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Rend. Online Soc. Geol. It., Vol. 17 (2011) - (DOI 10.3301/ROL.2011.28)

Potential tsunami reconstruction from submarine landslide in Bay of Naples, Southern Tyrrhenian sea

V. Di Fiore   (*), G. Aiello   (*) & B. D’Argenio  (*)

 

(*) Istituto per l’Ambiente Marino Costiero (IAMC), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Calata Porta di Massa, Porto di Napoli – 80133 Napoli.

vincenzo.di fiore@cnr.it; gemma.aiello@iamc.cnr.it; b.dargenio@iamc.cnr.it


Abstract  

A mathematical model for tsunami waves and run-up generating by submarine landslides in the canyons of the Bay of Naples (Magnaghi-Dohrn canyon system) is here discussed. The morpho-bathymetry and submarine gravity instability of the Naples canyons has been studied through the interpretation of a high resolution DEM. The Dohrn and Magnaghi canyons are controlled by the interaction between volcanic
activity (Phlegrean Fields and Ischia and Procida volcanic complexes) and sedimentary processes related to Sarno-Sebeto rivers. The abrupt termination of the Ammontatura channel (prolonging of the Dohrn western branch on the Naples outer shelf) against the Nisida volcanic bank was older or contemporaneous with the eruption of the Neapolitain Yellow Tuff (NYT). This suggests that the Dohrn canyon system is older than the NYT, which forms the main basis of the Naples town. This implies that most part of the canyon system activity is older than 11-12 ky B.P., age of the NYT. Despite the canyon system is actually inactive, the main submarine instabilities have been identified and mapped around the Dohrn western branch, from the head to the middle of the branch, on the continental slope southwards of the Magnaghi canyon and on the north-western slope of the Banco di Fuori carbonatic high. The results of a simulation of failures in the above source areas show that the amplitude of wave run-up, expressed in terms of the sea floor depth percentage, may range up to 2.5 % of the water depth.
 


KEY WORDS: submarine slides, tsunami, Naples Bay.


Riassunto 

Ricostruzione del potenziale di tsunami di una frana sottomarina nel Golfo di Napoli, Tirreno meridionale 

Viene discusso un modello matematico di previsione dello tsunami generato da frane sottomarine del Golfo di Napoli (sistema dei canyons Dohrn e Magnaghi). La morfo-batimetria e le instabilità gravitative sottomarine dei canyon di Napoli sono state studiate attraverso l’interpretazione geologica di un Modello Digitale del Terreno (DEM) di alta risoluzione. I canyon Dohrn e Magnaghi sono controllati dalle interazioni tra l’attività vulcanica (complessi vulcanici dei Campi Flegrei e delle isole di Ischia e Procida) con i processi sedimentari collegati ai fi umi Sarno-Sebeto. La brusca terminazione del canale dell’Ammontatura (il prolungamento del braccio occidentale del canyon Dohrn nella piattaforma esterna di Napoli) contro il banco vulcanico di Nisida, la crescita del quale è precedente o contemporanea all’eruzione del Tufo Giallo Napoletano suggerisce che il sistema del canyon Dohrn è più antico del Tufo Giallo Napoletano, sul quale poggia la città di Napoli. Questo implica che la maggior parte dell’attività del canyon è precedente a 11-12 ky B.P., età dei depositi del Tufo Giallo Napoletano. Nonostante il sistema dei canyon sia attualmente inattivo, le principali instabilità sottomarine sono state identificate e cartografate intorno al braccio occidentale del canyon Dohrn, dalla testata alla metà del braccio, sulla scarpata continentale a sud del canyon Magnaghi e sulla scarpata nord-occidentale dell’alto carbonatico del Banco di Fuori. I risultati della simulazione numerica di frane sottomarine in queste aree sorgente hanno dimostrato che l’altezza dell’onda di tsunami, espressa in termini di percentuale dal fondo marino, può arrivare fino al 2.5% della profondità d’acqua al fondo mare. 


TERMINI CHIAVE: frane sottomarine, tsunami, Golfo di Napoli.

La successione sedimentaria miocenica affi orante nel settore
Nord-Orientale della Stretta di Catanzaro è costituita da depositi
terrigeni, evaporitici e carbonatici depositatesi all’interno di un
bacino sedimentario controllato da un complesso sistema di faglie
trascorrenti orientate NW-SE.
La sedimentazione ha inizio tra il Serravalliano e il Tortoniano
con i depositi di ambiente alluvionale-torrentizio del Conglomerato
del Corace seguite dalle arenarie e calcareniti di Tiriolo di ambiente
costiero che evolvono a facies schiettamente marine costituite dalle
argille marnose di Gagliano caratterizzate nella porzione superiore
da peliti euxiniche e diatomiti che segnano l’inizio della Crisi di
Salinità del Messiniano (CSM). In questa fase si depositano in
tutto il Mediterraneo, lungo i margini del bacino, facies selenitiche
e calcari micritici (Lower Evaporites). Nell’area di studio affi orano
esclusivamente le facies micritiche CdB-1 di probabile origine
batterica correlabili al CdB type 2 di MANZI et alii (2010) ed alle
facies di origine batterica di GUIDO et alii (2007), sviluppatesi durante
la prima fase della CSM tra 5,96 e 5,6 Ma. La fase successiva è
caratterizzata da una fase tettonica intra-messiniana e da un rapido
abbassamento del livello marino con lo sviluppo di un corpo caotico
costituito da slumps, blocchi di seleniti (sub-unità 1 del conglomerato
del Riato) e brecce carbonatiche (CdB-2) che evolvono verso l’alto con
trend fi ning e thinning-upward ad associazioni di facies con canali e
barre, con una drastica diminuzione dell’alimentazione intrabacinale
evaporitica e carbonatica a vantaggio di quella proveniente dalle unità
metamorfi che e plutoniche dell’Arco Calabro Peloritano.
La fase fi nale della CSM è registrata dallo sviluppo di un sistema
deposizionale fl uvio-deltizio che passa verso le aree bacinali a depositi
pelitici-sabbiosi, contenenti biofacies ad ostracodi (Lago Mare), e a
corpi selenitici in facies banded e massive di secondo ciclo.
La successione sedimentaria del settore NO della Stretta di
Catanzaro defi nisce un’architettura deposizionale riscontrabile nel
modello evolutivo proposto da ROVERI et alii (2008), caratterizzata da
corpi caotici (sub-unità 1 e 2 del conglomerato di Riato e CdB-2),
derivanti dalla cannibalizzazione dei depositi evaporitici e dei calcari
primari, e che registrano un graduale ritorno ad un’alimentazione
extra-bacinale derivante dall’erosione delle unità sedimentarie
serravallinae-tortoniane e metamorfi che-plutoniche dell’unità della
Sila.

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