Con il sensore atomico si potranno misurare con alta precisione le variazioni di gravità indotte dalla risalita del magma
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É stata completata, all’interno dell’Osservatorio Vulcanologico di Pizzi Deneri, a quota 2800 metri nel versante Nord dell’Etna, l’installazione del gravimetro AQG (Absolute Quantum Gravimeter). L’installazione, coordinata da Daniele Carbone e Filippo Greco, ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), è stata realizzata da un team specializzato dell’INGV e della Muquans nell’ambito del progetto europeo NEWTON-g (NEW TOols for terraiN Gravimetry). “L’applicazione della gravimetria sui vulcani permette di stimare le variazioni di massa che possono avvenire, per esempio, durante la risalita del magma verso la superficie”, afferma Daniele Carbone. “Il gravimetro AQG, prodotto da Muquans, partner del progetto NEWTON-g, è il primo gravimetro quantico ad essere installato su un vulcano attivo e ci permette di stimare, con estrema precisione, il valore assoluto dell’accelerazione di gravità, cioè l’accelerazione che un corpo subisce quando è in caduta libera. La performance dell’AQG durante i primi giorni di acquisizione in continuo”, prosegue il ricercatore, “è stata migliore delle aspettative, nonostante l’alto livello di tremore vulcanico che caratterizza il sito di installazione. Sulla base dei primi dati acquisiti ci aspettiamo la possibilità di rilevare variazioni di gravità con ampiezze dell’ordine di qualche microgal che si sviluppano su scale temporali comprese tra qualche ora e diversi mesi/anni”.

Foto 1 – Una delle cupole dell’Osservatorio Vulcanologico di Pizzi Deneri. Sullo sfondo, i crateri sommitali dell’Etna.
Photo 1 – One of the domes of the Pizzi Deneri Volcanological Observatory. In the background, the summit craters of Etna.

Alfio Messina e Danilo Contrafatto, tecnici dell’INGV, aggiungono “per fornire l’alimentazione necessaria al funzionamento in continuo dello strumento, dato che l’Osservatorio di Pizzi Deneri non è connesso alla rete elettrica, è stato messo a punto un sistema basato su pannelli solari e un generatore diesel che sfrutta un sofisticato modulo di controllo per la gestione delle fonti di energia e del sistema di accumulo. L’Etna”, conclude Carbone, “si conferma, per la seconda volta, un ‘laboratorio’ di sperimentazioni pionieristiche in ambito gravimetrico, dopo l’installazione di tre gravimetri di altissima precisione avvenuta tra il 2014 e il 2016”.
I dati prodotti dai gravimetri in acquisizione continua permettono di integrare e completare l’informazione fornita dalla rete multiparametrica permanente dell’Etna, che viene utilizzata, soprattutto, per la valutazione rapida dei cambiamenti nello stato di attività del vulcano.

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Foto 2 – Alcuni membri del team INGV – Muquans e, in primo piano, il gravimetro AQG. Sullo sfondo, i crateri sommitali dell’Etna, come appaiono dal piazzale antistante l’Osservatorio di Pizzi Deneri.
Photo 2 – Some members of the INGV – Muquans team and, in the foreground, the AQG gravimeter. In the background, the summit craters of Etna, as they appear from the forecourt in front of the Pizzi Deneri Observatory

INGV. An atomic gravimeter installed on Etna: the first time on an active volcano

With the atomic sensor it will be possible to measure with high precision the gravity changes induced by the ascent of the magma

The installation of the AQG (Absolute Quantum Gravimeter) was completed at the Pizzi Deneri Volcanological Observatory, located at an elevation of 2800 meters on the north flank of Etna. The installation, coordinated by Daniele Carbone and Filippo Greco, researchers of the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV), was carried out by a specialized team of INGV and Muquans, in the framework of the European project NEWTON-g (NEW TOols for terraiN Gravimetry).
“Volcano gravimetry allows us to evaluate the mass changes that can develop, for example, during the ascent of magma towards the surface”, says Daniele Carbone. “The AQG gravimeter, produced by Muquans, a SME partner of the NEWTON-g project, is the first quantum gravimeter to be installed on an active volcano and allows us to precisely estimate the absolute value of the gravity acceleration, i.e. the acceleration that a body undergoes when it free falls. The performance of the AQG during the first days of continuous acquisition“, continues the researcher, “has been better than expected, despite the high level of volcanic tremor that characterizes the installation site. On the grounds of the data acquired up to now, we envisage the possibility of detecting gravity changes with amplitudes of the order of some microgal that develop over time scales ranging from a few hours to several months or years”.
“To supply the power necessary for the continuous operation of the instrument”, add Alfio Messina and Danilo Contrafatto, technicians of INGV, “since mains electricity is not available at the Pizzi Deneri Observatory, a system based on solar panels and a diesel generator has been developed. This system uses a sophisticated control module for managing the energy sources and the storage system. For the second time”, concludes Carbone, “a pioneering application of gravimetry occurs at Ena, after the installation of three high-precision gravimeters (superconducting devices), performed between 2014 and 2016”.
The data produced by the gravimeters in continuous acquisition allow to integrate and complete the information provided by the permanent multiparametric network of Etna, which is mainly used for the real-time evaluation of changes in the state of activity of the volcano.

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