Loretti, I.

La caratteristica generale dei metodi gravimetrici, magnetici ed elettromagnetici, è quella di aver il pregio di integrare gli effetti di un fenomeno su un grande volume; anche in assenza di manifestazioni locali, come un terremoto o l’apertura di una frattura, le modificazioni del campo di stress o dello stato termodinamico, ad esempio all’interno di un edificio vulcanico, possono indurre variazioni della densità, della magnetizzazione e della resistività elettrica delle rocce. In questa ottica nel maggio 2005 è stata condotta una campagna nell’Arcipelago di Panarea, area di attuale interesse per fenomeni di attività esalativa (S.G.A.,1993; Italiano e Nuccio, 1991) attraverso uno studio microgravimetrico, magnetico e prelievo di campioni per analisi di suscettività magnetica e di densità. Lo scopo è quello di acquisire un gran numero di informazioni geofisiche differenti da affiancare alle attuali misurazioni geodetiche e di batimetria condotte dal gruppo INGV-CNT (Anzidei, 2000; Anzidei et al., 2003a) per produrre modelli dell’area sempre più vincolati e nello stesso tempo attraverso una ripetizione delle campagne nel tempo ottenere una visione 4D dei fenomeni finalizzati al monitoraggio dell’assetto dinamico dell’apparato di Panarea. Nel presente lavoro vengono presentati i risultati preliminari ottenuti dalla prima campagna di misure in cui sono state acquisite 53 stazioni microgravimetriche e magnetiche totali (di cui 6 sugli isolotti di Bottaro e Lisca Bianca) distribuite nel modo più omogeneo possibile compatibilmente con la logistica del territorio. Sono stati inoltre prelevati 14 campioni di rocce nelle principali litologie dell’isola su cui sono state eseguite misure di suscettività magnetica in laboratorio. Per le misure di gravità sono stati utilizzati Microgravimetri L&R modello Alliod 100x (di proprietà ENI) mentre per le misure di campo magnetico, un magnetometro portatile a protoni Scintrex. I risultati delle prime elaborazioni (fig.1) mostrano un’andamento qualitativo dei principali trends di anomalie in generale accordo tra loro. Nella carta residuata di anomalia di Bouguer, preliminarmente corretta per un valore di densità standard di 2.67 g/cm3 (in attesa di poter effettuare sui campioni delle misure di densità) ed ottenuta mediante sottrazione dall’anomalia in aria libera del contributo relativo alla topografia dell’isola mediante un Digital elevation terrain model, si nota una anomalia negativa localizzata nel fianco occidentale dell’isola (zona con quote più elevate) che sembra svilupparsi lungo gli affioramenti della formazione Punta Cardosi (PC2 e PC2a) costituita da colate di lava omogenee andesitiche e duomi di lava dacitici (Calanchi et al., 1999) di età più recente. La stessa formazione presenta i valori di suscettività più elevati misurati sull’isola, tra 3 e 4x10-2 SI (insieme alla formazione della fossa affiorante nella parte centro-orientale dell’isola tra il paese di San Pietro e Drauto) che si riflettono anche nella mappa di anomalia magnetica di campo totale, con un trend di anomalie con valori elevati in direzione circa Sud-Ovest. La fascia di anomalie distribuite lungo la costa risentono di un effetto spurio di bordo (limite del campionamento) e quindi per poterne meglio descriverne la forma sarebbe necessario poter condurre un rilievo marino circostante l’isola utile anche per collegare le misure acquisite sugli isolotti.

Airborne gravimetry is an important method for measuring gravity over large un- surveyed areas. This technology has been widely applied in Canada, Antarctica and Greenland to map the gravity fields of these regions and in recent years, in the oil industry. In 2005, two tests in the Italian area were performed by ENI in cooperation with the Politecnico di Milano and the Danish National Space Center. To the knowl- edge of the authors, these were the first experiments of this kind in Italy and were performed over the Ionian coasts of Calabria and the Maiella Mountains. The Cal- abria test field is characterized by strong gravity variations due to the geophysical and topographic structure of the area. The ground gravity coverage is also quite dense. It was thus possible to compare airborne gravity with the ground observed values in order to check the precision of the airborne gravimetry. The second campaign was performed in an unsurveyed area centred on the Maiella Mountains, thus filling the data gap of this zone. Comparisons with existing ground data were also carried out in this area. After smoothing, the collected data have an accuracy of 2–3 mgal, as derived by cross-over analysis. Moreover, the collocation method applied to compare and merge ground-based and airborne data proved to be efficient and reliable. The standard de- viation of the discrepancies between airborne data and collocation upward continued gravity is, in both cases, less than 8 mgal. In the Maiella test, the gravity field obtained by merging airborne and ground data using collocation also provides a more detailed description of the high-frequency pattern of the geopotential field in this area.

We analyse a microgravity data set acquired from two spring LaCoste & Romberg gravity meters operated in parallel at the same site on Etna volcano (Italy) for about two months (August – September 2005). The high sampling rate acquisition (2Hz) allowed the correlation of short-lasting gravity fluctuations with seismic events. After characterizing the oscillation behavior of the meters, through the study of spectral content and the background noise level of both sequences, we recognized fluctuations in the gravity data, spanning a range of periods from 1 second to about 30 seconds dominated by components with a period of about 15 ÷ 25 seconds, during time intervals encompassing both local seismic events and large worldwide earthquakes. The data analyses demonstrate that observed earthquake-induced gravity fluctuations have some differences due to diverse spectral content of the earthquakes. When local seismic events which present high frequency content excite the meters, the correlation between the two gravity signals is poor (factor < 0.3). Vice versa, when large worldwide earthquakes occur and low frequency seismic waves dominate the ensuing seismic wavefield, the resonance frequencies of the meters are excited and they react according to more common features. In the latter case, the signals from the two instruments are strongly correlated to each other (up to 0.9). In this paper the behaviors of spring gravimeters in the frequency range of the disturbances produced by local and large worldwide earthquakes are presented and discussed.