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Tesi etd-04272020-105115


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
BELGIORNO, MARIACARMELA
URN
etd-04272020-105115
Title
Natural CO2 degassing from the soil of Mt. Amiata volcanic-geothermal system
Settore scientifico disciplinare
GEO/08
Corso di studi
SCIENZE DELLA TERRA
Supervisors
tutor Prof. Sbrana, Alessandro
correlatore Prof.ssa Marianelli, Paola
Parole chiave
  • Amiata
  • Diffuse degassing
  • CO2
  • Degassing
  • Carbon dioxide
Data inizio appello
30/04/2020;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
30/04/2023
Riassunto analitico
The CO2 emission into the atmosphere is a prominent concern in the face of the global climate change threat. In particular, there is much uncertainty about the CO2 contribution to the global carbon budget coming from diffuse soil degassing of geothermal and active tectonic areas.
In this thesis, the contribution of the diffuse CO2 degassing from the Mt. Amiata Volcanic-Geothermal Area (AVGA, Central Italy) is evaluated. The effects of the CO2 degassing processes are particularly visible in this area, both from focused vents and from diffuse degassing.
The survey consisted of 2482 direct measurements over the whole area, including the volcano complex and its surroundings (225 km2), through the accumulation dynamic chamber methodology (LICOR 8100), which measures the CO2 concentration over time within the known chamber volume. The measurements were collected as a square grid with a regular spacing, using a step of 250 m.
The final map of the CO2 flux distribution, produced through the Sequential Gaussian Simulation (sGs) technique, highlighted the high-flux areas, corresponding to the two high-temperature geothermal fields, the Bagni San Filippo hydrothermal system and the principal buried tectonic structures responsible for the rise of fluids.
The total CO2 output coming from diffuse degassing was computed through sGs and appears comparable with degassing of active volcanic areas, contributing to the quantitative knowledge of the natural diffuse carbon dioxide emission from soil.
Finally, isotopic and chemical analysis of the principal groundwater’ springs sampled in this study, together with the CO2 partial pressure computations, were used to understand the influence of the CO2 on the groundwaters’ chemical compositions.




Italiano:
Lo studio e la quantificazione delle emissioni di anidride carbonica naturali in atmosfera rappresenta un tema di particolare importanza soprattutto a causa dei cambiamenti climatici che caratterizzano la nostra epoca.
In particolare, vi è una grande incertezza riguardo il contributo delle emissioni di CO2 derivanti dal degassamento diffuso dal suolo in aree geotermiche e tettonicamente attive. Infatti, numerosi studi hanno sottolineato l’esigenza di quantificare la CO2 derivante da queste aree nell’ottica di una comprensione completa ed esaustiva del ciclo globale del carbonio.
In questo lavoro di Tesi viene valutata l’emissione in atmosfera della CO2 derivante dal degassamento diffuso proveniente dall’AVGA (Amiata Volcanic-Geothermal Area) nella Toscana meridionale. L’AVGA rappresenta infatti una delle aree in Italia dove gli effetti del degassamento di CO2 sono più evidenti sia da emissioni concentrate che da degassamento diffuso dal suolo.
Lo studio ha previsto 2482 misure dirette, coprendo sia l’edificio vulcanico che le aree circostanti, per una superficie totale di 225 km2. Lo strumento utilizzato è la camera di accumulo dinamica LICOR 8100, che misura la variazione della concentrazione di CO2 al suo interno in funzione del tempo. Le misure sono state campionante utilizzando una griglia quadrata il più regolare possibile, con un passo di 250 m.
La mappa finale della distribuzione del flusso di CO2 è stata prodotta utilizzando la tecnica delle Simulazioni Gaussiane Sequenziali (sGs). La mappa finale ha evidenziato le aree di alto flusso che corrispondono ai campi geotermici ad alta temperatura di Bagnore e Piancastagnaio e il sistema idrotermale dei Bagni di San Filippo, nonché le strutture tettoniche principali responsabili della risalita dei fluidi.
L’emissione totale di CO2 in atmosfera è stata calcolata attraverso la tecnica sGs, con un risultato comparabile alle emissioni derivanti da aree vulcaniche attive, contribuendo in questo modo considerevolmente alla stima delle emissioni naturali di anidride carbonica dal suolo.
Infine, le analisi chimiche ed isotopiche delle sorgenti campionate in questo studio, insieme al calcolo della pressione parziale della CO2, sono state utilizzate per comprendere l’influenza della CO2 sulla composizione chimica delle acque del Monte Amiata.
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