Insight Into Campi Flegrei Caldera Unrest Through Seismic Tremor Measurements at Pisciarelli Fumarolic Field

Within a general volcanic unrest in the densely urbanized area of Campi Flegrei caldera (Italy) an increase in the activity of Pisciarelli hydrothermal area is occurring. The seismic amplitude of Pisciarelli fumarolic tremor is a proxy for the fluid emission rate of the entire Solfatara‐Pisciarelli hydrothermal system. The long‐term analysis indicates a significant increase, by a factor of ~3 of the fumarolic tremor amplitude since May 2017. This increment matches with the trend of geochemical and seismic parameters observed in Campi Flegrei, therefore highlighting that Pisciarelli is a key site to monitor the volcanic unrest underway in this high‐risk caldera. The analysis of data from three closely spaced seismic stations provided new clues about the source mechanism of the tremor. Analyzing the fumarolic tremor amplitude we could also identify an episode of enlargement of the emission area close to the main fumarole of Pisciarelli. We propose a monitoring system based on the fumarolic tremor analysis, which provides real‐time information on the Pisciarelli hydrothermal activity and therefore on the current unrest in Campi Flegrei caldera.Published5544-55554V. Processi pre-eruttiviJCR Journa

VULCANI DELL’AREA NAPOLETANA E DI STROMBOLI - MONITORAGGIO SISMICO (a cura dell’INGV – Osservatorio Vesuviano, Napoli) . Rendiconto dell'attività svolta nel primo semestre 2006.

La Rete Sismica dell’Osservatorio Vesuviano (RSOV) è costituita da stazioni sismiche analogiche a corto periodo (20 a una componente e 12 a 3 componenti), stazioni digitali a larga banda (4 a 3 componenti) e dilatometri (6) con trasmissione continua dei segnali al Centro di Monitoraggio. La Rete è progettata per il monitoraggio delle aree vulcaniche attive della Campania (Vesuvio, Campi Flegrei, Ischia) e fornisce informazioni relative alla sismicità a scala regionale in collaborazione con la Rete Sismica Nazionale Centralizzata (INGV – Centro Nazionale Terremoti). L'attuale geometria della rete, in condizioni di basso rumore sismico di fondo, consente di localizzare in maniera affidabile anche alcuni eventi sismici con M<=1, nelle aree del Vesuvio e dei Campi Flegrei. La ricezione dei segnali delle stazioni della RSOV è centralizzata presso un punto di raccolta dati sito in via Manzoni ed è basato prevalentemente su trasmissione radio e subordinatamente su linee telefoniche dedicate. Da qui i dati sono trasmessi al Centro di Monitoraggio, sito in via Diocleziano mediante protocollo TCP/IP su linea dedicata. In Tab. 1 sono riportati i dettagli di configurazione delle stazioni della rete permanente OV e nella Fig. 1 è rappresentata la relativa mappa. Le stazioni analogiche sono equipaggiate con sismometri a corto periodo (1s); quelle a componente verticale con sensori Mark L4-C o Geotech S13, mentre quelle a tre componenti sono dotate di sensori Mark L4-3D o terne di sensori Geotech S13. Gli apparati di amplificazione e modulazione sono stati sviluppati e realizzati dal Laboratorio di Manutenzione e Sviluppo della Rete Sismica (sistema MARCAP). Questi apparati hanno sostituito i precedenti modulatori in esercizio (Lennartz Mars-66), ormai obsoleti. La trasmissione dei segnali è effettuata prevalentemente mediante telemetria UHF con apparati radio sintetizzati a banda stretta (ERE PMDU2000) programmabili via porta RS-232 su tutta la banda operativa (430-450 MHz). Per alcune stazioni (NIS, STH, DMP, SFT, PE9 e TR9) la trasmissione è realizzata mediante linea telefonica dedicata (CDA). Le stazioni digitali a larga banda sono equipaggiate con sensori a 3 componenti Guralp CMG-40T con risposta tra 60s e 50Hz. I dati sono digitalizzati a 100 cps da un acquisitore locale costituito da una stazione Kinemetrics K2 e trasmessi in continuo via porta seriale RS-232 a 9600 baud mediante telemetria UHF. Gli apparati ricetrasmettitori sono costituiti da radio-modem SATEL mod. SATELLINE 3AS a banda stretta con canalizzazione a 12.5 kHz. Per tutte le stazioni il sistema di alimentazione primaria è garantito dalla linea elettrica o da pannelli solari da 75W.ingv sezione di napoli "Osservatorio Vesuviano"Published1IT. Reti di monitoraggio e sorveglianz

VULCANI DELL’AREA NAPOLETANA E DI STROMBOLI - MONITORAGGIO SISMICO (a cura dell’INGV – Osservatorio Vesuviano, Napoli) . Rendiconto dell'attività svolta nel secondo semestre 2006.

La Rete Sismica dell’Osservatorio Vesuviano (RSOV) è costituita da stazioni sismiche a corto periodo (20 a componente verticale e 12 a 3 componenti analogiche, una a 3 componenti digitale), da stazioni digitali a larga banda (8 a 3 componenti), da dilatometri (6 volumetrici in pozzo), da un array sismico (16 elementi a 3 componenti e corto periodo) e da un microfono infrasonico. La Rete è progettata per il monitoraggio delle aree vulcaniche attive della Campania (Vesuvio, Campi Flegrei, Ischia) e fornisce informazioni relative alla sismicità a scala regionale, in collaborazione con la Rete Sismica Nazionale Centralizzata (INGV – Centro Nazionale Terremoti). L'attuale geometria della rete, in condizioni di basso rumore sismico di fondo, consente di localizzare in maniera affidabile nelle aree del Vesuvio e dei Campi Flegrei anche alcuni eventi sismici con M<=1. I segnali delle stazioni della RSOV sono centralizzati presso il Centro di Monitoraggio di Via Diocleziano, in parte transitando per il Centro di Acquisizione di Posillipo in via Manzoni. Il Centro di Posillipo, che è collocato provvisoriamente dal febbraio 2004 in un container messo a disposizione del Dipartimento di Protezione Civile, centralizza le stazioni analogiche sia in trasmissione radio che su linee telefoniche dedicate ed ospita i sistemi di acquisizione in formato numerico dei segnali ricevuti. Nello stesso Centro vengono acquisiti anche i dati di alcune stazioni digitali del Vesuvio, tra cui l’array sismico, trasmessi tramite un ponte wireless dalla sede storica dell’OV. Dal Centro di Posillipo tutti i segnali sono convogliati al Centro di Monitoraggio in via Diocleziano tramite rete intranet e protocollo TCP/IP su linea numerica dedicata da 2 Mb/s. Le rimanenti stazioni broadband digitali che utilizzano per la trasmissione dei segnali linee ADSL e rete GARR, la stazione broadband SOB ed il microfono SFB, che trasmettono i segnali via wireless, sono direttamente centralizzati al Centro di Monitoraggio di Via Diocleziano. Il flusso dati complessivo realizzato dalla rete RSOV è di circa 3.7 GBytes/giorno. In Tab.1 sono riportati i dettagli di configurazione delle stazioni della rete permanente OV e nella Fig.1 è rappresentata la relativa mappa. Le stazioni analogiche sono equipaggiate con sismometri a corto periodo (1s); quelle a componente verticale con sensori Mark L4-C o Geotech S13, mentre quelle a tre componenti sono dotate di sensori Mark L4-3D o terne di sensori Geotech S13. Gli apparati di amplificazione e modulazione sono stati sviluppati e realizzati dal Laboratorio di Manutenzione e Sviluppo della Rete Sismica (sistema MARCAP). La trasmissione dei segnali è effettuata prevalentemente mediante telemetria UHF, con apparati radio sintetizzati a banda stretta (ERE PMDU2000), programmabili via porta RS-232 su tutta la banda operativa (430-450 MHz). Per 1 A cura di: M. Martini, G. Borriello, C. Buonocunto, M. Capello, A. Caputo, L. D’Auria, W. De Cesare, A. Esposito, F. Giudicepietro, D. Lo Bascio, M. Orazi, R. Peluso, P. Ricciolino, G. Scarpato, G. Talarico 54 alcune stazioni (NIS, STH, DMP, SFT, PE9 e TR9) la trasmissione è realizzata mediante linea telefonica dedicata (CDA). Le stazioni digitali a larga banda sono equipaggiate con sensori a 3 componenti Guralp CMG-40T con risposta tra 60s e 50Hz, quelle a corto periodo (array Vesuvio e stazione OV2) con sensori Lennartz LE3D da 1s. I dati sono acquisti localmente in formato numerico a 100 cps da apparati di acquisizione realizzati dall’INGV e trasmessi in continuo via porta seriale RS-232 a 9600 baud mediante telemetria UHF e wireless.ingv sezione di Napoli "Osservatorio Vesuviano"Published1IT. Reti di monitoraggio e sorveglianz

Campi Flegrei, Vesuvius and Ischia Seismicity in the Context of the Neapolitan Volcanic Area

Studying seismicity in a volcanic environment provides important information on the state of activity of volcanoes. The seismicity of the Neapolitan volcanoes, Campi Flegrei, Vesuvius, and Ischia, shows distinctive characteristics for each volcano, covering a wide range of patterns and types. In this study we relocated some significant volcano-tectonic earthquake swarms that occurred in Campi Flegrei and Vesuvius. Moreover, we compared the earthquake occurrence evolution, the magnitude and the seismic energy release of the three volcanoes. Also, we considered the results of seismic analysis in the light of geochemical and ground deformation data that contribute to defining the state of activity of volcanoes. In Campi Flegrei, which is experiencing a long term unrest, we identified a seismogenic structure at shallow depth in Pisciarelli zone that has been activated repeatedly. The increasing seismicity accompanies an escalation of the hydrothermal activity and a ground uplift phase. At Vesuvius a very shallow seismicity is recorded, which in recent years has shown an increase in terms of the number of events per year. Earthquakes are usually located right beneath the crater axis. They are concentrated in a volume affected by the hydrothermal system. Finally, Ischia generally shows a low level of seismicity, however, in Casamicciola area events with a moderate magnitude can occur and these are potentially capable of causing severe damage to the town and population, due to their small hypocentral depth (typically &lt; 2.5 km). After the seismic crisis of August 21, 2017 (mainshock magnitude M = 4), the seismicity returned to a low level in terms of occurrence rate and magnitude of earthquakes. The seismicity of these three different volcanic areas shows some common aspects that highlight a relevant role of hydrothermal processes in the seismogenesis of volcanic areas. However, while the main swarms in Campi Flegrei and most of the Vesuvian earthquakes are distributed along conduit-like structures, the seismicity of Ischia is mainly located along faults. Furthermore, the temporal evolution of seismicity in Neapolitan volcanic area suggests a concomitant increase in the occurrence of earthquakes both in Campi Flegrei and Vesuvius in recent years

Rendiconto di sorveglianza sismica anno 2004

Obiettivo principale di una rete sismica per il monitoraggio vulcanico è quello di rilevare una serie di segnali associabili a processi che si sviluppano all’interno del vulcano e che possono essere attribuiti a variazioni dello stato dinamico del sistema. I fenomeni rilevabili sono costituiti da eventi sismici, talvolta manifestati come sciami, ossia sequenze di terremoti concentrati nel tempo, formati anche da centinaia di eventi nell'arco di poche ore. Questi eventi, spesso di bassa energia, sono generati da processi fisici diversificati (meccanismi di sorgente) in grado di produrre segnali simili a quelli riscontrati in aree non vulcaniche (Vulcano Tettonici - VT), oppure segnali a bassa frequenza, detti Long Period (LP), e segnali con frequenze molto basse, con periodi anche di diverse decine di secondi, detti Very Long Period (VLP). Infine i processi interni alla struttura vulcanica sono in grado di generare anche un segnale continuo detto microtremore vulcanico. L’attività di sorveglianza vulcanica, attraverso il rilevamento, l'analisi e la corretta interpretazione di questi fenomeni, si pone l’obiettivo ultimo di segnalare l’evoluzione del vulcano verso una ripresa a breve-medio termine dell'attività eruttiva. Il Centro di Monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano (INGV) gestisce le reti per la sorveglianza sismica del Vesuvio, dei Campi Flegrei e di Ischia che sono, come è noto, vulcani ad alto rischio a causa del loro stile eruttivo, prevalentemente esplosivo, e della presenza nelle loro prossimità di vaste aree urbanizzate.INGV Sezione di Napoli "Osservatorio Vesuviano"Published1IT. Reti di monitoraggio e sorveglianz

The real-time multiparametric network of Campi Flegrei and Vesuvius

Volcanic processes operate over a wide range of time scale that requires different instruments and techniques to be monitored. The best approach to survey a volcanic unrest is to jointly monitor all the geophysical quantities that could vary before an eruption. The monitoring techniques are sometimes peculiar for each volcano, which has its own behavior. The simultaneous investigation of all the geophysical and geochemical parameters improves the sensibility and the understanding of any variation in the volcanic system. The Osservatorio Vesuviano is the INGV division charged of the Campi Flegrei and Vesuvius monitoring, two of the highest risk volcanic complexes in the world due to the large number of people living on or close to them. Each of them have peculiarities that increase the monitoring challenge: Campi Flegrei has high anthropic noise due to people living within its numerous craters; Vesuvius has a sharp topography that complicates the data transmission and analysis. The real time monitoring of the two areas involves several geophysical fields and the data are transmitted by a wide data-communication wired or radio infrastructure to the Monitoring Centre of Osservatorio Vesuviano: - The seismic network counts of 20 station sites in Campi Flegrei and 23 in Vesuvius equipped with velocimetric, accelerometric and infrasonic sensors. Some of them are borehole stations. - The GPS network counts of 25 stations operating at Campi Flegrei caldera and 9 stations at Vesuvius volcano. All the procedures for remote stations managing (raw data downloading, data quality control and data processing) take place automatically and the computed data are shown in the Monitoring Centre. - The mareographic network counts of 4 stations in the Campi Flegrei caldera coast and 3 close to the Vesuvius that transmit to the Monitoring Centre where the data are elaborated. - The tiltmetric network consist of 10 stations distributed around Pozzuoli harbor, the area of maximum ground uplift of Campi Flegrei, evidenced since 2005, and 7 stations distributed around the Vesuvius crater. Each tiltmetric station is also equipped with a temperature and magnetic sensor. The signals recorded are sent to the Monitoring Centre. - The 4 marine multiparametric stations installed in the Pozzuoli gulf send accelerometric, broad band, hydrophonic and GPS data to the Monitoring Centre. - The geochemical network counts of 4 multiparametric stations in the fumarolic areas of Campi Flegrei and 2 stations in the Vesuvius crater (rim and bottom) with data transmission to the Monitoring Centre. They collect soil CO2 flux, temperature gradient and environmental and meteorological parameters and transmit them directly to the Monitoring Centre. - The permanent thermal infrared surveillance network (TIRNet) is composed of 6 stations distributed among Campi Flegrei and Vesuvius. The stations acquire IR scenes at night-time of highly diffuse degassing areas. IR data are processed by an automated system of IR analysis and the temperatures values are sent to the Monitoring CentrePublishedVienna, Austria1IT. Reti di monitoraggio e sorveglianz

Rendiconto di sorveglianza sismica anno 2003

La Rete Sismica dell’Osservatorio Vesuviano (RSOV) è costituita da stazioni sismiche analogiche a corto periodo e stazioni digitali a larga banda con trasmissione continua dei segnali al Centro di Acquisizione (Fig. 1). La Rete è progettata per il monitoraggio delle aree vulcaniche attive della Campania (Vesuvio, Campi Flegrei, Ischia) e fornisce informazioni relative alla sismicità a scala regionale in collaborazione con la Rete Sismica Nazionale Centralizzata (INGV – Centro Nazionale Terremoti). La ricezione dei dati delle stazioni della RSOV è centralizzata presso la sede OV di via Manzoni. Nel mese di Marzo 2003 un cedimento strutturale ha reso inagibile l'edificio che ospitava detta sede. La necessità di individuare una soluzione alternativa nel più breve tempo possibile ha portato allo spostamento di tutto il sistema di centralizzazione ed acquisizione presso l'edificio adiacente, nei locali occupati dal Dipartimento di Urbanistica del Comune di Napoli. I limiti e la precarietà della nuova installazione hanno determinato per alcune stazioni un aumentato dei disturbi e delle interferenze sui segnali radio. Per questo motivo molti degli interventi effettuati sulla rete sismica durante l'anno sono stati indirizzati a cercare di ridurre questo inconveniente per migliorare la qualità dei segnali. Sulla base di tale esperienza è in programma una ristrutturazione della rete che prevede la centralizzazione dei segnali con sistemi ridondanti ed indipendenti.INGV Sezione Di Napoli "Osservatorio Vesuviano"Published1IT. Reti di monitoraggio e sorveglianz

Druk_Pkev: un programma per la costituzione di cataloghi supervisionati di eventi sismici ad elevata frequenza di accadimento

Il Programma Drum_Pkev è stato progettato per creare cataloghi supervisionati di eventi con elevata frequenza di accadimento. La necessità di questa applicazione nasce per gestire il dataset dell’attività sismica associata alle esplosioni sommitali del vulcano Stromboli che hanno una frequenza di accadimento di alcune centinaia al giorno. Per il monitoraggio sismico di Stromboli è stata realizzata una rete a larga banda con alta densità [De Cesare et. al, 2009]. Per l’analisi dei dati è stato sviluppato un sistema automatico modulare, denominato Eolo, che fornisce in tempo reale informazioni elaborate quali la frequenza di accadimento e l’intensità degli eventi, i parametri caratteristici della sorgente, l’andamento del tremore vulcanico ed altro [http://eolo.ov.ingv.it/]. Il metodo di detezione utilizzato in questo sistema assicura un’ottima performance, ma, essendo basato sulla localizzazione degli eventi, in caso di malfunzionamento di parte delle stazioni della rete può fallire. Allo scopo di avere un catalogo supervisionato, quanto più possibile continuo, dell’attività sismica associata agli eventi eruttivi è stato realizzato il programma oggetto del presente rapporto che permette la rilevazione degli eventi utilizzando il tracciato di una singola stazione. Questo programma può essere utilizzato anche in caso di sciami, in cui spesso gli eventi si sovrappongono creando problemi ai sistemi automatici di detezione.INGVPublished1.4. TTC - Sorveglianza sismologica delle aree vulcaniche attiveope

Druk_Pkev: un programma per la costituzione di cataloghi supervisionati di eventi sismici ad elevata frequenza di accadimento

Il Programma Drum_Pkev è stato progettato per creare cataloghi supervisionati di eventi con elevata frequenza di accadimento. La necessità di questa applicazione nasce per gestire il dataset dell’attività sismica associata alle esplosioni sommitali del vulcano Stromboli che hanno una frequenza di accadimento di alcune centinaia al giorno. Per il monitoraggio sismico di Stromboli è stata realizzata una rete a larga banda con alta densità [De Cesare et. al, 2009]. Per l’analisi dei dati è stato sviluppato un sistema automatico modulare, denominato Eolo, che fornisce in tempo reale informazioni elaborate quali la frequenza di accadimento e l’intensità degli eventi, i parametri caratteristici della sorgente, l’andamento del tremore vulcanico ed altro [http://eolo.ov.ingv.it/]. Il metodo di detezione utilizzato in questo sistema assicura un’ottima performance, ma, essendo basato sulla localizzazione degli eventi, in caso di malfunzionamento di parte delle stazioni della rete può fallire. Allo scopo di avere un catalogo supervisionato, quanto più possibile continuo, dell’attività sismica associata agli eventi eruttivi è stato realizzato il programma oggetto del presente rapporto che permette la rilevazione degli eventi utilizzando il tracciato di una singola stazione. Questo programma può essere utilizzato anche in caso di sciami, in cui spesso gli eventi si sovrappongono creando problemi ai sistemi automatici di detezione

The Seismicity of Ischia Island

Ischia is a volcanic island, west of the caldera of Campi Flegrei, southern Italy. Since the deployment of a modern seismic network in 1970, until the 21 August 2017 earthquake, the seismicity of Ischia has been characterized by low-magnitude (Md ≤ 2:3) earthquakes located in the northern part of the island, mostly beneath the town of Casamicciola Terme at very shallow depths (∼500 m). Some of these events seem to have occurred on the same seismogenetic structure in the northern part of the island. This area coincides with that where the devastating events of 1881 and 1883 occurred and where the small-magnitude seismicity recorded between 1927 and 1936 was located. The August 2017 seismic sequence affected the same area. The current network configuration is able to locate shallow events with Md ≥ 1:0 and to detect smaller earthquakes or other types of natural and artificial events (e.g., blast fishing, geothermal well explosions; see The Seismic Network section). Here, we present the catalog of earthquakes recorded on Ischia between 1999 and February 2018 and compare the August 2017 seismic sequence with the background seismicity. Furthermore, we identified a sequence of events possibly linked to the explosion of a geothermal well on the island.This work benefited of the project “Sale operative integrate e reti di monitoraggio del futuro: l’INGV 2.0,” Fondo integrativo speciale per la ricerca (FISR) anni 2016 e 2017 (Delibera n. 78/2017). Furthermore, this work benefited of the agreement between Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia and Italian Department of Civil Protection (DPC).Published1750-17606V. Pericolosità vulcanica e contributi alla stima del rischioJCR Journa