[Spieß] Shallow structures of the marine Campi Flegrei Caldera and the volcanoclastic and sedimentary deposits in the Bay of Naples

German Title: Shallow structures of the marine Campi Flegrei Caldera and the volcanoclastic and sedimentary deposits in the Bay of Naples

Abbreviation: 309

Current Status: completed with report


Main Applicant:Prof. Dr. Volkhard Spieß


Resources Recipient


Other Persons

Dr. Lena Steinmann


Conveyor Begin:
Conveyor End:
Conveyor Duration: 17
Year: 2015


Description

Der Campi Flegrei Volcanic District gehört zu den aktivsten vulkanischen Systemen weltweit. Die ausgeprägteste vulkanische Struktur dieser Gegend ist die halb unter Wasser liegende, quasi-zirkuläre Campi Flegrei Caldera, welche als Folge eines gewaltigen Vulkanausbruchs (der sogenannten Neapolitan Yellow Tuff (NYT) Eruption) und des darauffolgenden Kollaps vor 15000 Jahren entstanden ist. Mit der Eruption wurden mächtige Ignimbrite über eine Fläche von >1000 km² abgelagert. Der letzte Ausbruch fand nach 3500 Jahren Ruhepause im Jahre 1538 am Monte Nuovo statt. Während der letzten Dekaden zeigte die Campi Flegrei Caldera kurze Phasen der Unruhe mit beträchtlichen Bodendeformationen (Hebung/Senkung von mehreren Metern), Seismizität und erhöhten Temperaturen an den Fumarolen. Außerdem wird im zentralen Teil der Caldera eine Langzeitdeformation (>8 ka) mit Hebungsraten von mehreren zehn Metern beobachtet. Sowohl die langzeitliche Hebungsphase als auch die kurzfristigen Episoden könnten als Anzeichen für eine zukünftige Eruption interpretiert werden. Heutzutage würden bei einer solchen Eruption 1,5 Millionen Menschen vulkanischen Risiken ausgesetzt werden.Um solche Unruhemechanismen besser zu verstehen und die Gefahren für einen zukünftigen Ausbruch abzuschätzen, wurde der Campi Flegrei Volcanic District für einen amphibischen Bohransatz in den ICDP und IODP Programmen ausgewählt. Im Rahmen einer teilweise DFG finanzierten, deutsch-italienischen Expedition im Jahre 2008 wurden hochauflösende mehrkanalseismische Daten gesammelt um die Bohrvorhaben zu unterstützen. Diese Daten liefern einen Einblick in die Evolution der Campi Flegrei Caldera seit der NYT Eruption und wurden im Rahmen eines noch andauernden Projekts des ICDP Schwerpunktprogramms der DFG interpretiert. Ungeachtet der hervorragenden Datenqualität in den oberen 300 m ist die Eindrigung des Signals dieser Daten nicht ausreichend, um die benötigten Tiefen (>1000 m) der ICDP/IODP Bohrprogramme zu erreichen.Ein weiterer seismischer Survey ist im Rahmen dieses Projektantrags geplant. Diesmal soll ein niederfrequentes seismisches System eingesetzt werden um eine hohe Signaleindringung zu bis in die Zieltiefen der ICDP/IODP Bohrungen erzielen. Auf dieser Datenbasis ist eine Korrelation der kürzlich an Land abgeschlossenen ICDP Vorbohrung und der geplanten IODP Bohrstellen im Golf von Pozzuoli und der Bucht von Neapel geplant, um ein großräumiges Gesamtbild zu entwickeln. Auf lange Sicht gesehen sollen die niederfrequenten seismischen Daten genutzt werden um den Antrag der marinen Bohrkampagne zu aktualisieren. Des Weiteren stellen die tiefeindringenden seismischen Daten eine optimale Ergänzung zu den bereits existierenden hochauflösenden seismischen Daten dar. Eine gemeinsame Interpretation beider Datensätze bietet die Möglichkeit neue Einblicke in die Entwicklung der Campi Flegrei Caldera zu erhalten und würde dabei auch die Zeit vor der Neapolitan Yellow Tuff Eruption mit einschließen.

Related Publications

Violante, Crescenzo, Sacchi, Marco, Spieß, Volkhard, Steinmann, Lena (2017). "Seafloor response to large volcanic activity and geohazard implications in Naples Bay, Southern Italy" Offshore Site Investigation and Geotechnics 11 p265-275


Steinmann, Lena (2016). "Reconstruction of Volcano-tectonic Processes in Interplay with Sedimentary Deposition in the Gulf of Naples (Italy) Using a Seismoacoustic Dataset" Dissertation p150


Steinmann, Lena, Spieß, Volkhard, Sacchi, Marco (2016). "The Campi Flegrei caldera (Italy): Formation and evolution in interplay with sea-level variations since the Campanian Ignimbrite eruption at 39ka" Journal of Volcanological and Geothermal Research 327 p361-374