Progetti di ricerca di Ateneo - GEO10
RESPONSABILE SCIENTIFICO: Maurizio BATTAGLIA
TITOLO: Modeling the evolution of volcanic processes in the Nevado del Ruiz volcano (Colombian Andes) by using Interferometric Synthetic Aperture Radar and continuous Global Positioning System constraints
ENTE FINANZIATORE: Sapienza – Piccoli Progetti Universitari
INIZIO PROGETTO: Giugno 2020
DATA FINE PROGETTO: Giugno 2023
RIASSUNTO:
I segnali di deformazione registrati nei vulcani sono stati a lungo utilizzati per indagare sla deformazione vulcanica. Parametri come posizione, profondità e variazione di volume possono essere dedotti dagli spostamenti del suolo misurati sulla superficie terrestre applicando tecniche di inversione. Le misurazioni della deformazione nei vulcani attivi vengono solitamente effettuate con stazioni CGPS (Global Positioning System) continue, integrate da immagini da Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR). InSAR può visualizzare la deformazione del suolo su vaste aree con una risoluzione su scala centimetrica su scale temporali da giorni a pochi anni, mentre CGPS può fornire informazioni continue sugli spostamenti tridimensionali del suolo in una rete di siti chiave. Il vulcano Nevado del Ruiz sorge a 5321 metri sul livello del mare nelle Ande colombiane. Nel novembre 1985, la caduta di materiale piroclastico da una modesta eruzione esplosiva ha portato all'improvviso scioglimento della calotta glaciale del vulcano e alla formazione di un lahar che ha raggiunto e distrutto la città di Armero e parte della città di Chinchina provocando 25000 morti. Dopo un decennio di quiescenza, nel 2010 Nevado del Ruiz è entrato nell'attuale periodo di unrest con un aumento significativo della sismicità, della deformazione superficiale e dello sfiato dei gas. Indagheremo l'interazione tra il sistema magmatico del vulcano e la tettonica locale per spiegare l'attuale unrest vulcanico. L’analisi degli spostamenti GPS dal 2010 ad oggi e InSAR dal 2012 al 2015, permetterà di localizzare la sorgente di deformazione e stimare il trasferimento di stress locale che controlla il flusso sotterraneo di magma e fluidi vulcanici. L'analisi si baserà sull'inversione sia analitica che numerica dei dati geodetici. Per prima cosa utilizzeremo modelli analitici per individuare la sorgente di deformazione. Quindi svilupperemo modelli numerici con il metodo degli elementi finiti per valutare l'influenza di geometrie irregolari, topografia vulcanica, proprietà eterogenee dei materiali sul trasferimento dello stress locale e l'evoluzione dell’unrest vulcanico.
RESPONSABILE DI RICERCA: Elisa TINTI
TITOLO: The role of shear fabric in controlling breakdown processes during laboratory events
ENTE FINANZIATORE: Progetti di Ricerca “Medi" anno 2020, Università La Sapienza, Roma, - n. protocollo RM120172A2EAC019
INIZIO PROGETTO: Dicembre 2020
DATA FINE PROGETTO: Dicembre 2023
RIASSUNTO:
Earthquakes represent a fundamentally challenging scientific problem. In the last decade the new geophysical discoveries have greatly improved our knowledge on how faults accommodate slip and on their ability to produce earthquakes. Geophysical and geodetic observations, source modeling and experiments suggest that faults are heterogeneous in their physical properties and temporal behavior, leading to variations and complexities in slip styles, friction, earthquake recurrence intervals and involved physical processes. The aim of this project is to study the effect of fault rock (in terms of its fabric) and strain localization in controlling traction evolution and slip velocity time histories during laboratory earthquakes. We will use a double-direct biaxial shear apparatus and different fault gouges, including heterogeneous minerals mixture as a proxy for real fault rocks, to study slip events at the laboratory scale. Measuring fine details of fault slip velocity time history, volumetric deformation and friction during many seismic cycles, coupled with an analysis of the microstructures, we want to get inferences on the physical processes at play. The slip velocity function contains the dynamic information needed to characterize the evolution of stress during breakdown process and it is usually imposed a-priori during earthquakes kinematic modeling on natural faults due to the limited resolution of recorded data. With our project we want to study the spontaneous slip velocity function recorded during laboratory events and to relate its temporal evolution with shear fabric. Moreover, with the use of different fault gauges we want to get inferences on how the energy is differently absorbed on the slipping surfaces with significant insights for understanding of earthquake process. Finally, the multidisciplinary geophysical team recently assembled in Sapienza will be a perfect environment to train PhD and Post-docs researchers interested in earthquake mechanics.