• degassamento
• flusso CO2
• geotermia
• Monte Amiata

RIASSUNTO

Il Monte Amiata, situato nella Toscana meridionale, è il più giovane vulcano della Provincia Magmatica Toscana (304-230 ka). È inoltre il più esteso vulcano toscano i cui prodotti, principalmente effusivi, occupano una superficie di circa 90 km2 e si eleva sul territorio collinare circostante per 1738 metri sul livello del mare. La camera magmatica, relativamente giovane, è tuttora in fase di raffreddamento e conserva ancora una buona quantità di calore. Questo calore ha dato origine ai campi geotermici di Piancastagnaio e Bagnore, attualmente utilizzati nel ciclo di produzione geotermoelettrico.
I processi termometamorfici che avvengono sulle pareti della camera magmatica e il degassamento dei magmi generano notevoli quantitativi di CO2, che risale fino alla superficie dando luogo a 2 tipi di emissioni: un degassamento localizzato in pochi, specifici spot di risalita, caratterizzati da elevate emissioni e un degassamento diffuso su tutto il territorio, caratterizzato da emissioni più contenute ma distribuite su un’area enormemente più vasta.
Il presente lavoro ha l’obiettivo di quantificare questo secondo tipo di flusso mediante una campagna di misurazione delle emissioni diffuse dal suolo di tutto il Monte Amiata.
Il lavoro è stato diviso in due fasi: dapprima è stata condotta una campagna di misurazione di 4 mesi durante i quali cono stati raccolti 2483 dati di emissione di CO2 dal suolo, ricoprendo un’area di oltre 200 km2. Un ruolo di fondamentale importanza, è stato ricoperto dall’attività di campagna, la quale ha richiesto notevoli e prolungati sforzi, ma ha permesso di raggiungere un livello di dettaglio mai raggiunto prima per lavori di questo tipo. La particolarità di questo lavoro rispetto ai numerosi già svolti da altri autori su differenti zone infatti, è che prima d’ora non era mai stato eseguito un rilievo di tale portata su di un’area tanto vasta, con l’impiego di una maglia pressoché regolare (250 metri di lato). Tutto il territorio amiatino, oltre ad una fascia circostante, è stato indagato cercando di attenersi il più possibile ad un reticolo programmato in precedenza, nonostante il territorio presentasse criticità quali fitta vegetazione e zone ad elevata pendenza.
Dopo una prima fase dedicata alla raccolta dei dati sul terreno, tutto il materiale è stato successivamente informatizzato utilizzando un sistema informativo geografico (GIS) andando a creare un database geo riferito che è stato utilizzato per elaborare una mappa delle emissioni.
Dalla mappa delle emissioni realizzata si distinguono zone a degassamento ridotto coincidenti con il complesso di duomi che formano l’Amiata, con un trend generale che mette in evidenza una diminuzione delle emissioni muovendosi dalle pendici inferiori del vulcano in direzione della vetta. Emissioni diffuse molto elevate sono presenti in corrispondenza dei campi geotermici di Piancastagnaio, Bagnore e Poggio Montone. Inoltre è stata identificata una zona caratterizzata da livelli di emissione particolarmente elevata in prossimità di Bagni San Filippo, nel comune di Castiglione d'Orcia, che rappresenta l’emergenza di un sistema termale, geotermico, con il serbatoio subaffiorante, a bassa temperatura. Aree di degassamento elevato sono presenti anche in corrispondenza delle aree minerarie.
Nella tesi vengono discusse ipotesi sulla distribuzione osservata del degassamento.

ABSTRACT

Mount Amiata, which is located in the south of Tuscany, is the youngest volcano of the whole Tuscan Magmatic Province (304-230 ka). Furthermore, it is the widest Tuscan volcano whose products, which are mainly effusive, cover an area of about 90 km2 and it rises over the surrounding hilly area for 1738 meters above the sea level.
The magma chamber is relatively young, it is still in the process of cooling and it still retains a significant amount of heat. This heat gave rise to the geothermal systems of Piancastagnaio and Bagnore, which are currently exploited in the geothermal electric production cycle.
The thermometamorphic processes that occur on the wall of the magma chamber and the degassing of magmas produce remarkable amounts of CO2, which goes back up to the surface and gives rise to two different types of emissions: a degassing located in a few specific rising spots, characterized by high emissions, and a degassing extended across the whole territory, characterized by lower emissions which are spread, however, over an extremely wider area.
This work aims at quantifying the second type of stream by means of a measurement campaign of the emissions released from the ground of the whole Mount Amiata.
The work was divided into two stages: firstly, a four-month-long measurement campaign was conducted, collecting 2483 data of CO2 emissions from the ground and covering over 200 km2.
In this work, an essential role has been played by the campaign activity. It has required considerable and sustained efforts, however it has allowed to achieve a level of detail that had never been achieved before for works of this kind.
The peculiarity of this work, compared to the many others already carried out on different areas by other authors, is that it had never been conducted a survey of this scale on such a wide area before, with the use of a virtually regular grid mesh (250 meters side). It has been examined the whole Amiata territory, along with a surrounding area, trying to stick as close as possible to a previously planned grid, despite the critical features of the territory, such as dense vegetation and areas with steeper slopes.
After a first stage dedicated to the collection of data on the ground, the whole material was later computerized using a geographic information system (GIS), thus creating a georeferred database that was used to draw a map of the emissions.
The mapping of emissions that has been realised shows some areas characterized by low degassing related to the Amiata dome complex. The main trend displays a decrease of emissions moving upward from the bottom to the top of the Volcano. Near to the Piancastagnaio’s, Bagnore’s and Poggio Montone’s geothermal fields high values of widespread emissions have been detected. Furthermore, an area characterized by particularly high emission levels near Bagni di San Filippo, in the municipality of Castiglione d'Orcia, has been identified; it represents the emergence of a thermal geothermal system, with the partially outcropping reservoir at low temperature. High degassing levels have been spotted close to mining areas as well.
In this thesis, different ipothesis about degassing distribuition are discussed.