Radon nei suoli, sismicità ed attività vulcanica

L’ultimo lavoro pubblicato sulla rivista Scientific Reports di Nature, riguarda lo studio del radon monitorato in suoli dell’area calderica dei Campi Flegrei (Pozzuoli, Napoli) per sette anni (2011-2017). Tale caldera è molto studiata da geofisici, geochimici e vulcanologici poiché è caratterizzata da sollevamento del suolo, sismicità, cambiamenti nella composizione dei fluidi fumarolici e un aumento generale dell'emissione di fluidi vulcanico-idrotermali. I dati di radon acquisiti, influenzati da fattori ambientali, sono stati analizzati mediante una tecnica matematica innovativa finalizzata ad estrarre dal segnale la parte controllata dai processi endogeni. Tale metodologia è una combinazione ibrida di metodi singoli: regressione multivariata + decomposizione empirica + regressione vettoriale. Il segnale radon così sviscerato dai parametri ambienali si è rivelato essere un potenziale indicatore dell'evoluzione della corrente crisi vulcanica che interessa la caldera dei Campi Flegrei, poiché una forte correlazione coi parametri indicatori dell’attività idrotermale della caldera è stata trovata.

Agli stessi dati del Radon e di altri parametri geofisici e geochimici, registrati ai Campi Flegrei ed utlizzati nel lavoro pubblicato su Scientific Reports, è stato applicato anche il metodo della reti neurali artificiali. I risultati concordano con quelli ottenuti nel lavoro pubblicato su Scientific Reports, avvalorando così la tesi per cui il radon possa essere considerato a tutti gli effetti un potenziale indicatore dell'evoluzione della corrente crisi vulcanica che interessa la caldera dei Campi Flegrei, a prescindere dal metodo di analisi utilizzato.

  • Ambrosino F., Sabbarese C., Roca V., Giudicepietro F., Chiodini G. (2020). Analysis of 7-years Radon time series at Campi Flegrei area (Naples, Italy) using artificial neural network method. Radiat. Isot. 163, 109239. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2020.109239

Precedenti lavori hanno riguardato lo studio di serie temporali di radon emesso in suoli di un tunnel (Campi Flegrei) ed in diverse cave europee. Gli obiettivi sono stati: (i) messa a punto e confronto di diverse tecniche matematiche finalizzate ad estrarre dal segnale radon la parte controllata dai processi endogeni; (ii) trovare possibili correlazioni con terremoti ed eventi sismici verificatisi in quelle zone. I metodi di analisi adoperati sono: regressione multivariata; decomposizione empirica; regressione vettoriale; stima del radon remoto; analisi spettrale; decomposizione stagionale e di tendenza; combinazioni ibride dei singoli metodi. I vari risultati ottenuti evidenziano buone correlazioni tra l’emissione del gas ed il manifestarsi di eventi sismici locali e globali.

  • Sabbarese C., Ambrosino F., De Cicco F., Pugliese M., Quarto M., Roca, V. (2017). Signal decomposition and analysis for the identification of periodic and anomalous phenomena in Radon time-series. Prot. Dosim. 177(1-2), 202-206. https://doi.org/10.1093/rpd/ncx159
  • Ambrosino F., Pugliese M., Roca V., Sabbarese, C. (2018). Innovative methodologies for the analysis of radon time series. Nuovo Cimento C. 41(6), 223. https://doi.org/10.1393/ncc/i2018-18223-4
  • Ambrosino F., De Cesare W., Roca V., Sabbarese, C. (2019). Mathematical and geophysical methods for searching anomalies of the Radon signal related to earthquakes. J. Phys: Conf. Ser. 1226(1), 012025. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1226/1/012025
  • Ambrosino F., Thinová L., Briestenský M., Sabbarese, C. (2019). Analysis of Radon time series recorded in Slovak and Czech caves for the detection of anomalies due to seismic phenomena. Prot. Dosim. 186 (2-3), 428-432.

https://doi.org/10.1093/rpd/ncz245

  • Ambrosino F., Thinová L., Briestenský M., Giudicepietro F., Roca V., Sabbarese C. (2020). Analysis of geophysical and meteorological parameters influencing 222Rn activity concentration in Mladeč caves (Czech Republic) and in soils of Phlegrean Fields caldera (Italy). Radiat. Isot. 160, 109140.

https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2020.109140

  • Ambrosino F., Thinová L., Briestenský M., Šebela S., Sabbarese C. (2020). Detecting time series anomalies using hybrid methods applied to Radon signals recorded in caves for possible correlation with earthquakes. Acta Geod. Geophys.. https://doi.org/10.1007/s40328-020-00298-1

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