Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • HUMAN NECESSITIES
    • SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
      • MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] Kellogg L.H. & Turcotte D.L. (1990) Mixing and the distribution of heterogeneities in a chaotically convecting mantle, J. Geophys. Res., 95, 421-32.
[2] Perugini D., Poli G. & Mazzuoli R. (2003) Chaotic Advection, Fractals and Diffusion During Mixing of Magmas: Evidence from Lava Flows, J. Volcanol. Geotherm. Res., 124, 255-279.
[3] Meibom A. & Anderson D.L. (2003) The statistical upper mantle assemblage, Earth Planet. Sci. Lett., 217, 123-139.
[4] Hofmann A.W. (1997) Mantle geochemistry: the message from oceanic volcanism, Nature 385, 219–229.
[5] Hart S.R. (1993) Equilibration During Mantle Melting: A Fractal Tree Model, Proc. Nat. Acad. Sci., 90, 11914-11918.
[6] Bateman R. (1995) The interplay between crystallization, replenishment and hybridisation in large felsic magma chambers, Earth Sci. Rev., 39, 91-106.
[7] Perugini D., Poli G., Christofides G., Eleftheriadis G., Koroneos, A. & Soldatos, T. (2004) Mantle Derived and Crustal Melts Dichotomy in Northern Greece: Spatiotemporal and Geodynamic Implications, Geol. Jour., 39, 63-80.
[8] Allègre C.J. & Turcotte D.L. (1985) Geodynamic mixing in the mesosphere boundary layer and the origin of oceanic islands, Geophys. Res. Lett., 12, 207-210.
[9] Galer S.J.C. & O’Nions R.K. (1985) Residence time of thorium, uranium and lead in the mantle with implications for mantle convection, Nature, 316, 778-782.
[10] Hart S.R., Hauri E.H., Oschmann L.A. & Whitehead J.A. (1992) Mantle plumes and entrainment: isotopic evidence, Science, 256, 517-520.
[11] Zindler A. & Hart S.R. (1986) Chemical geodynamics, Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 14, 493-571.
[12] Stein, M. & Hofmann, A.W. (1994) Mantle plumes and episodic crustal growth, Nature, 372, 63-68.
[13] Hofmann A.W. (1997) Mantle geochemistry: the message from oceanic volcanism, Nature, 385, 219-229.
[14] Van Keken P.E., Hauri E. & Ballentine C.J. (2002) Mantle mixing: the generation, preservation, and destruction of chemical heterogeneity, Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 30, 493-525.
[15] Frey F.A., Huang S., Blichert-Toft J., Regelous M. & Boyet M. (2005) Origin of depleted components in basalt related to the hawaiian hot spot: evidence from isotopic and incompatible element ratios, Geochemistry Geophysics Geosystems, 6, Q02L07, DOI:10.1029/2004GC000757.
[16] Thirlwall M.F., Gee M.A.M., Taylor R.N. & Murton B. J. (2004) Mantle components in Iceland and adjacent ridges investigated using double-spike Pb isotope ratios, Geochim. Cosmochim. Acta, 68, 361-386.
[17] Kogiso T., Hirschmann M.M. & Frost D.J. (2003) High-pressure partial melting of garnet pyroxenite: possible mafic lithologies in the source of ocean island basalts, Earth Planet. Sci. Lett., 216, 603-617.
[18] Perugini D. & Poli G. (2005) Viscous Fingering During Replenishment of Felsic Magma Chambers by Continuous Inputs of Mafic Magmas: Field Evidence and Fluid-Mechanics Experiments, Geology, 33, 5-8.
[19] Perugini D., Poli G. & Rocchi S. (2005) Development of Viscous Fingering Between Mafic and Felsic Magmas: Evidence from the Terra Nova Intrusive Complex (Antarctica), Mineral. Petrol., 83, 151-166.
[20] Perugini D. & Poli G. (2004) Analysis and Numerical Simulation of Chaotic Advection and Chemical Diffusion During Magma Mixing: Petrological Implications, Lithos, 78, 43-66.
[21] Perugini D., Busà T., Poli G. & Nazzareni S. (2003) The Role of Chaotic Dynamics and Flow Fields in the Development of Disequilibrium Textures in Volcanic Rocks, J. Petrol., 44, 733-756. [22] Perugini D., Poli G. & Valentini L. (2005) Strange Attractors in Plagioclase Oscillatory Zoning: Petrological Implications, Contrib. Mineral. Petrol., in press.
[23] De Campos C.P., Dingwell, D.B. & Fehr K.T. (2004) Decoupled convection cells from mixing experiments with alkaline melts from Phlegrean Fields, Chem. Geol., 213, 227-251.
[24] Turcotte D. L. (1992) Fractals and chaos in geology and geophysics, Cambridge University Press.
[25] Lorenz E. (1963) Deterministic non-periodic flow. J. Atmos. Sci. 20, 130-141.
[26] Mandelbrot B. B. (1982) The fractal geometry of nature. W. H. Freeman.
[27] Addison P. S. (1997) Fractals and chaos: an illustrated course, Inst. of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia.
[28] Poli G. & Perugini D. (2002) Strange Attractors in Magmas: Evidence from Lava Flows, Lithos, 65, 287-297.
[29] Perugini D., Ventura G., Petrelli M. & Poli G. (2004) Kinematic Significance of Morphological Structures Generated by Mixing of Magmas: a Case Study from Salina Island (Southern Italy), Earth Planet. Sci. Lett., 222, 1051-1066.
[30] Perugini D. & Poli G. (2000) Chaotic Dynamics and Fractals in Magmatic Interaction Processes: a Different Approach to the Interpretation of Mafic Microgranular Enclaves, Earth Planet. Sci. Lett., 175, 93-103.
[31] Perugini D. & Poli G. (2005) Viscous Fingering During Replenishment of Felsic Magma Chambers by Continuous Inputs of Mafic Magmas: Field Evidence and Fluid-Mechanics Experiments, Geology, 33, 5-8.
[32] Ottino J. M. (1989) The Kinematics of Mixing: Stretching, Chaos and Transport. Cambridge University Press, Cambridge.
[33] Ottino J.M. (1990) Mixing, chaotic advection, and turbulence, Annu. Rev. Fluid. Mech, 22, 207-253.
[34] Bresler L., Shinbrot T., Metcalfe G. & Ottino J.M. (1997) Isolated mixing regions: origin, robustness and control, Chem. E. Sci. 52, 1623-1636.
[35] Ghiorso M.S., Hirshmann M.M., Reiners P.W. & Kress III V.C. (2002) The Pmelts : a revision of melts for improved calculations of phase relations and major element partitionining related to partial melting of the mantle to 3GPa, Geochem. Geophy. Geosyst. 3(5) 10.1029/2001 gc000217.
Parole Chiave
ETEROGENEITA' DI MANTELLO; GENESI DEI MAGMI BASALTICI; MESCOLAMENTO FRA MAGMI; SCALE DI ETEROGENEITA' COMPOSIZIONALI NEI MAGMI; TEORIA DEL CAOS; GEOMETRIA FRATTALE; PETROLOGIA SPERIMENTALE; ROCCE INTRUSIVE; ROCCE EFFUSIVE

DINAMICHE CAOTICHE E GEOMETRIE FRATTALI NELLA GENESI E NEL MESCOLAMENTO DEI MAGMI

Università degli Studi di Perugia
Abstract
Le eterogeneità composizionali influenzano fortemente tutti gli stadi di vita dei sistemi magmatici dalla genesi di magmi basaltici da parte di un mantello superiore geochimicamente eterogeneo agli stadi evolutivi successivi in cui sia magmi derivati da una stessa sorgente eterogenea sia da sorgenti diverse si trovano ad interagire fra loro.
L'obiettivo principale del progetto di ricerca è quello di studiare i processi che intervengono durante la genesi e l'evoluzione per mescolamento dei magmi utilizzando un approccio multidisciplinare petrologico, geochimico, e petrologico sperimentale su rocce plutoniche e vulcaniche. Alle tecniche petrologiche classiche verranno affiancate tecniche che si basano sulla Teoria del Caos e sulla Geometria Frattale in quanto queste sono in grado di cogliere la non-linearità, la variabilità in funzione delle condizioni iniziali, e l'invarianza di scala dei processi magmatici e permettono, quindi, una conoscenza più completa dei processi petrogenetici.
In dettaglio, il progetto è mirato principalmente a:
i) capire la natura delle regioni sorgenti e le scale dimensionali della distribuzione delle eterogeneità del mantello superiore focalizzando l'attenzione su magmatismo di tipo OIB e considerando la variabilità composizionale dei magmi basaltici dalla scala degli oceani a quella di un singolo apparato vulcanico;
ii) comprendere i meccanismi che agiscono durante il mescolamento fra magmi reologicamente simili ma >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giampiero POLI Università degli Studi di PERUGIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo principale del progetto di ricerca è quello di studiare i processi che intervengono durante la genesi e l'evoluzione per mescolamento dei magmi utilizzando un approccio multidisciplinare petrologico, geochimico, e petrologico sperimentale su rocce plutoniche e vulcaniche. Alle tecniche petrologiche classiche verranno affiancate tecniche che si basano sulla Teoria del Caos e sulla Geometria Frattale in quanto queste sono in grado di cogliere la non-linearità, la variabilità in funzione delle condizioni iniziali, e l'invarianza di scala dei processi magmatici.
Il progetto è quindi focalizzato a:
- capire il tipo e le scale dell'eterogeneità composizionale nel mantello superiore studiando la variabilità geochimica di basalti tipo OIB;
- capire i processi di mescolamento che possono avvenire fra magmi basaltici durante la loro migrazione dalla regione sorgente studiando transetti composizionali su lave basaltiche;
- capire gli stadi iniziali dell'intrusione di magmi mafici all'interno di camere magmatiche felsiche e l'evoluzione nel tempo del processo di mescolamento studiando rocce plutoniche e lave anche con variabile cristallinità ed effettuando esperimenti di petrologia sperimentale.

Per quello che riguarda la genesi, l'attenzione verrà focalizzata sui processi di fusione parziale del mantello superiore attraverso lo studio di rocce basaltiche in correlazione spaziale e temporale, focalizzando l'attenzione sugli OIB, al >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Esistono numerose evidenze che i sistemi magmatici presentano eterogeneità composizionali a molte scale di osservazione e che queste giocano un ruolo molto importante nella petrogenesi delle rocce ignee [e.g. 1,2]. Le cause di queste eterogeneità possono essere dovute a vari processi che agiscono su scale spaziali e temporali diverse. Un primo processo che può influenzare fortemente il grado di eterogeneità di un sistema magmatico è la fusione parziale della roccia sorgente (e.g. il mantello superiore); tale processo può portare alla formazione di volumi di magma composizionalmente diversi in relazione al grado di fusione parziale e al grado di disomogeneità composizionale della sorgente stessa [e.g. 3,4]. I singoli volumi di magma così prodotti possono coalescere durante la loro migrazione dalla regione sorgente per dare masse magmatiche di maggiori dimensioni costituite da molti sotto sistemi con composizioni variabili, che interagiscono fra loro [e.g. 5]. Un altro processo in grado di formare masse magmatiche composizionalmente eterogenee è l'interazione fra magmi derivati dalla fusione parziale di diverse regioni sorgenti come ad esempio magmi di derivazione mantellica che interagiscono con magmi anatettici crostali [e.g. 6,7].
Recenti studi hanno suggerito che il mantello terrestre è estremamente eterogeneo da un punto di vista composizionale essendo costituito da regioni a diverso grado di fertilità che potenzialmente sono in grado di dare fusi basaltici con >>>