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Il vulcano più piccolo d'Italia |
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Luogo
Ci troviamo in località Inferno e qui non poteva che trovarsi il fuoco, quello del vulcano più piccolo d'Italia, menzionato già nel 1588. Uno spettacolo particolare e interessante, ma il segreto è presto svelato: emanazioni di idrocarburi gassosi che a contatto con l'ossigeno dell'aria rimangono costantemente accese. Questo fenomeno è detto "fontane ardenti".
Introduzione
Gli idrocarburi sono ospitati in formazioni geologiche sotterranee e possono migrare lentamente sotto l'azione del carico litostatico e dell'attività tettonica. Le emissioni di idrocarburi spontanee possono essere rilevate sulla superficie della terra. Da sempre hanno attirato l'attenzione dell'uomo, diventando oggetto di culti religiosi o utilizzati per le loro proprietà mediche. La letteratura scientifica ha da poco rinnovato la sua attenzione ai database di gas o di emissioni naturali di petrolio. Le fuoriuscite di idrocarburi hanno guidato le esplorazioni permettendo la scoperta di importanti giacimenti di gas e petrolio. La maggior parte degli accumuli di idrocarburi si trovano nelle zone pedemontane e nelle zone antistanti queste ultime, mentre sono meno frequenti nelle catene montuose a causa di attività tettonica o di aree di flusso di calore estremo. Nelle avanfosse le sequenze sedimentarie di nuova formazione sono sottoposte a forte subsidenza e compattazione. In questo tipo di ambiente l'abbondante materia organica e la sua alterazione chimica produce idrocarburi che tendono ad essere spinti verso la superficie, principalmente lungo sistemi di faglie. In Italia i principali accumuli di gas sono posti lungo una fascia parallela alla catena appenninica. La presenza di idrocarburi è rappresentata da fuoriuscita di gas e petrolio e vulcani di fango.
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A) Sezione stratigrafica semplificata che mostra un profilo medio delle relazioni esistenti tra litologia, tettonica, petrolio e tipi di metano nell'Appennino settentrionale e corrispondente avanfossa.
B) Schema di assetto strutturale della catena appenninica settentrionale |
Roccia madre
Il termine roccia madre è applicato in geologia (in particolare, nella geologia degli idrocarburi), alle rocce e ai sedimenti che costituiscono l'origine degli idrocarburi (solidi e liquidi). Si tratta di rocce caratterizzate da abbondanza di materia organica, derivata dall'accumulo di resti di organismi viventi in condizioni di scarsa ossigenazione. In queste condizioni, la materia organica non viene ossidata e può essere seppellita con il graduale accumulo dei sedimenti, dando origine ad una massa amorfa definita cherogene. Con l'aumento della sepoltura da sedimenti successivi e dell’aumento della temperatura, si rompomo (cracking) i legami molecolari del cherogene all'interno della roccia. Questo processo trasforma il cherogene in composti più semplici: gli idrocarburi.
La roccia madre viene classificata secondo il tipo di cherogene che contiene, il quale a sua volta regola il tipo di idrocarburi che verranno generati.
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Tipo 1: sono formate dai resti di alghe depositatisi in condizioni anossiche in laghi profondi, tendono a generare greggi cerosi.
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Tipo 2: sono formate da plancton e resti batterici conservati in condizioni anossiche in ambienti marini, producono petrolio e gas.
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Tipo 3: sono formate da materiale vegetale terrestre che è stato decomposto da batteri e funghi in condizioni anossiche o sub-anossiche, tendono a generare gas per lo più con olii leggeri associati.
In Italia la maggior parte dei gas naturali si sono generati nel Plio-Pleistocene attraverso la fermentazione batterica e/o reazioni termochimiche a bassa temperatura in sedimenti immaturi dell’avanfossa appenninica. Il gas così formato è costituito in larga percentuale da metano. La sua generazione e l'accumulo è essenzialmente favorita da alti tassi di sedimentazione, dal deposito di sabbie e scisti alternativamente e dalla tettonica sinsedimentaria. La rapida sepoltura e sedimentazione associati a precoci tettoniche compressive rappresentatano le condizioni ideali per la formazione e l'accumulo di gas biogenico. La peculiarità dell’avanfossa appenninica è l'alta percentuale di gas biogenico che è gran parte del totale di idrocarburi scoperti nell'ultimo mezzo secolo in Italia. Evidenze geochimiche e geologiche indicano che la migrazione e l'accumulo di idrocarburi gassosi hanno avuto luogo principalmente durante il Plio-Pleistocene. In particolare, la migrazione è ancora attiva nei giacimenti di gas nell’avanfossa dell’Appennino settentrionale, a causa della presenza di sottili strati impenetrabili. In questa zona, infatti, una sorta di stato stazionario d'equilibrio è stato raggiunto dalle perdite attraverso la diffusione e la continua fornitura di gas naturali appena generati.
Combustione del metano
Durante la combustione di una molecola di metano si forma una molecola di CO2 (anidride carbonica), due molecole di H2O (acqua) e si libera una quantità di calore:
CH4+ 2O2→ CO2+ 2H2O
Il calore di combustione della reazione è negativo (essendo la reazione di combustione una reazione esotermica) ed il calore di reazione è pari a -891 kJ/mol. Dalla combustione di un normale metro cubo di metano si ottengono circa 39,79 MJ (9503,86 kcal).
LOG:
Prima di registrare il ritrovamento rispondete alle seguenti domande inviandomi un messaggio tramite il mio profilo. I log senza permesso verranno cancellati.
Domande:
- Secondo te, nonostante il nome di questo luogo, ci troviamo davanti ad un vero vulcano? Argomenta la tua risposta.
- Da quale tipo di roccia madre è stato generato questo metano
- Osserva la fiamma per un tempo sufficiente.
- Noti cambiamenti sostanziali nella colorazione e nell’altezza della fiamma?
- Altezza media della fiamma, fai una stima.
- In base alle due risposte precedenti fai una valutazione sulla composizione ed il flusso di gas che fuoriesce (es: la composizione del gas varia, il flusso di gas è costante, ecc.).
- Pensi sia possibile sfruttare questa risorsa? In che modo?
- Carica una foto di te e del tuo GPS nei pressi del vulcano.
Fonti:
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The smallest volcano of Italy |
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About this place
This location is called Inferno (Hell) and this is the right name for the place where fire lives, the smallest volcano of Italy, mentioned already in the year 1588. A particular and interesting sight, but it’s secret is soon revealed: emissions of gaseous hydrocarbon which in contact with the oxygen in the air remain constantly alight. This phenomena is called "burning fountains".
Introduction
Hydrocarbons are hosted in underground geological formations and they can slowly migrate under the action of the lithostatic load and tectonic activity. Spontaneous hydrocarbon emissions can be detected on the earth surface and have historically drawn man’s attention, and have even been the subject of health or religious cults. The scientific literature has only recently renewed its attention to the databases of gas or oil natural emissions. Hydrocarbon seepages drove the hydrocarbon exploration strategies and allowed for the discovery of important gas and oil rock sources. Most of the hydrocarbon accumulations are found in the foreland and in foothill areas whereas they are less frequent in mountain chain areas because of tectonic activity or of high heat flow areas. In the foredeep-foreland areas, compression became dominant and newly formed sedimentary sequences were subjected to strong subsidence and compaction. In this kind of environment the abundant organic matter and its chemical alteration produced hydrocarbons that tend to be squeezed towards the surface, mostly along fault systems. In Italy, the main gas accumulations are located along a strip parallel to the Apenninic chain. Hydrocarbon occurrences are represented by gas and oil seeps and mud volcanoes.
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A) Simplified stratigraphic section showing an average outline of the relationships existing among lithology, tectonics, oil and methane types in the northern Apennine and related foredeep.
B) Outline of the structural setting of the northern Appennine Chain |
Source rock
In geology (especially in the hydrocarbon geology) the term source rock refers to rocks from which hydrocarbons have been generated or are capable of being generated. They are organic-rich sediments that may have been deposited under conditions of poor oxygenation. In these conditions, the organic matter is not oxidised and can be buried with the gradual accumulation of sediments, creating an amorphous mass defined kerogen. With increasing burial by later sediments and increase in temperature, the kerogen within the rock begins to break down (craking). This process transforms the kerogen into simpler compounds: hydrocarbons.
Source rocks are classified from the types of kerogen that they contain, which in turn governs the type of hydrocarbons that will be generated.
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Type 1: are formed from algal remains deposited under anoxic conditions in deep lakes, they tend to generate waxy crude oils.
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Type 2: are formed from marine planktonic and bacterial remains preserved under anoxic conditions in marine environments, they produce both oil and gas.
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Type 3: are formed from terrestrial plant material that has been decomposed by bacteria and fungi under oxic or sub-oxic conditions, they tend to generate mostly gas with associated light oils.
Most of the Italian natural gases have been generated through bacterial fermentation and/or low temperature thermochemical reactions in immature Plio-Pleistocene sediments of the Apennine foredeep. Bacterial gas is characterized by almost pure and isotopically light methane. Its generation and accumulation is essentially favoured by high sedimentation rates, the deposition of alternating sands and shale, and synsedimentary tectonics. The rapid burial and sedimentation associated with very early compressional tectonics represented the ideal conditions for the formation and accumulation of biogenic gases. The peculiarity of the Apennine foredeep is the high percentage of biogenic gas which is great part of the total amount of hydrocarbons discovered over the past half a century in Italy. Geochemical and geological evidences indicates that migration and accumulation of gaseous hydrocarbons took place mostly during the Plio-Pleistocene. In particular, migration is still active in the gas fields of the northern Apennine foredeep, owing to the presence of thin impervious layers. In this area, in fact, a kind of steady state equilibrium has been reached between losses through diffusion and the continuous supply of newly generated natural gases.
Methane combustion
The combustion of a methane molecule forms a molecule of CO2 (carbon dioxide), two molecules of H2O (water) and it releases a quantity of heat:
CH4+ 2O2→ CO2+ 2H2O
The combustion heat of the reaction is negative (being the combustion reaction an exothermic reaction), and the heat of the reaction is equal to -891 kJ/mol. The combustion of a normal cubic meter of methane produces about 39.79 MJ (9503.86 kcal).
TO LOG:
Before logging this cache as visited, please send me the replies to the following questions using the link in my profile. Logs without permission will be deleted.
Questions:
- In your opinion, despite the name of this place, are we in front of a real volcano? Explain your answer.
- From which type of source rock has this methane been generated?
- Observe the flame for a sufficient period of time.
- Have you noted substantial changes in the color and height of the flame?
- Average height of the flame, estimate it.
- Based on previous answers make an evaluation on the composition and the gas seepage (eg: the gas composition varies, the gas seepage is constant, etc.).
- Do you think is possible to exploit this resource? In which way?
- Upload a picture of yourself and your GPSr at the vulcano.
References:
