Il bradisismo è un fenomeno geologico caratterizzato da lenti movimenti verticali del suolo, che può sollevarsi o abbassarsi nel corso del tempo. A differenza di un terremoto, che produce una deformazione rapida e improvvisa della crosta terrestre attraverso la liberazione di energia accumulata nelle rocce, il bradisismo si sviluppa generalmente in modo progressivo, nell’arco di mesi, anni o anche di periodi storici molto più lunghi.
Il termine deriva dal greco βραδύς, “lento”, e σεισμός, “scossa” o “movimento”, e richiama proprio la caratteristica fondamentale del fenomeno: la lentezza con cui la superficie terrestre può cambiare quota. Il movimento può manifestarsi attraverso una fase di sollevamento, definita bradisismo positivo, oppure attraverso un abbassamento del terreno, detto bradisismo negativo.
Uno degli esempi più noti al mondo si trova nei Campi Flegrei, vasta area vulcanica situata nell’area occidentale di Napoli. In particolare, il territorio di Pozzuoli è stato interessato nel corso della storia da significative variazioni verticali del suolo. Una delle testimonianze più suggestive è rappresentata dalle colonne del Macellum di Pozzuoli, comunemente noto come Serapeo, sulle quali sono ancora visibili tracce lasciate da organismi marini. Questi segni testimoniano le variazioni avvenute nel rapporto tra la superficie terrestre e il livello del mare.
Il bradisismo non è un fenomeno esclusivamente italiano: deformazioni del suolo associate a sistemi vulcanici e idrotermali sono osservate in diverse regioni del mondo. Il loro monitoraggio rappresenta quindi uno strumento fondamentale per studiare i processi che avvengono nel sottosuolo e comprendere l’evoluzione dei sistemi vulcanici.
Perché si verifica il bradisismo?
Non esiste un unico meccanismo responsabile di tutti i fenomeni bradisismici. Il bradisismo è il risultato di complessi processi geologici che possono interagire tra loro, soprattutto nelle aree vulcaniche caratterizzate dalla presenza di sistemi magmatici e idrotermali.
Il ruolo dei fluidi nel sottosuolo
Perché si verifica il bradisismo
Uno dei fattori più importanti è rappresentato dalla pressione dei fluidi presenti nelle profondità della crosta. Nei sistemi vulcanici il sottosuolo può contenere acqua, vapore e gas disciolti, riscaldati dal calore proveniente dalle zone più profonde.
Quando cambiano temperatura, pressione, volume o distribuzione dei fluidi, possono modificarsi anche le condizioni di equilibrio e lo stato di tensione delle rocce circostanti. Questi cambiamenti possono contribuire alla deformazione della crosta e quindi al movimento verticale della superficie.
Un aumento della pressione all’interno di un sistema idrotermale può favorire il sollevamento del terreno, mentre la diminuzione della pressione, la migrazione dei fluidi o altri processi di trasformazione del sistema possono contribuire all’abbassamento del suolo, o subsidenza.
Il possibile contributo del magma
In alcuni sistemi vulcanici interviene anche la dinamica del magma. Il magma che risale, si accumula o si sposta all’interno della crosta può esercitare una pressione sulle rocce circostanti e provocarne la deformazione. Il movimento del suolo può quindi rappresentare una delle manifestazioni superficiali dei processi che interessano le profondità del sistema vulcanico.
È però fondamentale sottolineare che il sollevamento del terreno non costituisce, da solo, la prova di un’imminente eruzione. Per comprendere l’origine e l’evoluzione del bradisismo è necessario integrare dati geologici, geofisici e geochimici, analizzando contemporaneamente deformazioni del suolo, sismicità, composizione dei gas e caratteristiche dei fluidi.
Il bradisismo e i terremoti
Bradisismo e terremoti sono fenomeni differenti, anche se in determinati contesti geologici possono essere strettamente collegati. La loro relazione assume particolare importanza nelle aree vulcaniche, dove le deformazioni del suolo possono accompagnarsi a variazioni della sismicità.
Il terremoto è prodotto dalla liberazione improvvisa di energia elastica accumulata nelle rocce. Il processo avviene generalmente lungo una faglia o un’altra struttura geologica soggetta a deformazione e si sviluppa in tempi molto brevi. L’energia liberata genera onde sismiche che si propagano attraverso il sottosuolo e possono raggiungere la superficie sotto forma di scosse.
Il bradisismo, invece, consiste principalmente in una deformazione verticale e progressiva della superficie terrestre. Il sollevamento o l’abbassamento del terreno si sviluppa generalmente su scale temporali molto più lunghe rispetto a quelle di un terremoto, anche se la velocità della deformazione può variare nel tempo.
Perché possono essere associati?
Nelle aree vulcaniche, la variazione della pressione dei fluidi presenti nel sottosuolo e la deformazione delle rocce possono modificare lo stato di stress della crosta. Questi cambiamenti possono favorire la riattivazione di piccole fratture e faglie, generando terremoti locali.
Per questo motivo, durante alcune crisi bradisismiche, il sollevamento del terreno può essere accompagnato da un aumento della sismicità. L’osservazione simultanea di deformazioni e terremoti costituisce quindi un importante elemento di monitoraggio.
È tuttavia fondamentale non confondere i due fenomeni: il bradisismo non è un terremoto e un terremoto non indica necessariamente la presenza di bradisismo. La loro eventuale associazione deve essere valutata considerando l’insieme dei dati geologici, geofisici e geochimici disponibili.
Come si manifesta il bradisismo
Il principale segnale del bradisismo è la variazione della quota della superficie terrestre. Il terreno può sollevarsi o abbassarsi progressivamente e, soprattutto nelle fasi più lente, il movimento può risultare praticamente impercettibile alla popolazione. Le moderne tecniche di monitoraggio consentono tuttavia di rilevare anche deformazioni estremamente piccole, misurandone con precisione direzione, velocità ed evoluzione nel tempo.
In un’area interessata dal fenomeno possono essere osservati diversi segnali, che variano in funzione delle caratteristiche del sistema geologico e delle cause della deformazione:
Variazioni della quota del suolo: rappresentano la manifestazione principale e indicano il progressivo sollevamento o abbassamento della superficie.
Deformazioni orizzontali: il movimento può essere accompagnato da spostamenti laterali e variazioni della distanza tra punti della superficie.
Variazioni delle falde e dei fluidi sotterranei: cambiamenti nella pressione, nella temperatura o nella circolazione dei fluidi possono accompagnare l’evoluzione del sistema.
Modificazioni della composizione dei gas: nelle aree vulcaniche possono variare quantità e composizione dei gas emessi in superficie.
Variazioni dell’attività fumarolica: possono modificarsi temperatura, portata e caratteristiche delle emissioni di vapore e gas.
Variazioni della sismicità locale: in alcune crisi, la deformazione del suolo può essere associata a un aumento dei terremoti di piccola magnitudo.
Modificazioni del rapporto tra terra e mare: nelle aree costiere, il sollevamento o l’abbassamento del terreno può determinare una variazione del livello relativo del mare, rendendo alcune zone progressivamente più emerse o sommerse.
Un fenomeno da osservare nel suo insieme
Questi segnali non devono essere interpretati singolarmente. La presenza o l’assenza di uno specifico parametro non è sufficiente, da sola, a stabilire l’origine o l’evoluzione del bradisismo.
Per questo motivo, vulcanologi e geofisici utilizzano un monitoraggio multiparametrico, integrando dati geodetici, sismologici, geochimici e vulcanologici. È proprio dal confronto tra queste diverse informazioni che è possibile ricostruire le dinamiche del sottosuolo e comprendere se le variazioni osservate siano riconducibili alla circolazione dei fluidi, alla deformazione delle rocce, alla dinamica magmatica o all’interazione tra più processi.
Cosa ci raccontano i monumenti sommersi
Uno degli aspetti più affascinanti del bradisismo è la possibilità di ricostruire parte della storia dei movimenti del terreno attraverso le tracce conservate negli edifici antichi. Prima dell’esistenza degli strumenti geodetici moderni, questi segni rappresentavano infatti preziosi indicatori naturali delle variazioni del livello relativo del mare.
A Pozzuoli, le strutture di epoca romana oggi parzialmente sommerse costituiscono una testimonianza eccezionale della complessa evoluzione del territorio.
La presenza di queste tracce a determinate quote dimostra che, in passato, le colonne si trovarono per un certo periodo in condizioni compatibili con l’ambiente marino. Successivamente, il movimento verticale del terreno modificò nuovamente la posizione della struttura rispetto al livello del mare. Le colonne conservano quindi una sorta di “firma biologica” dei movimenti del suolo, permettendo agli studiosi di ricostruire le variazioni avvenute nel corso dei secoli.
È importante ricordare che queste evidenze descrivono variazioni relative tra la terra e il mare: per interpretarle correttamente occorre considerare anche eventuali cambiamenti del livello marino.
Il caso di Pozzuoli dimostra così quanto archeologia, geologia e biologia marina possano integrarsi. Un monumento costruito dall’uomo diventa un vero e proprio archivio del territorio, conservando nelle proprie pietre le tracce dei lenti movimenti della superficie terrestre.
Bradisismo e rischio vulcanico
Il monitoraggio del bradisismo riveste un’importanza fondamentale nelle aree vulcaniche, perché le variazioni della deformazione del suolo possono fornire informazioni preziose sui cambiamenti che interessano il sistema profondo. Il terreno, infatti, può comportarsi come una sorta di “sensore naturale” dei processi che avvengono nel sottosuolo.
È però fondamentale evitare una semplificazione molto comune: un aumento del bradisismo o un’accelerazione del sollevamento del terreno non significano automaticamente che sia imminente un’eruzione vulcanica.
La deformazione della superficie può infatti essere determinata da diversi processi. Tra questi rientrano le variazioni della pressione e della circolazione dei fluidi idrotermali, la deformazione delle rocce e, in determinati contesti, i processi legati alla presenza e al movimento del magma. Lo stesso segnale superficiale può quindi avere origini differenti e deve essere interpretato considerando l’intero sistema.
Il monitoraggio multiparametrico
Per questo motivo, i vulcanologi non si affidano mai a un singolo indicatore. Il monitoraggio moderno combina misure geodetiche, sismologiche, geochimiche e vulcanologiche.
monitoraggio
Sono analizzati, tra gli altri:
– velocità e l’estensione della deformazione del suolo;
-frequenza, la profondità e la distribuzione della sismicità;
-composizione e la temperatura dei gas;
-temperatura e le caratteristiche dei fluidi idrotermali;
-variazioni dell’attività fumarolica.
L’obiettivo è individuare variazioni coerenti tra più parametri e comprenderne l’origine. È proprio l’integrazione di questi dati a consentire agli studiosi di valutare l’evoluzione del sistema vulcanico e di fornire informazioni utili alla valutazione del rischio.
Il bradisismo rappresenta quindi un importante segnale da monitorare, ma non un indicatore isolato di un’eruzione imminente. La corretta interpretazione richiede l’analisi congiunta di tutti i fenomeni osservati nel sottosuolo e in superficie.
Il monitoraggio moderno dei Campi Flegrei
I Campi Flegrei rappresentano uno dei sistemi vulcanici più attentamente monitorati e studiati in Italia. La particolare complessità dell’area e la presenza di una vasta popolazione nei territori circostanti rendono indispensabile un’osservazione costante dei principali parametri che descrivono lo stato del sistema.
Le reti di monitoraggio permettono di seguire in modo continuo o quasi continuo la deformazione del suolo, la sismicità e numerosi parametri geochimici e vulcanologici. Le misure geodetiche, ottenute attraverso stazioni GNSS e altre tecniche, consentono di rilevare con grande precisione gli spostamenti della superficie terrestre. A queste osservazioni si aggiungono i dati provenienti dalle reti sismiche e dal monitoraggio dei gas e dei fluidi idrotermali, attraverso l’analisi della loro temperatura, pressione e composizione.
Particolarmente importante è l’integrazione dei dati provenienti da strumenti differenti. La combinazione delle informazioni geodetiche, sismologiche e geochimiche permette infatti di individuare eventuali variazioni nel comportamento del sistema e di confrontarle con i modelli elaborati dai ricercatori.
Il monitoraggio non serve soltanto a studiare i processi che avvengono in profondità. I dati raccolti costituiscono anche una componente fondamentale del sistema di sorveglianza vulcanica, contribuendo alla valutazione dell’evoluzione del fenomeno e alla gestione del rischio.
In questo contesto, la ricerca scientifica e la Protezione Civile svolgono funzioni complementari: il monitoraggio fornisce conoscenze e dati aggiornati, mentre le informazioni scientifiche contribuiscono ai processi di valutazione e pianificazione necessari per la tutela della popolazione.
Casi di bradisismo e unrest delle caldere nel mondo
Il bradisismo non è un fenomeno esclusivo dei Campi Flegrei. Movimenti verticali del suolo, accompagnati in alcuni casi da sismicità e variazioni dei fluidi e dei gas, sono osservati in numerosi sistemi vulcanici e calderici del mondo.
Nella letteratura internazionale questi fenomeni vengono spesso studiati nell’ambito del cosiddetto “caldera unrest”, espressione che indica uno stato di agitazione o di cambiamento del sistema vulcanico. È però importante precisare che caldera unrest è un concetto più ampio del semplice bradisismo: comprende infatti deformazione del suolo, terremoti, variazioni geochimiche e altri segnali di cambiamento dell’attività vulcanica.
Yellowstone, Stati Uniti
La caldera di Yellowstone, nel Wyoming, è uno degli esempi più importanti di deformazione ciclica del suolo. Le misure geodetiche hanno documentato fasi alternate di sollevamento e subsidenza: tra il 1923 e il 1977, per esempio, la caldera si sollevò complessivamente di circa 72 centimetri, prima di entrare in una fase di subsidenza negli anni Ottanta e tornare successivamente a sollevarsi.
Negli ultimi decenni le variazioni della superficie sono state generalmente dell’ordine di pochi centimetri all’anno. Il fenomeno viene monitorato attraverso GPS e interferometria radar satellitare (InSAR), insieme alle reti sismiche e alle osservazioni vulcanologiche.
Yellowstone dimostra quindi come una caldera possa attraversare lunghi periodi caratterizzati da alternanza tra sollevamento e abbassamento, senza che ogni episodio di deformazione conduca necessariamente a un’eruzione.
Long Valley, Stati Uniti
La caldera di Long Valley, nella California orientale, rappresenta un altro importante caso di unrest vulcanico. Nel maggio 1980 una intensa sequenza sismica, comprendente quattro terremoti di magnitudo 6 o superiore, interessò il margine meridionale della caldera.
Nello stesso periodo venne individuato un sollevamento a forma di cupola di circa 25 centimetri nella zona del resurgent dome, segnando l’inizio di una lunga fase di attività anomala. Nel corso del successivo periodo di unrest il sollevamento cumulativo è stato stimato in circa 83 centimetri, accompagnato da sciami sismici e variazioni delle sorgenti termali e delle emissioni gassose.
Long Valley è particolarmente interessante perché dimostra quanto sia complesso determinare l’origine di una deformazione: diversi studi hanno proposto un ruolo del magma, mentre altre interpretazioni hanno attribuito un’importanza significativa alla risalita di fluidi acquosi provenienti dal sistema magmatico profondo.
Rabaul, Papua Nuova Guinea
La caldera di Rabaul, sull’isola di New Britain, offre uno degli esempi più significativi di relazione tra deformazione del suolo, sismicità e successiva attività eruttiva.
A partire dal 1971 l’area fu interessata da un lungo periodo di unrest caratterizzato da sollevamento progressivo e attività sismica. Le misure effettuate fino al 1983 documentarono circa un metro di sollevamento nella parte meridionale di Matupit Island, mentre studi geodetici hanno evidenziato deformazioni ancora maggiori in specifici punti dell’area, fino a circa 2 metri dal 1971.
Particolarmente significativa fu la crisi del 1983-1985, durante la quale si verificò una forte accelerazione della deformazione. Tuttavia, questa crisi non culminò in un’eruzione. L’attività eruttiva si verificò soltanto nel 1994, dopo oltre due decenni di unrest, con le eruzioni iniziate il 19 settembre di quell’anno.
Rabaul costituisce quindi un esempio fondamentale per comprendere perché deformazione e sismicità non consentano, da sole, di prevedere con certezza il momento di un’eruzione.
Santorini, Grecia
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Anche l’isola di Santorini, nel Mar Egeo, è caratterizzata da una grande caldera parzialmente sommersa e rappresenta un importante caso di deformazione vulcanica nel Mediterraneo.
Tra il 2011 e il 2012 l’isola fu interessata da una significativa fase di unrest, accompagnata da sismicità e intensa deformazione del suolo. Le misure GPS e InSAR registrarono un’inflazione radiale della caldera, con spostamenti che raggiunsero circa 14 centimetri in un anno in alcune aree. I modelli geofisici interpretarono la deformazione come conseguenza dell’intrusione e dell’espansione di una sorgente magmatica situata a pochi chilometri di profondità.
L’episodio rappresenta un altro esempio importante di unrest senza eruzione immediata: l’attività geofisica diminuì nel corso del 2012 e la fase di deformazione non culminò in un’eruzione.
Laguna del Maule, Cile
Tra gli esempi più spettacolari di deformazione del suolo vi è la Laguna del Maule, nelle Ande cilene. A partire dalla metà degli anni Duemila, l’area ha mostrato una rapida inflazione della superficie terrestre.
Le osservazioni satellitari e GPS effettuate tra il 2007 e il 2012 hanno registrato velocità verticali superiori a 25 centimetri all’anno, con valori massimi oltre 28 centimetri all’anno. La deformazione interessava un’area molto vasta e i modelli geofisici hanno indicato come possibile sorgente un corpo magmatico situato a circa 5 chilometri di profondità.
La particolarità di Laguna del Maule risiede proprio nell’elevata velocità del sollevamento: si tratta di uno dei casi più intensi di deformazione osservati in un sistema vulcanico silicico. Studi successivi hanno confermato che l’area ha continuato a mostrare significativi tassi di uplift anche negli anni successivi, con valori variabili nel tempo.
Cosa insegnano questi casi
Il confronto tra Campi Flegrei, Yellowstone, Long Valley, Rabaul, Santorini e Laguna del Maule mostra quanto possano essere differenti i processi responsabili della deformazione del suolo.
In alcuni casi prevalgono probabilmente i processi magmatici, in altri possono avere un ruolo importante la pressione e la circolazione dei fluidi idrotermali, mentre in altri ancora possono intervenire contemporaneamente più meccanismi.
Un elemento comune è però evidente: il sollevamento del terreno non equivale automaticamente a un’eruzione imminente. Alcune crisi possono durare anni o decenni senza culminare in un’eruzione, mentre in altri casi la deformazione può accompagnare processi che conducono successivamente all’attività vulcanica.
Per questo motivo lo studio del bradisismo e, più in generale, del caldera unrest richiede un monitoraggio multiparametrico, nel quale deformazioni, terremoti, gas, fluidi e altri indicatori vengono analizzati congiuntamente. È proprio il confronto tra questi segnali a permettere ai vulcanologi di comprendere meglio la dinamica delle grandi caldere e di valutare l’evoluzione del loro stato di attività.
