T1 Geodinamica e Interno della Terra

Geodinamica e Interno della Terra


 Descrizione della LdA

Obiettivo generale di questa LDA è condurre e promuovere studi mirati alla comprensione della struttura, dinamica ed evoluzione della Terra solida, nell’ampia gamma di scale spaziali (da microscopiche in laboratorio fino alla scala dell’intero pianeta) e temporali (da milioni di anni per la convezione a quasi istantanea negli studi dei terremoti) che la caratterizzano. Si ambisce all’avanzamento delle conoscenze nella comprensione dei processi geodinamici dalla crosta, al mantello, al nucleo terrestre, legando i processi fisici che operano in profondità agli osservabili che ne sono l’espressione in superficie. L’obiettivo è fortemente multidisciplinare in quanto basato sulla combinazione di geofisica, geologia, geochimica, geodesia, fisica, matematica e scienze computazionali. Gli avanzamenti nella ricerca di base in questo settore sono fondamentali per studiare e comprendere l’occorrenza dei terremoti, definire il ciclo sismico e per le implicazioni nel campo dei geo-hazards, energia, ambiente e planetologia. Gli studi sono basati sull’acquisizione, il trattamento e l’interpretazione -spesso congiunta- di dati geofisici e geologici di terreno (acquisiti anche sul fondale marino), osservazioni da satellite, ma anche su esperimenti di laboratorio sul comportamento delle rocce a elevate pressioni e temperature. I dati raccolti saranno poi usati come input e per la validazione dei modelli numerici e delle simulazioni al computer, fondamentali per la comprensione dei processi interni alla Terra. Le aree di interesse non sono ristrette solo alla penisola italiana, ma si va dall’Europa e Mediterraneo a tutto il mondo.

 Obiettivi strategici (OS)
OS.1.    Studio della struttura, cinematica e dinamica delle zone di subduzione, estensione e delle catene collisionali (qui rientra il progetto AlpArray).
OS.2.    Relazione tra deformazione profonda, superficiale e ciclo sismico in vari ambienti geodinamici.
OS.3.    Ruolo dei fluidi nell’evoluzione sismo-tettonica e magmatica nei vari ambienti geodinamici

Obiettivi annuali (OA) derivanti dalla implementazione annuale di elementi dell’OS
 
OA.1.    Studio dei processi e delle strutture  che, a diversa scala, governano la geodinamica del Mediterraneo tramite molteplici analisi (velocità e anisotropia nella propagazione delle onde sismiche, profondità e topografia delle principali discontinuità sismiche,  localizzazioni epicentrali accurate di eventi a mare, campo di stress da dati sismologici e geodetici, modelling magnetico e definizione dello stato termico e della struttura crostale).
OA.2.    Struttura superficiale e profonda della regione Alpina (analisi dati profilo CIFALPS e preparazione del progetto AlpArray).
OA.3.    Tomografia sismica, inversione di misure interferometriche di rumore sismico ed ellitticità, full-waveform inversion (Italia settentrionale, Antartide, Vrancea) e studio degli effetti della propagazione 3D sull'amplificazione del moto del suolo.
OA.4.    Struttura di densità a scala locale e regionale tramite inversione di misure del campo gravimetrico.
OA.5.    Struttura litosferica e interazioni con la criosfera: unloading, sismicità, topografia dinamica (Antartide).
OA.6.    Analisi e modellazione della deformazione attiva (Italia, penisola Balcanica, catene peri-adriatiche)
OA.7.    Relazioni tra tettonica e magmatismo in ambienti geodinamici in estensione e compressione (rift Etiopico, Golfo della California e penisola Italiana).
OA.8.    Applicazioni di tecniche per migliorare il S/N dei BBOBS per studi sismologici dell'interno della Terra, con lo studio delle sorgenti ambientali sul segnale sismico registrato.
OA.9.    Pattern di rotazione dei blocchi ed evoluzione tettonica di faglie trascorrenti maggiori e catene arcuate nelle Ande da studi paleomagnetici (Cile, Colombia).

Gruppi di Ricerca che concorrono al raggiungimento degli obiettivi

OA.1- Bologna, Catania, CNT, Pisa, Roma1, Roma2
OA.2- Bologna, CNT, Pisa, Roma1, Roma2
OA.3- Bologna, Roma1
OA.4- Bologna
OA.5- Bologna, Pisa
OA.6- Catania, CNT, Pisa, Roma1
OA.7- Pisa, Roma1, Catania
OA.8- Roma2
OA.9- Roma2

Progetti che concorrono ai vari obiettivi

- Progetto AlpArray (Vai alle pagine del progetto)
- Progetto Med-Suv
- Progetti finanziati dal PNRA
- Progetto DPC-S1
- Firb- Abruzzo
- Charming
- Osservatori multidisciplinari sottomarini EMSO e BBOBS INGV
- GEOSAB

Eventuali obiettivi futuri
Adeguamento ai più recenti sviluppi nelle metodologie di analisi e modellazione:
- utilizzo degli strumenti di calcolo avanzato per la modellazione di onde sismiche in mezzi tridimensionali realistici sia per il calcolo diretto, che per l'inversione e per la valutazione dello scuotimento di interesse ingegneristico;
- applicazione dell'analisi del rumore sismico per la determinazione della struttura terrestre e per il monitoraggio di variazioni temporali (applicabili ad aree vulcaniche, a terremoti in fase di preparazione, all'evoluzione temporale di reservoirs);
- applicazione di tecniche di inversione non lineari Monte Carlo; inversioni congiunte di osservabili diversi per superare trade-off e ottenere vincoli più robusti e realistici sulla struttura terrestre.
- studio dello scaling-up delle proprietà meccaniche delle rocce derivate da analisi di laboratorio.
Definizione policy per accesso ai dati (di tutti i tipi) dell’Ente e creazione di una (o più) banca dati fruibile da tutti i dipendenti (in accordo con l’infrastruttura dedicata Banche Dati).



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