Laurea in Scienze Geologiche e Geofisiche - Titolo della Tesi “ Studio della geometria e cinematica della faglia di Anqua (area geotermica di Larderello, Toscana meridionale) e integrazione con dati geofisici di tomografia elettrica”

Titolo del dottorato di ricerca: “Reiniezione di fluidi nel sottosuolo: un approccio multidisciplinare per meglio comprenderne le implicazioni nel fenomeno della sismicità indotta e l’ambiente” - TUTOR CNR-IMAA: Tony Alfredo Stabile

Il progetto di dottorato nasce dal crescente interesse della comunità scientifica ed industriale riguardo le implicazioni geofisiche ed ambientali relative alle attività di reiniezione di fluidi nel sottosuolo. Infatti, tali operazioni sono molto comuni nella estrazione e produzione di fonti energetiche (idrocarburi e risorse geotermiche), nonché per lo stoccaggio nel sottosuolo di CO2 e di acque di strato, ovvero quelle ottenute in seguito alla produzione di idrocarburi). L’obiettivo del progetto di dottorato è quello di migliorare le attuali conoscenze riguardo le implicazioni sismiche ed ambientali delle operazione industriali di reiniezione di fluidi e fornire un contributo per una migliore gestione delle operazioni industriali in aree caratterizzate da un’elevata pericolosità sismica ed ambientale.

Le attività di ricerca sono rivolte all’individuazione di nuovi scenari tecnologici di tipo idrogeofisico capaci di fornire informazioni sulla circolazione dei fluidi circolanti nel sottosuolo. Lo scopo quello di approfondire tali implicazioni, focalizzando l’attenzione sul fenomeno della sismicità indotta, ovvero quell’insieme di terremoti la cui nucleazione è causata e/o favorita dall’attività antropica. La maggior parte dei sismi indotti sono classificabili come microsismi (con magnitudo M ≤2); tuttavia, esiste la possibilità di innescare terremoti molto energetici, che possono essere risentiti dalla popolazione e causare danni ai beni ed alle strutture vicine alle aree industriali come, ad esempio, il terremoto Mw 5.7 del 2011 di Prague in Oklahoma (USA).

Il progetto di ricerca ha pertanto, come caso studio, la micro-sismicità registrata nel campo petrolifero dell’Alta Val d’Agri, in corrispondenza del pozzo di reiniezione di acque di strato Costa Molina 2. In particolare, allo scopo di comprendere meglio le relazioni tra fluidi iniettati e sismicità indotta osservata e ottenere informazioni sulla pericolosità ambientale ad essi correlata, il progetto di ricerca è basato su un approccio multidisciplinare e prevede:

• L’utilizzo di analisi sismologiche avanzate, quali la ricostruzione dell’evoluzione spazio-temporale della sismicità indotta, attraverso la localizzazione assoluta e relativa in modelli 3D del sottosuolo degli eventi e l’analisi della sorgente sismica (magnitudo, meccanismo focale, parametri di sorgente). Ciò verrà effettuato analizzando un vasto dataset di microsismicità indotta registrato in Alta Val d’Agri sia da reti sismiche locali (installate dal CNR-IMAA nell’ambito del progetto “INSIEME” e dalla compagnia energetica Eni S.p.A.) sia dalla rete nazionale (RSN-Rete Sismica Nazionale, gestita da INGV). Tali analisi permetteranno di migliorare l’attuale conoscenza riguardo il ruolo fluidi nelle interazioni a piccola scala del complesso sistema fluido/roccia all’origine dei terremoti indotti e una migliore caratterizzazione delle zone sismogenetiche dell’area di studio.
• L’utilizzo di metodologie integrate geofisiche e geochimiche per determinare l’origine dei fluidi, la loro distribuzione nel sottosuolo e riconoscerne eventuali pattern di migrazione. Tra le indagini geofisiche, verranno applicate metodologie ad alta risoluzione in profondità (indagini magnetotelluriche e tomografie di velocità delle onde sismiche) allo scopo di ottenere modelli 2D e 3D del sottosuolo di tali parametri fisici e caratterizzare la distribuzione di fluidi a profondità crostali; inoltre, indagini geofisiche sub-superficiali, quali tomografie 2D di resistività elettrica e indagini sismiche (MASW, ESAC, rapporto H/V, array sismici) permetteranno di ottenere informazioni su eventuali effetti di sito di amplificazione delle onde sismiche. Alle indagini geofisiche verranno affiancate indagini geochimiche finalizzate alla caratterizzazione dei fluidi: analisi chimiche e isotopiche del d18O e dD permetteranno di ricostruire modelli di circolazione dei fluidi in profondità, mentre analisi composizionali dei gas nobili (He, Ne and Ar) e del carbonio, saranno utili ad identificarne l’origine ed eventuali processi di mixing.