La fluorescenza ai Raggi X applicata al monitoraggio dei vulcani attivi

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)
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