara, kao što su povećanje seizmičnosti, promjene u emisiji plinova i izdizanju tla, upozorenje je 2012. godine podignuto na žutu razinu te je aktivirana operativna faza koja uključuje pojačane aktivnosti motrenja i provjeru planova civilne zaštite.
Novija povijest aktivnosti supervulkana Campi Flegrei
Podsjetimo, Flegrejska polja (Campi Flegrei) su golemo aktivno vulkansko područje sa strukturom kaldere, odnosno niskim područjem gotovo kružnog oblika koje je formirano velikim eksplozivnim erupcijama u prošlosti. Ovo aktivno vulkansko područje nalazi se zapadno od Napulja i proteže se od Monte di Procida na zapadu do Posillipa u Napulju te uključuje podvodni dio u zaljevu Pozzuoli. Flegrejska polja uključuju općine Bacoli, Monte di Procida, Pozzuoli, Quarto, Giugliano in Campania i zapadni dio Napulja.
Naziv Campi Flegrei grčkog je podrijetla i može se prevesti kao „goruća polja“ (tal. campi ardenti), a označava vulkansku prirodu područja i prisutnost brojnih fumarola i termalnih voda, dobro poznatih i korištenih još u antičko doba.
Za razliku od poznatijeg Vezuva, Campi Flegrei karakterizira cijelo vulkansko polje koje je aktivno više od 80 000 godina, s nekoliko vulkanskih centara smještenih unutar i blizu područja kaldere.
Vulkanska aktivnost bila je posebno intenzivna s više od 27 erupcija u posljednjih 5500 godina. Posljednja erupcija dogodila se 1538. godine i u roku od nekoliko dana stvorila je vulkanski stožac Monte Nuovo, visok oko 130 m. Iako je bila jedna od najmanjih u cjelokupnoj eruptivnoj povijesti ovog supervulkana, ovom erupcijom prekinuto je razdoblje mirovanja od oko 3000 godina. Od tada je kaldera Campi Flegrei u stanju mirovanja, ali pokazuje znakove aktivnosti kao što su seizmičnost, deformacije tla i pukotine iz kojih izbijaju vrući plinovi (tal. fumarole).
Kalderu Campi Flegrei karakterizira fenomen bradiseizma koji se sastoji od faza postupnog spuštanja tla, koje se izmjenjuju s fazama bržeg izdizanja. Ove pojave popraćene su seizmičkim aktivnostima koje općenito ne dosežu velike magnitude, ali se često osjećaju i mogu uzrokovati štetu na infrastrukturi i zgradama s obzirom na to da se događaju blizu površine. Bradiseizam je postupno izdizanje ili spuštanje dijela Zemljine površine koje je uzrokovano punjenjem ili pražnjenjem podzemne magmatske komore ili hidrotermalnom aktivnosti, osobito u vulkanskim kalderama. Može trajati tisućljećima između erupcija, a svaki događaj obično je popraćen tisućama malih do umjerenih potresa.
- Metropolitansko područje Napulja je najgušće naseljeno vulkansko područje u kojem živi čak tri milijuna ljudi. / Pixabay
Najveće novije bradiseizmičke krize dogodile su se u razdobljima od 1970.-1972. i od 1982.-1984. godine, kada je zabilježeno stotine potresa i ukupno izdizanje tla od preko tri metra. Tijekom tih kriza, stanovnici povijesnog središta Pozzuolija evakuirani su i preseljeni u četvrti na periferiji grada. Od 2005. godine počela je nova faza izdizanja tla koje se posljednjih godina povisilo za više od jednog metra i uzrokovalo brojne potrese. Od 2023. godine bilježi se postupni porast učestalosti potresa, a niz je kulminirao potresima 27. rujna i 2. listopada koji su imali magnitude od 4,2, odnosno 4,0.
Najjači potres s magnitudom od 4,4 stupnja dogodio se 20. svibnja 2024., nakon čega je na zahtjev predsjednika Regije Campania naređena izvanredna mobilizacija Nacionalne službe civilne zaštite, dekretom ministra civilne zaštite i pomorstva od 30. svibnja 2024. godine.
Snažan potres magnitude 4,3 po Richteru, s epicentrom u južnom Tirenskom moru, dogodio se 26. veljače 2025. u 19:11 sati. Iako je epicentar potresa zabilježen između Messine i Tropee, u području potopljenih vulkana i na dubini od 182 km, potres su osjetili i seizmografi na Vezuvu, izvijestio je sinoć napuljski dnevnik Il Mattino.
Stanje aktivnosti vulkana i fenomen bradiseizma u području Campi Flegrei neprestano se mijenjaju, a kao što je ranije navedeno, od 2012. godine na snazi je žuta razina upozorenja.
Stjepan Felber | Ekovjesnik