Caratterizzazione delle anomalie termiche di Stromboli rilevate dal sensore ASTER

Stromboli è un vulcano a condotto aperto noto per la sua tipica attività stromboliana, caratterizzata da un degassamento continuo e da frequenti eventi esplosivi con emissione di scorie, bombe e ceneri. Tale attività è periodicamente interrotta da flussi lavici, esplosioni maggiori e parossismi. Con il rilevamento da satellite è possibile stimare la radiazione emessa dall'attività vulcanica, che per la gran parte si svolge all'interno della terrazza craterica, caratterizzandone i contributi termici. Abbiamo perciò utilizzato i dati dell'ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission Radiometer), un sensore multispettrale della NASA dotato di 14 bande spettrali in grado di osservare la Terra nelle regioni che vanno dal visibile all'infrarosso termico (0,52 ¿ 11,65 µm). Servendoci di 18 immagini ASTER L1A, acquisite nel periodo che va dal 1° Gennaio 2006 al 31 Dicembre 2008, abbiamo analizzato l'energia termica rilasciata dal vulcano di Stromboli nelle bande dell'infrarosso termico. Per fare ciò sono stati formulati una serie di algoritmi in ambiente MATLAB® che ci hanno permesso di individuare i pixels in anomalia termica e di generare le loro firme spettrali. L'analisi delle firme spettrali della componente in anomalia termica del segnale ASTER ci ha consentito di appurare che, tramite i valori di pendenza, possiamo comprendere meglio il comportamento termico della terrazza craterica. Perciò ipotizzando l'esistenza di tre componenti termiche all'interno di quest'area (bocche eruttive, scorie e calore diffuso) ne abbiamo simulato il comportamento all'interno di un pixel ASTER scoprendo come la radianza sia più influenzata dall'area occupata dalla componente termica in anomalia che dalla sua temperatura. Sulla base di ciò si è effettuato una classificazione tra dati simulati e dati misurati per verificare a quali componenti termiche appartengano i pixels ASTER. Da questa è emerso che il sensore ASTER nell'infrarosso termico risulta più idoneo all'osservazione di fenomeni vulcanici a bassa temperatura, come le scorie e l'attività idrotermale, che a quella di anomalie di alta temperatura come le bocche eruttive. L'analisi dell'attenuazione a 8,65 µm visibile nelle firme spettrali ASTER, imputabile alla presenza dei gas vulcanici nella terrazza craterica, ha dimostrato che l'ASTER è probabilmente in grado di rilevare la parte iniziale di del plume di SO2 emesso da Stromboli. Infine, si sono confrontati i valori di pendenza delle firme spettrali ASTER con i dati temporali e volumetrici stimati dalla telecamera termica FLIR. Emerge che l'ASTER registra un attenuazione nella banda a 8,3 µm che diminuisce nel tempo fino a scomparire, che risulta essere dovuta alla presenza di vapore acqueo nel plume emesso dall'esplosione. Abbiamo poi rilevato un'ottima correlazione fra la pendenza ΔRAD10 - ΔRAD14 e il volume giornaliero di plume registrato dalla FLIR. Ciò conferma che questa pendenza è buon indicatore dell'intensità dell'attività stromboliana, poiché è sensibile all'accumulo giornaliero di scorie nella terrazza craterica. Si è proposta una formula per la stima del volume giornaliero di plume quantificando questo parametro, anche in assenza di dati termici di terreno, e ponendo questi valori in una time series che copre tutto il periodo indagato. I risultati ottenuti dimostrano come l'analisi dell'immagini ASTER possano fornire contributi importanti alla sorveglianza periodica dei vulcani, anche se posti in aree remote del pianeta.