FAST EVOLUTION OF A SUBMARINE VOLCANIC FLANK EXPERIENCING 

A LARGE-SCALE LANDSLIDE: THE CASE OF STROMBOLI, AEOLIAN ISLANDS

Bosman A.

1

, Chiocci F.L.

1

, Romagnoli C.

2*

, Tommasi P.

3

1

Dip. di Scienze della Terra, Università “La Sapienza”, Roma

2

Dip. di Scienze della Terra e Geologico-Ambientali, Università di Bologna

3

Ist. Geologia ambientale e Geo-Ingegneria, CNR, Roma

Abstract

Repeated marine surveys were carried out offshore the Sciara del Fuoco slope (NW Stromboli) where, on December 2002, a large-scale

landslide caused a tsunami. A detailed pre-landslide bathymetry allowed the early definition of the volumes involved in the submarine

landslide and the recognition of features which possibly in?uenced the ?ank instability. Surveys also evidenced the fast evolution of the

landslide scar, characterized by a gradual filling and by the progressive morphological re-adjustment of the ?ank. It follows that, on

volcanic ?anks, features related to instability phenomena have scarce possibility to survive the rapid evolutionary process starting after the

failure event.

Keywords: submarine slope instability, Stromboli, multibeam bathymetry, morpho-sedimentary evolution.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

10

On December 30, 2002 a major instability event occurred on the

Sciara del Fuoco slope, on the western ?ank of Stromboli Island.

Sciara del Fuoco is the most striking feature of Stromboli and repre-

sents the subaerial part of a partially filled sector-collapse scar that

formed in the last of a series of major lateral collapses affecting the

NW ?ank of the island in the last 13 ka (1). This sector of the volcanic

cone has been the site of persistent volcanism during the last thousand

years and acts as a channelway to the sea for most of the eruptive

products and for loose materials (lava blocks and pyroclasts), moving

gravitationally down the steep slope (up to 38°) of Sciara del Fuoco.

Since the Sciara collapse scar extends offshore down to 700 m of

depth, the slide debris reaching the sea is convoyed towards deeper

waters (2).

The instability phenomena which affected on 30/12/2002 the

northeastern portion of Sciara was preceded since 28/12/02 by a lava

?ow emission along the northern side of the Sciara scar. During the

succession of instability events, a tsunami wave was generated and

propagated around the whole island and in the surrounding sectors of

the Aeolian archipelago, being felt as far as the Sicily coast.

Few days after the event, a multibeam survey was carried out in

front of the Sciara del Fuoco slope. A detailed bathymetry down to a

depth of 1000 m, collected ten months before in the framework of the

Italian National Group for Volcanology research activities, enabled to

compare the pre- and post-event settings and to point out that the

submarine failure was wider than the subaerial one, and that it

reasonably generated the tsunami wave (3; Fig. 1). In the coastal area

and down to a depth of –350 m, the slide scar shows has a sub-circular

composite shape, with a maximum depth up to 45 m with respect to

the pre-landslide seabottom morphology. At greater depths, different

elongated erosional lineaments have been followed down to over -

1600 m of depth. The scar morphologies have been partly related to

features observed before the landslide, which may have played a role

in the landslide development. The total volume of rocks involved has

been estimated to 28.5 millions of m

3

, of which only about 8 millions

are from the subaerial ?ank (4), while the other 20.5 for the submarine

landslide represent a conservative estimate, limited to the first 1000 m

of depth only. The bathymetric surveys also indicate that the

submarine failure was followed by complete liquefaction of the

deposits, which cancelled almost all landslide features.

The repetition of marine surveys (including multibeam, side scan

sonar and seismic profiling, sea-bottom sampling), carried out in the

framework of the Department for the Civil Defence activities, allowed

to monitor the landslide scar and to follow its morpho-sedimentary

evolution with time (5). The submarine morphology evolved rapidly

after the event: immediately after the submarine failure, lava ?ows

reached the sea and built a small lava-breccia delta at the shoreline,

producing steam columns and minor phreatomagmatic blasts. Almost

continuous detritic input, derived from the subaerial slope,

contributed to the gradual infilling of the scar, which is still going on,

accompanied by depocentres migration, although at gradually lower

rates. The huge production of volcanogenic sediments on the Sciara,

in fact, rapidly obliterated the original landslide morphologies, thus

suggesting that similar events, occurred in the past, are likely to have

been hidden by the fast morphological re-adjustment of the volcanic

?ank. These elements demonstrate that a complex inner structure

should characterize the volcanoclastic depositional system, which is

the result of frequent flank instability and subsequent slope

rebuilding. The reconstruction of the ?ank evolution is further

complicated by the coarse and loosened nature of the proximal facies,

which prevents sampling and investigation of the internal structure of

the deposit through seismic characterization.

Fig. 1. Shaded relief image of the northeastern submarine Sciara exten-

sion with pre- (in white) and post-landslide (in black) contours. Dashed

lines indicate the limits of the slided area.

References

1-Tibaldi A., 2001. Multiple sector collapses at Stromboli volcano, Italy:

how they work. Bull. Volcanol., 63, 112-125.

2-Kokelaar P.and Romagnoli C., 1995. Sector collapse, sedimentation

and clast-population evolution at an active island-arc volcano: Stromboli,

Italy. Bull. Volcanol., 57, 240-262.

3-Chiocci F.L., Bosman A., Romagnoli C., Tommasi P., De Alteris G.,

2003. The December 2002 Sciara del Fuoco (Stromboli Island) submarine

landslide: a first characterization. XXVIII General Assembly of the

European Geophysical Society, Nizza, April 7-11, 2003.

4-Marsella M. et al., 2003, pers.comm.

5-Bosman A., Chiocci F.L., Romagnoli C., Tommasi P., Abballe P.,

Bellino M., De Alteris G., d’Isanto C., Macelloni L., Tonielli R., 2003.

Evoluzione morfologica e deposizionale del settore sommerso antistante

la Sciara del Fuoco a partire dall’evento di maremoto del 30/12/2002:

implicazioni per la comprensione dei fenomeni di instabilità gravitativa.

Annual Assembly of the National Group for Volcanology, Roma, June 9-

11, 2003.