RICERCA ITALIANA     

Utilizzo integrato della geofisica, di tecniche spaziali, della geochimica e della petrologia per un modello geodinamico di riferimento della regione Italiana

Università degli Studi di Milano

Abstract

Il presente progetto integra metodologie geofisiche, geodetiche, petrologiche, geochimiche e tecniche spaziali, al fine di comprendere e modellare la dinamica dei processi che avvengono nel sistema litosfera-astenosfera, nel Mediterraneo centrale e nella porzione adiacente di Eurasia. Questi processi geodinamici lasciano la propria impronta caratteristica in una vasta serie di scale di tempo, da quella della tettonica attiva, confrontabile con la vita media degli esseri umani, a quella più lunga, che caratterizza la fasi principali dell'evoluzione geologica. La complessità strutturale e quella dell'evoluzione temporale della crosta terrestre e del mantello superiore della regione in esame, richiedono l'approccio multidisciplinare proposto per svelarne le caratteristiche. Verranno utilizzati dati petrologici e geochimici sulle rocce magmatiche recenti per vincolare le osservazione geofisiche, quelle di tomografia sismica e di flusso di calore, in modo da mappare la litosfera in quattro dimensioni, spazio più tempo. In particolare, si studieranno i diversi tipi di rocce ignee del Plio-Quaternario, distinti dal punto di vista geochimico, la loro distribuzione regionale, gli xenoliti di alta pressione incluse nelle rocce vulcaniche, la natura e la topografia del confine crosta-mantello e litosfera-astenosfera, la profondità e le dimensioni laterali delle sorgenti dei magmi, e le variazioni composizionali del mantello litosferico nel tempo, in modo da costruire un approcio in >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Roberto SABADINI Università degli Studi di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'obiettivo generale del presente progetto, basato su un uso sinergico di metodologie geofisiche e di tecniche spaziali integrate con quelle petrologiche e geochimiche, è quello di vincolare la struttura della Terra e di modellare i processi geodinamici che avvengono in Italia e regioni limitrofe: questi processi lasciano la propria impronta in una vasta serie di scale di tempo, da quella breve della tettonica attiva, responsabile della sismicità nella penisola, a quella più lunga, che caratterizza la fasi principali dell'evoluzione geologica. La complessità della regione in esame trova espressione nelle forti eterogeneità del sistema crosta-mantello e nella varietà di rocce magmatiche Plio-Quaternarie ed è il risultato dell' evoluzione geodinamica del Mediterraneo durante il Neogene e il Quaternario. Il mosaico dei distinti domini strutturali e composizionali del mantello terrestre, che hanno subito evoluzioni diverse dal punto di vista di modifiche strutturali e composizionali, richiede un approccio multidisciplinare per rivelare le sue caratteristiche salienti. L'implementazione di modelli geofisici diretti finalizzati alla determinazione delle geometrie delle strutture profonde ottenute dalla tomografia sismica, unite alla gravimetria, la simulazione della tettonica attiva e la comprensione dei processi geodinamici, traggono beneficio e anzi richiedono dati di tipo petrologico e geochimico. Integreremo informazioni petrologiche, geochimiche e geofisiche per vincolare la >>>

Risultati parziali attesi

UNIMI
1) Messa a punto di modelli numerici agli elementi finiti (piastre sottili), mediante l' inclusione delle faglie;
2) Implementazione di modelli di faglie dip-slip a strike-slip in algoritmi basati su soluzioni analitiche viscoelastiche ad altissima risoluzione spaziale, per il calcolo della deformazione co-sismica e post-sismica, con crosta terrestre compressibile;
3) Messa punto dell'approccio integrato dei dati e risultati delle metodologie DInSAR e GPS;
4) Monumentazione di siti e istallazione di ricevitori GPS permanenti, in collaboraziione con le unità di ricerca del Politecnico di Milano e Trieste;
5) Messa a punto delle procedure automatiche di acquisizione, controllo e immagazzinamento dati per i ricevitori GPS permanenti;
6) Contributo all'analisi continua dei ricevitori permanenti della rete CGS-ASI e dei ricevitori gestiti direttamente dalle UR dell'Università e Politecnico di Milano.
POLIMI
1) Alla fine del primo anno si sarà definita la struttura della rete di stazioni permanenti a scala nazionale e si saranno effettuate le analisi delle serie temporali relative con metodologie non-standard.
2) I dati delle campagne GPS su reti non-permanenti saranno analizzati con software scientifici e si dedurranno, per confronto con le stime degli anni precedenti, stime di velocità di deformazione delle aree sismogenetiche analizzate.
3) L'integrazione di sismica e gravità permetterà di affinare >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il progetto di ricerca proposto si basa su collaborazioni scientifiche sia a livello nazionale che internazionale. L'UR dell'Universita' di Milano ha ottenuto una serie di risultati originali, pubblicati nella letteratura internazionale, sull'importanza della stratificazione della litosfera nella deformazione post-sismica che fa seguito a grossi terremoti (progetto C.N.R. no. 96.00354.00354) (Sabadini and Vermeersen, 1997). Per stimare correttamente gli effetti della deformazione post-sismica in regioni sismogenetiche e' risultato necessario stratificare la litosfera in modo realistico; occorre tenere infatti conto delle discontinuita' nella rigidita' e densita' che troviamo alla base della crosta superiore ed inferiore. Anche la stratificazione del mantello superiore gioca un ruolo importante nella deformazione post-sismica a grande distanza dalla sorgente. Tali risultati sono rilevanti per il presente progetto, che ha come obiettivi la modellistica non solo della geodinamica dell'Adria ma anche della deformazione registrabile nelle regioni sismogenetiche dell'Umbria-Marche, della Garfagnana (Appennini settentrionale) e del Friuli (giunzione Alpi-Dinaridi). Questa nuova classe di modelli stratificati viscoelastici della Terra ha permesso di ottenere le prime stime dei tassi di velocita` di deformazione post-sismica per terremoti normali, poco profondi e di magnitudo moderata, come il terremoto del 1997 in Umbria-Marche (Riva, Aoudia, Vermeersen, Sabadini and Panza, 2000) >>>