Mud Volcanoes: i vulcani non-vulcani che eruttano fuoco e fango

Vulcani di Fango Una possibile definizione: Formazioni coniche di dimensioni variabili (da decine di cm a decine di metri) prodotte dall’esplusione di materiale gassoso (principalmente CH4) liquido (acque saline) e solido (materiale argilloso) Hanno origine geotettonica (compressione).

Vulcani di fango in Emilia Romagna

produzione idrocarburi: profondità e temperature

Vulcani di fango in Sicilia

Vulcani di fango in Azerbaijan

“zone studio” vs. “P-T sorgente” Piana Po: bassa P, bassa T Appennino: alta P, media T (basso gradiente) Azerbaijan: alta P, media T (basso gradiente) Etna: bassa P, alta T (alto gradiente)

Origine di idrocarburi in fluidi naturali giacimenti petroliferi termogenesis >120 °C Sistemi vulcanici/geotermici materiale organico fermentazione “methyl-type” laghi <120 °C batteriogenesi sedimenti marini riduzione specie carbonatiche Idrocarburi leggeri possono essere prodotti nel corso di processi industriali da molecole inorganiche (CO, CO2). In Natura, processi biogenici e termogenici tendono a mascherare la possibile presenza di HC di origine inorganica. Alcuni esempi di HC inorganici (ipotesi) in fluidi da: dorsali oceaniche; scudo cristallino Pre-Cambriano, ed alcuni sistemi vulcanici (Socorro, Messico; Nisyros, Grecia) ed emissioni di bassa temperatura (Chimaera, Turchia).

d13C in CO2 e CH4 Processi riduttivi e ossidativi controllano le caratteristiche isotopiche di CO2 che, essendo la specie meno abbondante, mostre ampie variazioni di valori d13C Piana Po Appennino Azerbaijan Etna

Isotopi del metano e processi genetici Piana Po Appennino Azerbaijan Etna

Isotopi del metano e composizione alcani leggeri sistemi idrotermali AT batteriogenesi termogenesi ossidazione CH4 riduzione CO2 sistemi idrotermali BT Piana Po Appennino sistemi vulcanici attivi Azerbaijan Etna

Composizione idrocarburi: Serie alcani Distribuzione alcani non peculiare per gas termogenici. Gas biogenici mostrano contenuti minori di C2+, difficilmente sintetizzati dai batteri.

rapporti iso-normal serie alcani Differenza dovute a minore stabilità iso con incremento temperature

Etna Appennino + Azerbaijan Piana Po cromatogrammi aromatici (6 composti) Etna Appennino + Azerbaijan ciclici (23 composti) alcani (28 composti) Piana Po

composizione idrocarburi: le principali famiglie Le abbondanze relative delle diverse famiglie di idrocarburi distinguono le tre tipologie P-T T-high P-low: favoriti gli aromatici (poche specie) Idrotermali e vulcanici T-low P-high: favoriti i ciclici P &T low: favoriti gli alcani

Conclusioni I gas emessi dai vulcani di fango presentano caratteristiche isotopiche (CH4) e composizionali (alcani leggeri) che distiguono chiaramente processi biogenici e termogenici. La serie degli alcani non è discriminante di condizioni P-T di formazione, ma solo del processo genetico (batteriogenesi vs. termogenesi). Le abbondanze relative delle principali famiglie di idrocarburi (alcani, aromatici e ciclici) dipendono principalmente dalle condizioni P-T di formazione: Alcani, prodotti da batteriogenesi nei primi stadi di dedradazione di MO; Aromatici, prodotti da processi di reforming, via deidrociclizzazione di alcani; Ciclici, prodotti da processi di reforming incompleta, via ciclizzazione di alcani. I composti ciclici risultano abbondanti SOLO in emissioni da vulcani di fango con radice profonda

Grazie per l’attenzione !!