Le emanazioni gassose in Italia centrale

Le emanazioni gassose provenienti dall’interno della Terra e immessi in atmosfera possono essere pericolosi per la salute umana e possono influenzare le condizioni climatiche del nostro pianeta. Comprendere e definire i processi che determinano il degassamento risulta dunque essere di fondamentale importanza.

di Giovanni Chiodini e Tullio Ricci

I gas provenienti dall’interno della Terra e immessi in atmosfera possono avere importanti ripercussioni sull’uomo e sull’ambiente che lo circonda. Da molte osservazioni sperimentali effettuate in Italia centrale è risultato che il principale componente delle emissioni gassose può essere l’anidride carbonica (CO2). La densità di questo gas è superiore a quella dell’aria, per cui, in presenza di degassamento e di condizioni ambientali particolari (quali assenza di vento e basse temperature) si può accumulare in zone morfologicamente depresse raggiungendo valori potenzialmente pericolosi per la salute umana. In alcuni casi si formano veri e propri fiumi di gas, non visibili ad occhio nudo e per questo motivo ancor più pericolosi. Un esempio è quello di una emissione di CO2 nei pressi di Umbertide (PG) in alta val Tiberina dove il fiume di gas è stato evidenziato tramite l’utilizzo di fumogeni.

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In questo contesto, al fine di comprendere e definire i processi che determinano il degassamento nel settore del centro Italia, ricercatori dell’INGV, insieme ad alcuni colleghi universitari, hanno campionato ed analizzato le acque di oltre 200 sorgenti. Questo ha permesso di realizzare la mappa del degassamento terrestre della CO2 di origine profonda. La mappa prodotta è la prima del genere mai realizzata al mondo, per un’area molto estesa, di oltre 60.000 chilometri quadrati. L’elaborazione di questa mappa ha permesso di individuare sul versante tirrenico due vasti settori caratterizzati da un elevato degassamento terrestre (in rosso nella figura seguente).

Di queste due aree individuate, l’area più a nord, denominata “Tuscan Roman Degassing Structure”, include Toscana, Lazio settentrionale e settori di Umbria ed Abruzzo. La seconda, denominata “Campanian Degassing Structure”, coincide invece con il settore tirrenico della Campania.

Come è stata realizzata questa mappa?

L’emissione di gas può avvenire sia in modo episodico e violento durante le eruzioni vulcaniche sia attraverso un processo continuo. Una delle regioni in cui questo può avvenire è il settore tirrenico dell’Italia dove l’emissione di gas endogeni avviene in aree di vulcanismo attivo o estinto, in aree geotermiche ed in zone non vulcaniche. Il degassamento naturale che interessa l’Italia tirrenica è evidenziato dalla presenza di acque naturalmente gassate, da soffioni, mofete ed altri tipi di manifestazioni gassose.

La CO2 è il componente più solubile in acqua tra i gas atmosferici. Basti pensare che in un litro di acqua si possono disciogliere fino diversi grammi di anidride carbonica alle condizioni ambientali riscontrabili sulla superficie terrestre. La possibilità di avere in superficie emissioni gassose ricche in anidride carbonica dipende dal rapporto tra la quantità di acqua che circola nel sottosuolo e la CO2 rilasciata dalla sorgente profonda all’interno della Terra. Se le quantità di gas sono inferiori alla soglia di solubilità la CO2 profonda viene disciolta negli acquiferi, trasportata dalle acque e rilasciata attraverso le sorgenti. Quando invece avviene la saturazione delle acque e viene raggiunto il valore di soglia, la CO2 non può più essere disciolta ulteriormente. Superato questo valore quindi il degassamento avrà luogo anche tramite l’emissione diretta del gas sulla superficie terrestre. Prima di giungere in superficie il gas separato dall’acqua (fase gassosa libera) può accumularsi in sacche nel sottosuolo che a loro volta alimentano le emissioni gassose.

Una delle emissioni più imponenti in Italia è ubicata in Irpinia ed è nota con il nome di Mefite della valle di Ansanto (provincia di Avellino).

Le caratteristiche idrogeologiche degli acquiferi (infiltrazione, permeabilità, porosità, ecc.) determinano il flusso di CO2 massimo per cui il gas viene disciolto completamente dall’acqua. Nel settore appenninico, questo valore di soglia è 10 volte più alto rispetto al settore tirrenico caratterizzato da rocce terrigene e vulcaniche di permeabilità più bassa. Questo è uno dei motivi per cui la maggior parte della CO2 profonda è trasportata come fase disciolta in area appenninica mentre è emessa da manifestazioni nel settore tirrenico. In alcuni casi, come avviene ad esempio alle sorgenti di Stifone ubicate lungo il fiume Nera (provincia di Terni), la quantità di CO2 disciolta rilasciata dalle sorgenti appenniniche è addirittura comparabile con quella emessa da vulcani attivi.

Per finire, nell’ambito delle ricerche sul degassamento terrestre in Italia l’INGV ha realizzato qualche anno fa un archivio di oltre 270 emissioni gassose sul territorio nazionale denominato GOOGAS e liberamente consultabile online. GOOGAS è il risultato di un progetto finanziato dal Dipartimento della Protezione Civile finalizzato alla valutazione della pericolosità da emissione di gas endogeni.

Glossario:

Acquiferi carbonatici: corpo roccioso carbonatico e permeabile caratterizzato dalla presenza e circolazione di acque sotterranee.

Degassamento: processo mediante il quale i gas originati all’interno della Terra migrano verso la superficie e vengono rilasciati in atmosfera.

Gas atmosferici: miscela di gas, nota come “aria”, rappresentante l’involucro gassoso (atmosfera) che avvolge la Terra. Composizione chimica media dell’atmosfera: Azoto (78%), Ossigeno (21%), oltre a numerosi componenti minori (tra i quali Argon, vapore acqueo, anidride carbonica, Neon, Elio, Metano, Idrogeno, Kripton, Xeno, Ozono).

Gas endogeni: gas originati all’interno della Terra.

Mofete: emissioni fredde che scaturiscono da aperture nel suolo e costituite principalmente da anidride carbonica e vapore acqueo.

Rocce terrigene: rocce prodotte dalla erosione di materiali rocciosi preesistenti.

Saturazione: massima concentrazione di una sostanza (soluto) che può disciogliersi in una data quantità di solvente.

Soffioni: emissioni più o meno violente di gas endogeni a temperatura elevata, fino a 200 gradi centigradi, generalmente costituito da vapore acqueo misto ad ammoniaca, acido borico, anidride carbonica ecc., che si sprigiona dove la crosta terrestre presenta fratture interne del manto roccioso

Solubilità: nota anche come miscibilità, capacità di una sostanza di sciogliersi in un’altra dando origine ad una soluzione