La fluorescenza ai Raggi X applicata al monitoraggio dei vulcani attivi Dott.ssa Lucia Miraglia Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia INGV L'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia è un'istituzione scientifica pubblica che svolge attività di ricerca, monitoraggio e sorveglianza nei settori della geofisica e della vulcanologia. In particolare la Sezione di Catania tra le attività ordinarie assicura il servizio di monitoraggio e di sorveglianza sismica e vulcanica a supporto degli organi della Protezione Civile. Monitoraggio dei vulcani attivi La sorveglianza sismica e vulcanica viene svolta, 24 ore su 24, in sala operativa dove vengono acquisiti i segnali sismici delle stazioni poste sul territorio siciliano e dove vengono registrate le immagini delle telecamere dei vulcani Etna, Stromboli e Vulcano. Il monitoraggio petrologico Il monitoraggio petrologico sui vulcani attivi quali l'Etna e lo Stromboli, viene fatto attraverso lo studio delle rocce vulcaniche, ossia dei prodotti che si formano durante le eruzioni che possono essere di tipo EFFUSIVO se vengono emesse prevalentemente COLATE DI LAVA Il monitoraggio petrologico ESPLOSIVO gran parte del magma viene frammentato ed eruttato in superficie in una miscela di gas, particelle liquide e solide. I prodotti delle eruzioni esplosive vengono detti PIROCLASTI. Il monitoraggio petrologico Il magma e' un materiale naturale eterogeneo che ad alta temperatura e pressione è costituito prevalentemente da una fase liquida (fuso), da una o più fasi solide (minerali) e da fasi gassose. Il magma che risale velocemente si trova in condizioni di temperatura e pressione molto più basse e quando arriva in superficie (colata) cristallizza totalmente. Il risultato di questo processo di raffreddamento è la ROCCIA MAGMATICA Il monitoraggio petrologico Il campionamento è una fase molto delicata delle attività svolte sul terreno. I campioni vengono prelevati quanto più possibile vicino alle bocche effusive e una parte raffreddata immediatamente con acqua in modo da indurre la formazione del vetro. Contemporaneamente vengono effettuate misure dirette di temperatura utilizzando le termocoppie. Il monitoraggio petrologico Preparazione del campione Sezione sottile Il monitoraggio petrologico Analisi quantitativa Il monitoraggio petrologico Studio morfologico STR060303 500 Il monitoraggio petrologico La fluorescenza ai raggi X Preparazione del campione La “Perla” è un disco di vetro risultato della fusione di un campione in polvere con un opportuno fondente il quale a alte temperature fonde e diventa un solvente per la maggior parte degli ossidi componenti il campione. Si forma una soluzione omogenea che sotto opportune condizioni di raffreddamento produce un vetro omogeneo e amorfo. • • • • Vantaggi della fusione dimensioni dei grani non omogenee; rugosità della superficie; orientazioni preferenziali dei grani; segregazione gravitativa dei grani. Il monitoraggio petrologico La fluorescenza ai raggi X Rigaku ZSX Primus II I campioni preparati in dischi fusi vengono analizzati alla Fluorescenza ai Raggi X al fine di ottenere l’analisi chimica della roccia totale. Il monitoraggio petrologico La fluorescenza ai raggi X Analisi quantitative 2001 2002 2002 CNE 25 lug 29 lug 06 ago 10 ago 28 ott 13 nov 01 nov 14 nov 03 ago 07 sett SiO2 47.32 46.92 47.41 47.32 47.76 47.16 48.15 47.39 47.70 47.62 TiO2 1.68 1.65 1.67 1.62 1.65 1.65 1.62 1.64 1.65 1.66 Al2O3 17.36 16.62 17.41 16.43 17.53 16.57 17.94 16.57 17.92 17.95 Fe2O3tot 10.20 10.51 10.15 10.33 10.04 10.42 9.90 10.23 9.96 10.06 MnO 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 MgO 5.49 6.44 5.4 6.41 5.39 6.84 5.09 6.73 5.18 5.17 CaO 10.68 11.09 10.67 11.1 10.20 10.74 9.70 10.81 10.20 10.06 Na2O 3.7 3.3 3.76 3.32 3.77 3.25 3.93 3.23 3.77 3.79 K2O 2.06 1.84 2.07 1.87 2.06 1.91 2.13 1.87 2.09 2.09 P2O5 0.51 0.47 0.51 0.48 0.51 0.49 0.52 0.45 0.50 0.52 Il monitoraggio petrologico 12,0 12,0 CaO CaO 11,0 11,0 10,0 10,0 9,0 9,0 0,45 0,45 0,50 0,50 0,55 0,55 Mg# Mg# 0,60 0,60 0,60 «Tutto ciò che la natura ha di grande, tutto ciò che ha di piacevole, tutto ciò che ha di terribile, si può paragonare all'Etna, e l'Etna non si può paragonare a nulla». (Dominique Vivand Denon, "Voyage en Sicilie", 1788) GRAZIE