ETD

• 2024
• analisi composizionali
• analisi tessiturali
• compositional analysis
• esplosione maggiore
• major explosion
• parossisma
• paroxysm
• Stromboli
• textural analysis
• volcanology
• vulcanologia

The origins and dynamics of Stromboli’s most violent eruptions remain a subject of debate today, not only in terms of understanding the phenomenon specific to the Stromboli’s system, but also more generally regarding the dynamics of open-vent basaltic volcanic systems. The island of Stromboli is historically known for its persistent volcanic activity, characterized by moderate-scale eruptions and continuous degassing in the summit crater area. However, this activity can be interrupted by more violent explosive events of varying intensity, known as major explosions and paroxysms. In this thesis, the main objective was to characterize the most recent paroxysmal eruption that occurred on Stromboli July 11, 2024; this was complemented by a study of certain characteristics of the major explosion that followed on July 26, 2024. To do this, the chemical compositions of the glassy matrices, olivine crystals, and the silicate inclusions contained in the pyroclastic material were analyzed. Compositional profiles were created in olivine crystals, from which Fe-Mg diffusion timings were derived. This allowed for the estimation of the times associated with the magmatic processes that occurred prior to the paroxysm. The textural parameters of the erupted material were then determined through image analysis of the clasts produced by both the paroxysm and the major explosion. This was necessary to reconstruct the vesiculation mechanisms during the final phase of magma ascent through the conduit. This thesis adds a new set of data regarding the compositions of the glasses, silicate inclusions, and olivines from the paroxysmal activity, which demonstrate the progressive interaction between magma originating from the deep system and magma residing in the shallow system. Data on chemical diffusion profiles in olivine crystals identify two distinct time frames: a longer one (30–89 days) and a shorter one (4–14 days), partially consistent with the literature. The textural parameters also paint a picture that differs from that described for other past paroxysms, as the vesicles present in the clasts are generally small (10–30 microns) and homogeneous, indicating a primary nucleation event that occurred at shallow depth. The bubbles, therefore, did not have time to grow through diffusion and coalescence, leading to the hypothesis that, in this case, the main nucleation event occurred under surface conditions and was largely attributable to the outgassing of H₂O. The 2024 case study demonstrates how, for this specific paroxysm, the pressurization of the surface magmatic system was caused by the ascent of a batch of deep magma. Its subsequent stagnated at shallow depth prior to the paroxysm itself. This sequence of events had triggered distinctive external phenomena such as the deformational dynamics of the volcanic edifice, in addition to a series of pyroclastic products characterized by unusual chemical and textural properties.

La genesi e le dinamiche che regolano le più violente esplosioni di Stromboli sono ad oggi ancora dibattute, non solo per la comprensione del fenomeno circoscritto al sistema di Stromboli, ma anche più in generale per le dinamiche che interessano i sistemi vulcanici basaltici a condotto aperto. L’isola di Stromboli è storicamente nota per la sua attività vulcanica persistente, caratterizzata da esplosioni di moderata entità e da un continuo degassamento nell’area craterica sommitale. Tuttavia, questa attività può essere interrotta da fenomeni esplosivi più violenti, di intensità variabile, noti come esplosioni maggiori e parossismi. In questo lavoro di tesi, l’obiettivo principale è quello di caratterizzare la più recente esplosione parossistica avvenuta a Stromboli l’11 luglio 2024; a questa è stata poi affiancato lo studio di alcune caratteristiche dell’esplosione maggiore che ne è seguita il 26 luglio 2024. Per fare ciò, sono state analizzate le composizioni chimiche delle matrici vetrose del materiale piroclastico, dei cristalli di olivina e delle inclusioni silicatiche in esse contenute. Sono stati realizzati profili composizionali in cristalli di olivina con cui sono state ricavate le tempistiche di diffusione Fe-Mg. Questo ha permesso di stimare i tempi relativi ai processi magmatici avvenuti prima del parossisma. Sono stati poi ricavati i parametri tessiturali del materiale eruttato mediante analisi d’immagine dei clasti prodotti sia dal parossisma sia dall’esplosione maggiore. Ciò è stato necessario per poter ricostruire i meccanismi di vescicolazione durante l’ultima fase di risalita del magma nel condotto. Questa tesi va ad aggiungere una nuova serie di dati riguardanti le composizioni dei vetri, delle inclusioni silicatiche e delle olivine per l’attività parossistica, mostrando la progressiva interazione tra il magma proveniente dal sistema profondo e il magma residente nel sistema superficiale. I dati relativi ai profili di diffusione chimica nei cristalli di olivina individuano due tempistiche distinte: una più lunga (30-89 giorni) ed una più breve (4-14 giorni), parzialmente in accordo con la letteratura. I parametri tessiturali dipingono invece un quadro che si discosta da quello descritto per gli altri parossismi passati, in quanto le vescicole presenti nei clasti hanno dimensioni generalmente piccole (10 - 30 micron) e omogenee, testimoni di un principale evento di nucleazione avvenuto a bassa profondità. Le bolle, quindi, non hanno avuto tempo di crescere per diffusione e coalescenza, portando ad ipotizzare che in questo caso il principale evento di nucleazione si sia verificato in condizioni superficiali e che sia da attribuire in larga parte all’essoluzione di H2O. Il caso studio del 2024 mostra come, per questo specifico parossisma, la pressurizzazione del sistema magmatico superficiale sia dovuta alla risalita di un batch di magma profondo, stazionato a bassa profondità prima del parossisma. Questo ha contribuito a innescare fenomeni esterni peculiari quali le dinamiche deformative dell’apparato vulcanico, oltre a generare prodotti piroclastici caratterizzati da proprietà chimiche e tessiturali inusuali.