Inner structure of La Fossa di Vulcano (Vulcano Island, southern Tyrrhenian Sea, Italy) revealed by high-resolution electric resistivity tomography coupled with self-potential, temperature, and CO2 diffuse degassing measurements

Autor: Anthony Finizola, L. Bennati, S. Byrdina, N. Carzaniga, A. Crespy, Bernard Angeletti, Sabatino Piscitelli, Julie Morin, Marianna Balasco, Angela Perrone, F. Di Gangi, Tullio Ricci, Emilie Roulleau, S. Barde Cabusson, M. Rossi, Enzo Rizzo, A. Boleve, André Revil, Barbara Suski
Přispěvatelé: Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Université Paul Cézanne - Aix-Marseille 3, Department of Geophysics [Golden CO], Colorado School of Mines, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Sezione di Roma (INGV), Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire GéoSciences Réunion (LGSR), Institut de Physique du Globe de Paris-Université de La Réunion (UR), Laboratory of Geophysics, Istituto di Metodologie per l'Analisi Ambientale (IMAA), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Potenza] (CNR)-Consiglio Nazionale delle Ricerche [Potenza] (CNR), Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble [1985-2015] (OSUG [1985-2015]), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - 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Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2008
Předmět:
Atmospheric Science
010504 meteorology & atmospheric sciences
Groundwater flow
Lava
self-potential
3D GRAVITY INVERSION
Soil Science
Pyroclastic rock
Mineralogy
Aquatic Science
010502 geochemistry & geophysics
Oceanography
01 natural sciences
FOURNAISE VOLCANO REUNION
STROMBOLI VOLCANO
GROUND-WATER FLOW
Geochemistry and Petrology
Pumice
Earth and Planetary Sciences (miscellaneous)
Phreatomagmatic eruption
soil CO2 degassing
[SDU.STU.VO]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Volcanology
Stratovolcano
14. Life underwater
0105 earth and related environmental sciences
Earth-Surface Processes
Water Science and Technology
geography
geography.geographical_feature_category
Ecology
hydrothermal system
Paleontology
Forestry
Volcanic rock
Geophysics
Volcano
13. Climate action
Space and Planetary Science
Geology
electrical resistivity
Zdroj: Journal of Geophysical Research : Solid Earth
Journal of Geophysical Research : Solid Earth, American Geophysical Union, 2008, 113 (B7), pp.B07207. ⟨10.1029/2007JB005394⟩
Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 2008, 113 (B7), pp.B07207. ⟨10.1029/2007JB005394⟩
Journal of geophysical research 113 (2008): B07207. doi:10.1029/2007JB005394
info:cnr-pdr/source/autori:Revil A; Finizola A ; Piscitelli S; Rizzo E ; Ricci T; Crespy A; Angeletti B; Balasco M; Cabusson SB; Bennati L; Bolève A; Byrdina S; Carzaniga N; Di Gangi F; Morin J; Perrone A; Rossi M; Roulleau E; Suski B/titolo:Inner structure of La Fossa di Vulcano ( Vulcano Island, southern Tyrrhenian Sea, Italy) revealed by high-resolution electric resistivity tomography coupled with self-potential, temperature, and CO2 diffuse degassing measurements/doi:10.1029%2F2007JB005394/rivista:Journal of geophysical research/anno:2008/pagina_da:B07207/pagina_a:/intervallo_pagine:B07207/volume:113
ISSN: 2169-9313
2169-9356
Popis: International audience; La Fossa cone is an active stratovolcano located on Vulcano Island in the Aeolian Archipelago (southern Italy). Its activity is characterized by explosive phreatic and phreatomagmatic eruptions producing wet and dry pyroclastic surges, pumice fall deposits, and highly viscous lava flows. Nine 2-D electrical resistivity tomograms (ERTs; electrode spacing 20 m, with a depth of investigation >200 m) were obtained to image the edifice. In addition, we also measured the self-potential, the CO2 flux from the soil, and the temperature along these profiles at the same locations. These data provide complementary information to interpret the ERT profiles. The ERT profiles allow us to identify the main structural boundaries (and their associated fluid circulations) defining the shallow architecture of the Fossa cone. The hydrothermal system is identified by very low values of the electrical resistivity (400 Ω m). Inside the crater it is possible to follow the plumbing system of the main fumarolic areas. On the flank of the edifice a thick layer of tuff is also marked by very low resistivity values (in the range 1–20 Ω m) because of its composition in clays and zeolites. The ashes and pyroclastic materials ejected during the nineteenth-century eruptions and partially covering the flank of the volcano correspond to relatively resistive materials (several hundreds to several thousands Ω m). We carried out laboratory measurements of the electrical resistivity and the streaming potential coupling coefficient of the main materials forming the volcanic edifice. A 2-D simulation of the groundwater flow is performed over the edifice using a commercial finite element code. Input parameters are the topography, the ERT cross section, and the value of the measured streaming current coupling coefficient. From this simulation we computed the self-potential field, and we found good agreement with the measured self-potential data by adjusting the boundary conditions for the flux of water. Inverse modeling shows that self-potential data can be used to determine the pattern of groundwater flow and potentially to assess water budget at the scale of the volcanic edifice.
Databáze: OpenAIRE
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