La pericolosità sismica e la previsione probabilistica dei terremoti

I terremoti rappresentano una grave minaccia per la società e una previsione probabilistica (forecast) attendibile dell'atteso scuotimento del suolo causato dai terremoti ("pericolosità sismica") è l'ingrediente scientifico principale per qualsiasi azione di mitigazione del rischio. Il programma di ricerca in corso di sviluppo presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell'ambiente e delle risorse dell'Università di Napoli, Federico II, si concentra principalmente sul forecast dei terremoti e del relativo scuotimento del terreno per diverse finestre temporali di previsione, da giorni a settimane per prevedere probabilisticamente l'evoluzione delle sequenze sismiche, ad anni e decenni per fini di normativa antisismica.

Vengono esplorati diversi tipi di modelli, empirici, stocastici, basati sulla fisica dei sistemi complessi, e sull'intelligenza artificiale. L'impatto di questo tipo di modellistica è duplice: può fornire strumenti innovativi agli ingegneri e ai decision-makers che sono responsabili per le azioni di riduzione del rischio sismico, e consente agli scienziati di verificare sperimentalmente ciò che sanno veramente sul processo fisico che genera i terremoti.

A tale scopo stiamo lavorando attivamente con il Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability che fornisce un'infrastruttura internazionale per una fase di test prospettica, trasparente e riproducibile per qualsiasi modello di previsione e forecast dei terremoti.

Alcuni esempi di forecast settimanali. (A) Forecast poche ore dopo il terremoto di Amatrice e i terremoti M3.5 + (cerchi blu-verdi) che si sono verificati nella finestra del tempo di previsione. (B) Forecast prima del terremoto M5.9 (stella blu-verde) verificatosi il 26 ottobre. (C) Forecast prima del terremoto M6.5 di Norcia (stella blu-verde) verificatosi il 30 ottobre. (D) Forecast prima del terremoto di Campotosto M5.5 (stella blu-verde) che si è verificato il 18 gennaio.

 

La rete internazionale denominata Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP).

 

Staff

 Geomorfologia e Geologia Quaternario

Principali temi di ricerca:

• Morfotettonica ed evoluzione del rilievo, geomorfologia costiera e terrazzi marini, geomorfologia carsica, tettonica attiva ( Prof. Alessandra Ascione, Prof. Nicoletta Santangelo, Dr Ettore Valente; Dr Ciro Cerrone)
• Geomorfologia applicata: analisi della suscettibilità ai processi alluvionali in aree pedemontane; cartografia geomorfologica per la pianificazione territoriale; individuazione e valorizzazione dei beni ambientali di natura geologica: geositi, geomorfositi e geoturismo (Prof. Nicoletta Santangelo, Dr Ettore Valente)
• Geomorfologia costiera e sottomarina, geoarcheologia subacquea; geomorfologia delle aree urbane (Prof. Carlo Donadio)
• Geomorfologia e morfodinamica costiera e marina. Geoarcheologia costiera Gestione e difesa delle coste. Pericolosità costiera. Cartografia costiera per la pianificazione territoriale. (Prof. Micla Pennetta)
• Geoarcheologia: ricostruzioni paleoambientali e paleogeografiche in contesti archeologici; interazione uomo/ambiente negli ultimi millenni in Italia meridionale (Dr Elda Russo Ermolli, Dr Valentino Di Donato)
• Evoluzione ambientale ed oceanografica del Mediterraneo nel Quaternario: studi paleoecologici integrati (pollini e foraminiferi) di successioni marine, transizionali e continentali; sviluppo e applicazione di metodologie di analisi composizionale finalizzate alla ricostruzione paleoclimatica (Dr Elda Russo Ermolli, Dr Valentino Di Donato)

Principali collaborazioni:

National and Capodistrian University of Athens – Faculty of Geology and Geoenvironment
CEREGE - Université d’Aix-Marseille
CIRCE, Caserta
Département Préhistoire, Museum National Histoire Naturelle, Paris
Dip. di Ingegneria Geotecnica ed ambientale (DIGA), Università di Napoli Federico II
ISMAR-CNR, Napoli
Lehigh University, Dept. of Earth and Environmental Sciences, Bethlehem, PA
MARUM, Bremen
Orto botanico di Napoli, Università di Napoli Federico II
Università Roma Tre - Laboratorio di Geochimica
Universitad Politécnica de Madrid
Universitat de Girona - Grup de Recerca en Estadística i Anàlisi de Dades Composicionals
Université de Lausanne - Institute of Earth Surface Dynamics
University of California, Berkeley
University of Patras, Dept. of Geology
Università Parthenope, Napoli

Schemi paleogeografici ed evoluzione morfologica delle coste campane durante il Quaternario

 

 

Canale e arco romano sommerso

 

Analisi morfometriche da DEM: profili longitudinali dei corsi d’acqua (sinstra F. Volturno)

Carta della suscettibilità alluvionale su conoide  (Sala Consilina, SA)

 

 

 

Staff:. Pasquale Raia, Francesco Carotenuto

Paleoantropologia

La ricerca dipartimentale di Paleoantropologia ha come principale soggetto di studio l’evoluzione morfologica dei Primati, con particolare interesse per gli ominidi, che si pongono direttamente sulla linea evolutiva della nostra specie. La ricerca prende in esame strutture morfologiche quali la mandibola, il cranio o gli endocast della scatola cranica appartenenti a specie viventi ed estinte nell’ambito dei Primati analizzandoli in chiave evolutiva. Si occupa inoltre di identificare i pattern evolutivi che sono alla base delle differenze tra la nostra specie e gli altri gruppi di Primati. Nella ricerca vengono inoltre impiegati strumenti innovativi, come la computer grafica e la stampa in 3D, per ampliare la collezione di fossili appartenenti alla linea evolutiva della nostra specie. Questa collezione costituisce un valido supporto nell’ambito della ricerca e della didattica.

Paleontologia Evoluzionistica

La ricerca dipartimentale nell’ambito della Paleontologia Evoluzionistica si incentra sullo sviluppo di metodi filogenetici comparativi (PCM), al fine di conciliare lo studio dell’evoluzione della diversità fenotipica e tassonomica. Fondamentale a tale scopo è l’integrazione dell’informazione derivante dai fossili, che si rendono indispensabili per comprendere la reale storia evolutiva dei cladi. A partire dalle informazioni derivate dal record fossile è infatti possibile costruire e calibrare alberi filogenetici omnicomprensivi che si utilizzano nell’ambito dei PCM per descrivere o identificare pattern evolutivi. Lo studio e lo sviluppo di nuovi metodi si è infine tradotto nella produzione di software dedicati.

Paleo-macroecologia e paleoecologia

La ricerca dipartimentale nell’ambito della Paleo-macroecologia e della Paleoecologia riguarda lo studio e ricostruzione della distribuzione spaziale delle specie fossili e delle loro esigenze bioclimatiche al fine di comprendere le dinamiche evolutive delle comunità del passato in risposta a vari disturbi ambientali. Questo tipo di ricerca si avvale dei più moderni strumenti analitici e predittivi, quali algoritmi di Machine Learning e statistica Bayesiana, che attualmente rappresentano l’avanguardia nelle discipline di conservazione e che puntano a predire l’evoluzione del range geografico di una specie focale in vari scenari futuri e passati, in risposta a repentini cambiamenti climatici e ai disturbi antropogenici. A questo tipo di ricerca si affianca anche una fase di sviluppo

Sedimentary rocks preserve the footprint of natural processes acting at the earth surface. They are a unique source of information on the evolution of the Earth System during the recent and deep geological past. Moreover, they provide important clues on “normal” (periodic) and “catastrophic” (episodic) past events, and therefore, crucial hints for the study of modern geo-hazards like submarine landslide-related tsunamis. Sedimentary processes ultimately control the intrinsic mechanical and petrophysical properties of sedimentary rocks, with important implications in terms of socio-economic impacts (e.g. hydrocarbon, geothermal and groundwater exploration and exploitation, geological storage, waste disposal, etc.). In this framework, their understanding is crucial for every surface and subsurface human activity. The sedimentary geology research group has a wide expertise on the sedimentology and stratigraphy of both carbonate and siliciclastic rock assemblages, integrating field and lab studies at different scales of observation. The natural laboratories used in these field-oriented studies, and related educational activities, are the different basin systems preserved in orogenic belts such as the Southern and Northern Apennines, the Dinarids, the Hellenides, Svalbard, Utah, Pyrenees, Sinai, Betic Cordillera, Iberian Chain, and Cyprus. 

Faculty members working in this research group

Alessandro Iannace, Mariano Parente, Kei Ogata

Main topics of research:

- Stratigraphy and facies evolution of Meso-Cenozoic carbonates of the peri-Adriatic area

- Genesis and distribution of dolomites in the carbonate platform and basinal successions of the southern Apennines

- Petrography, geochemistry and genesis of calcareous tufa and travertines of southern Italy

- The record of oceanic anoxic events and ocean acidification in the Mesozoic carbonate platforms of southern Italy

- Chronostratigraphic calibration of carbonate platform biostratigraphy by isotope stratigraphy (carbon and strontium isotopes).

- Stratigraphical and sedimentological analysis of siliciclastic sediment gravity flows and mass transport deposits, and comparison with recent analogs;

- Analysis of deformation structures related to processes of gravitational instability and relationships between shallow tectonics and siliciclastic sedimentation;

- Syn-depositional deformation and petrophysical properties evolution in poorly to well lithified sediments as a tool for constraining ancient fluid flow in siliciclastic reservoirs;

Recent and actively funded projects:

-               Sr isotope stratigraphy and structural analysis of the Miocene shallow-water carbonates sealing the forebulge unconformity in the central-southern Apennine. 2017-2019. University of Naples Federico II. PI: M. Parente

-               “Biota Resilience to global change: biomineralization of planktic and benthic calcifiers in the past, present and future”. 2019-2022. PRIN MIUR. Local PI: M. Parente

-               Trias North – Reconstructing the Triassic northern Barents shelf. 2015-2018. Research Council of Norway, Edison Norway, Lundin Norway, RWE Dea Norge, Statoil, Tullow Oil. Local PI: K. Ogata (https://www.mn.uio.no/geo/english/research/projects/triasnorth/index.html)

-               Injectites and Sedimentary Intrusions in the Mesozoic sedimentary record of Svalbard (ISIMS). 2018-2019. Svalbard Science Forum. PI: K. Ogata (https://www.researchinsvalbard.no/project/8289)

 

Research labs

SEM, XRF, XRD, ICP-OES, TIMS