Modelling displacement and stress fields in hydrothermal regions: the case of a thermo-poro-elastic inclusion in a poro-elastic half-space

Le regioni idrotermali sono interessate da una grande varietà di fenomeni naturali, tra cui episodi di rigonfiamento e subsidenza del suolo. Tra di esse, le caldere consentono di studiare le interazioni tra i processi magmatici e le dinamiche dei fluidi di cui sono imbevute le rocce porose nella crosta superficiale. Un'area idrotermale soggetta a instabilità periodiche è la caldera dei Campi Flegrei, nell'Italia meridionale. Una delle crisi più recenti, oggetto di numerosi studi e ricerche, ha avuto luogo nel biennio 1982-84. La tesi si propone di sviluppare un modello di sorgente deformativa che prevede una regione termo-poro-elastica inclusa in un solido poro-elastico semi-illimitato, nel caso in cui questa regione abbia forma cilindrica e subisca cambiamenti di temperatura e pressione di poro al suo interno. Viene fornita una soluzione semi-analitica per spostamenti e sforzi così generati all'interno e all'esterno della sorgente deformativa, e i risultati sono paragonati a quelli ottenuti tramite un approccio completamente numerico, insieme a quelli di altri tre modelli. Lo spostamento verticale risultante alla superficie libera è in buon accordo con quello prodotto dal modello di Mogi, e riproduce il pattern di deformazione verticale osservato presso i Campi Flegrei durante la crisi del 1982-84. Tuttavia, vi sono differenze nelle ampiezze delle componenti dello spostamento tra il nostro modello e gli altri due considerati. I risultati per il campo di sforzi sul piano mediano della sorgente indicano un regime compressivo al suo interno, mentre si evidenzia un regime distensivo nella regione sovrastante, e un regime trascorrente nella regione esterna del semispazio. Questo è in accordo con la distribuzione eterogenea dei meccanismi focali ottenuti dai dati sismologici relativi allo stesso episodio presso i Campi Flegrei. Alla fine dell’opera, sono discussi i limiti di applicabilità del modello e ne sono indicati alcuni possibili sviluppi ulteriori.