Il presente progetto ha come scopo la prosecuzione dello studio di tecniche integrate per il monitoraggio di movimenti lenti, in particolare in collaborazione con una società privata svizzera si stanno sperimentando le caratteristiche di accuratezza plano- altimetrica differenziale di alcuni sensori basati su tecnologia GPS/GNSS che utilizzano algoritmi proprietari innovativi; l'elevata accuratezza attesa da questi sensori richiede un' attenta scelta delle tecniche di confronto, in particolare si ritiene che tra le poche tecniche comparabili ci siano le tecniche SAR. I sensori in questione sono in corso di sperimentazione e validazione anche dall'università di Monaco e dall'Università di Perugia per altri tipi di applicazioni. Attualmente due di questi sensori sono già stati installati in siti già interessati da movimenti lenti la cui natura è ancora oggetto di dibattito all'interno della comunità scientifica. Tali siti sono nel territorio del Comune di Forio (Na) e prossimi all'epicentro dell'evento sismico del 2017 con epicentro nel comune di Casamicciola. I movimenti in studio (già osservati da altri ricercatori) sono generalmente stimati nell'ordine di qualche centimetro annuo pertanto il loro monitoraggio e/o l'eventuale istituzione di un sistema di early warning richiedono accuratezze millimetriche o (possibilmente) sub-millimetriche. Tali accuratezze non sono difficilmente (millimetriche) o non (sub-millimetriche) ottenibili con le "classiche" tecniche differenziali GPS/GNSS essendo in generale le indeterminazioni di tali tecniche molto vicine ai valori attesi dei movimenti in studio. Il finanziamento richiesto permetterebbe la prosecuzione dell'attività che richiede attività di campo per il controllo e la verifica delle strumentazioni installate ed attività di trattamento di dati SAR già iniziate nell'ambito di una collaborazione con l'università di Padova.
La prosecuzione del progetto (come più volte specificato già in una fase di sviluppo ben avvita) , mira a validare le potenzialità di tecniche innovative ed eventualmente a sviluppare delle linee guida adeguate per la progettazione, di una moderna infrastruttura di monitoraggio, insieme alle "migliori pratiche" per il suo utilizzo .
E' evidente l'avanzamento delle conoscenze rispetto allo stato dell'arte attuale permettendo monitoraggi attualmente non realizzabili o perlomeno non realizzabili così efficientemente.
In effetti, in particolare le tecniche satellitari GNSS innovative potrebbero evidenziare movimenti finora non rilevabili ma solo ipotizzabili. Vediamo nello specifico alcuni primi risultati (ancora da interpretare) ottenuti sullo specifico test field.
La zona monitorata, in particolare, è situata a Nord-Ovest dell'isola, ai piedi del monte Epomeo ed è uno dei siti più instabili dell' isola, interessato da diversi fenomeni deformativi e franosi del terreno. Le campagne di livellazione precedentemente svolte sull' isola dall' Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia- Osservatorio Vesuviano (INGV-O.V.), nel 2003 , nel 2010 [11] e dopo il terremoto del 2017 [12], hanno evidenziato dei fenomeni di subsidenza nell'isola che inducono, nella zona Nord-Ovest, un abbassamento del terreno di circa 1 cm l' anno. E' tutt'ora ampiamente dibattuto in letteratura se e, in caso, quali collegamenti ci siano tra questi movimenti e l'attività sismica che interessa storicamente l'area [13]. Tali movimenti sono anche stati evidenziati da analisi di dati SAR sull' isola [14] & [15]. L' obiettivo preliminare delle prime elaborazioni dei dati GNSS è stato quello di verificare tale abbassamento altimetrico, monitorando in particolare una stazione montata nell'area denominata "strada borbonica". Gli andamenti osservati per quanto riguarda le variazioni di quota su periodi mensili e/o annuali hanno fornito risultati del tutto allineati con quanto riportato in letteratura.
Si è però osservato che a frequenze più alte (poche ore o un giorno) i ricevitori GNSS con algoritmi innovativi osservano oscillazioni costanti dell'ordine di pochi millimetri particolarmente concentrati in alcune giornate. Tali oscillazioni non sono mai state misurate ma potrebbero essere spiegate da alcune recenti teorie [16].
Tali risultati devono comunque essere considerati del tutto preliminari in quanto le cause di tali variabilità potrebbero essere molteplici ed anche non direttamente legate ai movimenti in studio.
Pur con questa consapevolezza si è ritenuto che l'attività di ricerca su questi fenomeni debba essere approfondita, tenendo presente che l'unica tecnica geomatica che potrebbe essere così sensibile è la livellazione geometrica che però può impiegare anche parecchie ore per completare un intero ramo di livellazione vista la morfologia dell'area e quindi potrebbe non riuscire a rilevare uno spostamento così rapido. Diversamente le tecniche SAR (pur meno accurate della livellazione) acquisiscono tutta l'area nello stesso istante. E' quindi principalmente su queste due tecniche che si intende verificare l'eventuale possibilità possibilità di validazione dei sensori.
[11] Del Gaudio C., Aquino I., Ricco C. and Serio C. (2011). Monitoraggio Geodetico dell'Isola d'Ischia: Risultati della Livellazione Geometrica di Precisione Eseguita a Giugno 2010. Quaderni di Geofisica n.87.
[12] Ricco, Ciro & Alessio, Giuliana & Aquino, Ida & Brandi, Giuseppe & Brunori, Carlo Alberto & D'Errico, Vincenzo & Dolce, Mario & Mele, Giuliana & Nappi, Rosa & Pizzimenti, Luca & Sepe, Vincenzo & Siniscalchi, Valeria & Del Gaudio, Carlo. (2018). High precision leveling survey following the Md 4.0 Casamicciola earthquake of August 21, 2017 (Ischia, Southern Italy): field data and preliminary interpretation. Annals of geophysics. Annali di geofisica.
[13] Calderoni, G. Di Giovambattista, R. Pezzo, G. Albano, M. Atzori, S. Tolomei, C. Ventura, G. (2019). Seismic and Geodetic Evidences of a Hydrothermal Source in the Md 4.0, 2017, Ischia Earthquake (Italy). Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124.
[14] Manzo, M., Ricciardi, G.P., Casu, F., (...), Del Gaudio, C., Lanari, R. Surface deformation analysis in the Ischia Island (Italy) based on spaceborne radar interferometry 2006 Journal of Volcanology and Geothermal Research
151(4), pp. 399-416
[15] Castaldo, R., Gola, G., Santilano, A., (...), Manzella, A., Tizzani, P. The role of thermo-rheological properties of the crust beneath Ischia Island (Southern Italy) in the modulation of the ground deformation pattern 2017 Journal of Volcanology and Geothermal Research
344, pp. 154-173
[16] E. Trasatti, V. Acocella, M. A. Di Vito, C. Del Gaudio, G. Weber, I. Aquino, S. Caliro, G. Chiodini, S. de Vita, C. Ricco, L. Caricchi Magma Degassing as a Source of Long-Term Seismicity at Volcanoes: The Ischia Island (Italy) Case