Ricerca | Geofisica

Dallo spazio circumterrestre all’atmosfera, all’idrosfera e all’interno della Terra, passando per la sua superficie. Di questo si occupa la Fisica Terrestre, nota anche come Geofisica. Si tratta di una scienza molto complessa, che studia condizioni e fenomeni (sia naturali che antropogenici) spesso non riproducibili in laboratorio.

La comunità di geofisica del Dipartimento di Fisica UNISA è impegnata in molteplici ricerche, sia teorico-numeriche che sperimentali, nell’ambito di svariate collaborazioni e numerosi progetti nazionali e internazionali.

Linee di ricerca:

• Modellazione fisico-matematica della deformazione della superficie terrestre. Lo studio della deformazione superficiale è un potente strumento per indagare il comportamento della Terra a varie scale spaziali e temporali, dal nucleo alla crosta, dai processi tettonici lenti ai fenomeni sismici, vulcanici e idrologici. La modellazione fisico-matematica delle sorgenti della deformazione e della dinamica dei processi deformativi viene effettuata con metodi sia analitici che numerici. Questi studi sono sempre più rilevanti anche per individuare eventuali precursori di disastri geologici (terremoti, eruzioni vulcaniche, frane). Responsabile: prof.ssa Antonella Amoruso, E-mail: aamoruso@unisa.it

• Fenomenologia deformativa del ciclo sismico. Il processo sismico non è limitato all’evento tellurico, ma comprende le fasi pre-sismiche, co-sismiche, post-sismiche e inter-sismiche, complessivamente note come ciclo sismico. Tutte le fasi del ciclo sismico producono deformazioni, più o meno lente; le loro caratteristiche sono diagnostiche dell’evoluzione nello spazio e nel tempo di larghe porzioni di crosta o dell’intorno di un’area colpita da un evento sismico e coinvolgono lo stato di sforzo e le proprietà fisiche del complesso mezzo che è il sottosuolo terrestre. Responsabile: prof. Luca Crescentini, E-mail: lcrescen@unisa.it

• Studio dei terremoti. Le moderne infrastrutture di monitoraggio, la quantità e la qualità dei dati multiparametrici oggi disponibili, insieme allo sviluppo di metodi di apprendimento, consentono di affrontare con nuovi e potenti strumenti la sfida scientifica di comprendere i meccanismi di generazione del terremoto. Una delle sfide principali consiste nell'osservare e modellare i processi fisici che hanno luogo nel periodo che precede l'inizio della rottura del terremoto. Questo tema di ricerca si inserisce nella strategia più generale per la riduzione del rischio sismico. Responsabile: dott.ssa Ortensia Amoroso, E-mail: oamoroso@unisa.it

• Imaging sismico in aree tettoniche e di sfruttamento di georisorse. La diffusione dei metodi di estrazione e sfruttamento delle georisorse ha reso la sismicità indotta un argomento di interesse generale. Le condizioni fisiche della porzione di crosta interessata dalle operazioni industriali influenzano fortemente il processo di fratturazione. Si pensi per esempio all’azione dei fluidi coinvolti nelle operazioni di estrazioni di energia geotermica. In maniera del tutto analoga nelle aree tettoniche attive si parla di innesco dei terremoti dovuti alla presenza dei fluidi. L’imaging svolge un ruolo primario sia per delineare le geometrie delle faglie attive sia per la stima delle proprietà meccaniche del mezzo di propagazione. Responsabili: prof. Paolo Capuano, E-mail: pcapuano@unisa.it; dott.ssa Ortensia Amoroso, E-mail: oamoroso@unisa.it

• Fenomenologia deformativa in ambiente vulcanico. L’attività vulcanica comprende varie fasi non sempre culminanti in un’eruzione. Lo studio della deformazione del suolo permette di risalire al movimento sotterraneo del magma e/o di fluidi magmatici, alla loro interazione con l’acqua presente nel sottosuolo, ai relativi processi di riscaldamento/raffreddamento della roccia, a possibili interazioni tra vulcani limitrofi e tra vulcani e sismicità. Responsabile: prof.ssa Antonella Amoruso, E-mail: aamoruso@unisa.it

• Evoluzione della deformazione della superficie terrestre da dati satellitari SAR. I dati satellitari SAR (Radar ad Apertura Sintetica) sono ottenuti registrando la retrodiffusione dalla superficie terrestre delle microonde generate da un sensore attivo. Confrontando le registrazioni effettuate durante coppie di passaggi del satellite si producono interferogrammi da cui è possibile risalire alla deformazione superficiale. La generazione delle relative serie temporali è di particolare importanza per lo studio di svariati processi geofisici, tra cui il ciclo sismico, il movimento di magmi in zone vulcaniche, la subsidenza associata a estrazione di fluidi dal sottosuolo, lo scorrimento dei ghiacciai. Responsabile: prof.ssa Antonella Amoruso, E-mail: aamoruso@unisa.it

• Analisi Multi-Rischio. Le georisorse sono ampiamente sfruttate nella nostra società, con enormi benefici sia per l'economia che per le comunità. Tuttavia, con i benefici arrivano rischi e impatti. Una prospettiva multi-rischio consente di identificare, in modo efficiente e accurato, le fonti di rischio, di strutturare possibili scenari di interazione e di valutare quantitativamente la loro probabilità di accadimento e i possibili impatti. L’approccio multi-rischio definisce in modo semplice e completo l'impronta ambientale delle tecnologie, nell’ambito di uno sviluppo sostenibile. Responsabile: prof. Paolo Capuano, E-mail: pcapuano@unisa.it

• Science Communication. Oggi più che mai è necessario studiare e migliorare le tecniche di divulgazione scientifica, sia facendo rivalutare agli studenti il significato e la rilevanza della scienza (Science Capital Teaching Approach) sia approfondendo le tecniche di valutazione delle attività di divulgazione e comunicazione con un approccio scientifico (Evidence Based Science Communication). Responsabili: prof. Paolo Capuano, E-mail: pcapuano@unisa.it; dott.ssa Ortensia Amoroso, E-mail: oamoroso@unisa.it

• Studio delle interazioni tra il particolato atmosferico (aerosol) e le nubi. L’impatto sul clima delle emissioni naturali e antropiche in atmosfera è caratterizzata da incertezze significative legate alla complessità' degli aerosol e ai loro effetti sulla formazione e tempo di vita di nubi e sullo sviluppo delle precipitazioni. Le osservazioni di telerilevamento da terra e da satellite permettono la classificazione del tipo e delle dimensioni degli aerosol e, mediante la stima delle loro proprietà ottiche e microfisica, di studiare il loro effetto sulla formazione delle nubi. Questo effetto climatico, chiamato effetto indiretto dell'aerosol, rappresenta uno dei fattori di massima incertezza nei modelli climatici globali.

  Responsabile: prof. Fabio Madonna E-mail: fmadonna@unisa.it

• Amplificazione dei cambiamenti climatici ed eventi estremi. Comprendere e quantificare gli effetti di eventi climatici estremi e l’amplificazione dei cambiamenti climatici nelle aree più vulnerabili del pianeta è un elemento chiave per migliorare le previsioni dei modelli climatici e attuare efficaci strategie di adattamento e mitigazione per contenere i danni ambientali ed economici. E’ pertanto indispensabile sviluppare metodologie innovative per valutare questi fenomeni, attraverso metodi fisico-statistici, e integrando più fonti di dati, privilegiando quelle considerate di riferimento e fornite con una stima completa delle incertezze.

  Responsabile: prof. Fabio Madonna E-mail: fmadonna@unisa.it