Aree di Ricerca

Previsione probabilistica delle eruzioni e pericolosità vulcanica

Staff: Prof. Warner Marzocchi, Prof. Jacopo Selva, Prof. Ester Piegari, Dr. Salvatore Ferrara (studente PhD alla Scuola Superiore Meridionale)

I nostri obiettivi di ricerca sono:

Sviluppo/miglioramento di strumenti probabilistici per la previsione probabilistica delle eruzioni e la pericolosità vulcanica per scopi di breve termine, come la gestione di una crisi vulcanica. Ci concentriamo principalmente sui vulcani napoletani (Campi Flegrei e Vesuvio), ma siamo coinvolti anche in ricerche simili per altri vulcani.
Sviluppo/miglioramento di strumenti probabilistici per la previsione delle eruzioni e la pericolosità vulcanica per scopi di lungo termine, come la pianificazione territoriale. Sebbene la nostra ricerca si concentri principalmente sui vulcani napoletani, applichiamo i nostri strumenti anche ad altri vulcani in tutto il mondo.
Studio sull'utilizzo delle misure di monitoraggio per la previsione delle eruzioni attraverso modelli concettuali e l'elicitazione di esperti.
Studio della distribuzione del volume delle eruzioni vulcaniche per singoli vulcani e per l'attività eruttiva globale, e della prevedibilità del volume delle future eruzioni. Questo è probabilmente il punto più critico per migliorare la previsione delle eruzioni e la pericolosità vulcanica.
Sviluppo e analisi di cataloghi di terremoti ad alta risoluzione con intelligenza artificiale in aree vulcaniche, utili per la previsione probabilistica delle eruzioni e del rischio sismico.

Variazione del valore atteso della probabilità di Unrest Magmatico (linea arancione) e di Eruzione entro una finestra temporale di un mese (linea rossa) per tutto il periodo esaminato, secondo l'elicitazione degli esperti VI ai Campi Flegrei.

Previsioni del modello in termini di probabilità di superamento per qualsiasi volume eruttato su finestre temporali di 1, 10 e 50 anni, per il vulcanismo globale subaereo.

Catalogo preliminare ad alta risoluzione dei terremoti dei Campi Flegrei 2022-2025. I colori indicano la profondità: i punti rossi indicano i terremoti più superficiali, i punti blu i più profondi.

Collaborazioni attive

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia,

U.S. Geological Survey,

GNS New Zealand,

University of Bari, Italy

Massey University, New Zealand,

ETH Zurich,

Stanford University.

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Tettonica
Geologia Strutturale

Tettonica, geologia strutturale e relativi rischi

Staff: Prof. Luigi Ferranti, Prof. David Iacopini, Prof. Stefano Tavani, Prof. Stefano Vitale, Dr. Francesco Iezzi, Dr. Francesco Pavano

Dottorandi: Alberto Bacchiani, Antonio Sepe, Fabio Pagliara, Pietro Boni, Sakshi Yadav, Mubashir Mehmood

Principali aree di ricerca

Le principali aree di ricerca del gruppo di ricerca sono:

1) Tettonica regionale

2) Geologia strutturale e tettonofisica

3) Tettonica attiva

4) Vulcano-tettonica

5) Tettonica planetaria

Un aspetto fondamentale della nostra ricerca è un approccio multidisciplinare che integra la nostra esperienza con diverse discipline, tra cui stratigrafia, sedimentologia, petrologia, geocronologia, geomorfologia, geodesia, sismicità e geofisica marina. I temi di ricerca attualmente sviluppati nelle singole aree di ricerca sono:

1) Tettonica regionale

Evoluzione strutturale e cinematica delle catene a pieghe e sovrascorrimenti (collaborazione con l'Università di Benevento; Università di Catania; Università di Potenza; Università di Perugia; Università di Barcellona-Spagna; CSIC; Università di Valdivia-Cile)
Tettonica dei margini di rift e delle zone di faglia trascorrenti (collaborazione con l'Università di Aberdeen; Dalhousie University, Louisiana State University; Università di Edimburgo; China University of Geosciences; Western Washington University)

2) Geologia strutturale e tettonofisica

Struttura, evoluzione e petrografia delle zone di faglia (collaborazione con University College di Dublino; Università di Chieti; INGV-Roma)
Imaging delle strutture di danneggiamento strutturale nel sottosuolo e della loro espressione sismica (collaborazione con l'Università di Aberdeen; Università di Stavanger; Università di Bergen)

3) Tettonica attiva

Parametrizzazione di faglie attive (collaborazione con Università di Chieti, Università del Molise; Università Partenope; ISPRA, INGV-Roma)
Paleosismologia, speleosismologia e archeosismologia (collaborazione con Università di Chieti, ISPRA, Birkbeck, University of London; INGV Catania)
Imaging geofisico-strutturale di faglie attive onshore e offshore (collaborazione con Università di Palermo, INGV- Osservatorio Vesuviano, Napoli)
Geodesia tettonica (collaborazione con Università di Palermo, Università di Catania)

4) Vulcano-tettonica

Evoluzione vulcano-tettonica dei vulcani campani (collaborazione con CNR-ISMAR, Napoli, INGV-Osservatorio Vesuviano, Napoli; INGV-Pisa; Università di Brema; Università Kapodistrian, Atene).

5) Tettonica planetaria

Geometria e cinematica di faglie su Mercurio (collaborazione con INAF-IAPS, Roma; Università di Padova; Università di Friburgo; The Open University, Milton Keynes, Regno Unito)
Bacini da impatto – Luna e Mercurio (collaborazione con INAF-IAPS, Roma; Institut de Physique du Globe, Parigi)
Tettonica dei satelliti ghiacciati di Giove (collaborazione con INAF-IAPS, Roma)

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Aree di Ricerca

Geochimica applicata e rischi ambientali

Strutturati: Stefano Albanese, Annamaria Lima

Dottorandi: Antonio Aruta, Pooria Ebrahimi, Annalise Guarino

Il gruppo svolge attività di ricerca su due principali ambiti specifici:

Geochimica applicata all’ambiente ed al territorio
Inclusioni fluide (IF) e magmatiche (MI) nei minerali

Per quanto riguarda gli studi relativi alla geochimica applicata all’ambiente ed al territorio, il gruppo si occupa prevalentemente della ricostruzione a scala regionale e/o locale dei pattern di distribuzione spaziale delle concentrazione di elementi e di composti chimici nei suoli, in altre matrici ambientali ( acqua, sedimenti ed aria) e in matrici biologiche come prodotti agricoli e tessuti animali.

Tra gli obiettivi primari dell’attività di ricerca vi sono

la definizione a scala regionale e locale dei tenori di fondo naturale (background) e attuale (Baseline) per metalli e metalloidi utilizzando metodi avanzati di analisi statistica dei dati composizionali con il supporto di tecniche cartografiche di nuova generazione.
la definizione dei livelli di radiazione naturale indotta da materiali di origine vulcanica in ambienti confinati e in contesto sub-aereo incluso la stima del potenziale geologico del radon
lo sviluppo di modelli stocastici di valutazione del rischio a scala regionale in considerazione della variabilità dell’uso del territorio e delle caratteristiche specifiche della popolazione esposta.

Nell’ambito della tematica delle Inclusioni fluide e magmatiche nei minerali, il gruppo si è finora dedicato precipuamente allo studio dell’evoluzione dei fluidi in ambienti petrogenetici, magmatologici, vulcanologici e idrotermali.

Il laboratorio per lo studio delle IF e delle MI è stato istituito nel 1978 e, da allora, sono stati pubblicati i risultati di numerose ricerche su tematiche relative a:

applicazioni del metodo delle IF e MI al sistema vulcanico del Somma Vesuvio, dei Campi Flegrei, delle Hawaii, degli Iblei, delle Eolie, dell Etna, di Pantelleria e delle Isole Pontine.
applicazioni del metodo delle IF allo studio di campi geotermici e di innumerevoli depositi e mineralizzazioni in Italia (Sardegna, Toscana, Lombardia, Sicilia e Calabria) e nel mondo (Giappone)

Nell’ultimo decennio il gruppo di ricerca ha preso parte a progetti di rilevanza nazionale e europea i cui risultati sono stati pubblicati in numerosi articoli e volumi scientifici.

Nello specifico, a scala europea il gruppo ha partecipato alle attività del progetto FOREGS (http://weppi.gtk.fi/publ/foregsatlas/), del progetto GEMAS (http://gemas.geolba.ac.at/) e di una serie di spin-off di ricerca relativi alla caratterizzazione a scala continentale del chimismo delle acque minerali (European Ground water Geochemistry Project - EGG) e alla geochimica degli ambienti urbani (Urban Geochemistry Project – URGE).

A livello nazionale/regionale, la partecipazione al progetto Campania Trasparente (http://www.campaniatrasparente.it/) ha permesso al gruppo di mettere a disposizione le proprie competenze al servizio dello sviluppo di un innovativo modello integrato di caratterizzazione ambientale.

Fig 2

A) Distribuzione dei valori medi degli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) a scala comunale lungo la fascia costiera della regione Campania. B) Distribuzione dei valori medi del rischio sanitario ambientale per la popolazione adulta in seguito ad esposizione agli IPA presenti nei suoli della la fascia costiera della regione Campania.

Fig 3

Microfotografia di un cristallo di quarzo contenente inclusioni fluide (FI)

Fig 4

Includione fluida (FI) complessa in un cristallo di pirosseno rinvenuto in un nodulo xenolitico a Ventotene.

Center for Ecological-Noosphere Studies National Academy of Sciences, RA (CENS) (Yerevan, Armenia)

(https://www.cens.am/)

Universidad de Chile (Santiago del Chile)

(http://www.uchile.cl/)

China University of Geosciences (CUG) (Wuhan/Pechino, Cina)

(http://www.cug.edu.cn/ - http://www.cugb.edu.cn)

Tongji University (Shanghai, Cina)

(https://www.tongji.edu.cn/)

Nanjing University (Nanjing, Cina)

(https://www.nju.edu.cn/)

China University of Petroleum (CUP) (Qingdao, Cina)

(http://upc.edu.cn/)

Zhejiang Gongshang University (ZJGSU) (Hangzhou, Cina)

(http://zjgsu.edu.cn/)

Aree di Ricerca

Giacimenti minerari

Staff

Prof. Nicola Mondillo, Prof. Giuseppina Balassone, Dr. Anna Sorrentino, Dr. Francesca Corrado, Dr. Sebastiano Coticelli

I principali temi dell’Unità di Ricerca in Giacimenti Minerari presso l'Università di Napoli riguardano attualmente:

Depositi a metalli di base (MVT, SEDEX, idrotermali s.l.)
Depositi a Non-Solfuri di Zn-Pb-Ag-V
Depositi di bauxite
Depositi lateritici di Ni e Co
Depositi di Terre Rare (REE) in ambienti idrotermali e di weathering
Fluid flow idrotermale
Telerilevamento multispettrale e iperspettrale

L'Unità di Ricerca è specializzata nella caratterizzazione geologico-mineralogica, geochimica e isotopica dei giacimenti a Non-Solfuri di Zn-Pb, sia di origine ipogenica (idrotermale) che supergenica. Con l'ausilio di studenti di master e dottorato, ed in collaborazione con diverse istituzioni estere e compagnie minerarie sono stati studiati i giacimenti a Non-Solfuri Europei, come le "Calamine" della Sardegna, del Belgio, dell'Irlanda e della Polonia, i giacimenti a willemite Proterozoici della Namibia e dello Zambia, e giacimenti a Non-Solfuri di varie altre parti del mondo: Iran (Angouran), Yemen (Jabali), Turchia (Hakkari), Alaska (Reef Ridge), Peru (Accha, Yanque e Bongará), Italia (Gorno), etc.
L’unità attualmente conduce numerosi studi sul deportment di metalli critici (Ge, Ga, REE, Co) in mineralizzazioni supergeniche.

Negli ultimi anni, sono stati avviati nuovi progetti di ricerca finalizzati allo sviluppo di metodi multiscala di rilevamento digitale di aree di interesse minerario per l'esplorazione mineraria e il monitoraggio ambientale, basati principalmente sul telerilevamento multispettrale e iperspettrale utilizzando dati ottenuti mediante sensori satellitari (ad esempio, PRISMA - ASI; Sentinel-2 - ESA) e analisi iperspettrali di laboratorio su campioni.

Principali collaborazioni

Collaborazione con INGV – Osservatorio Vesuviano (Italy).

Collaborazione con Natural History Museum of London (UK).

Collaborazione con Dipartimento di Scienze dell'Ambiente, del Territorio e di Scienze della Terra, Università di Milano Bicocca (Italy).

Collaborazione con GeoZentrum Nordbayern, University of Erlangen-Nuremberg (Germany).

Collaborazione con Camborne School of Mines, University of Exeter (UK).

Collaborazione con TU Bergakademie Freiberg (Germany).

Collaborazione con compagnie minerarie: Nexa Resources, Energia Minerals (Italia) s.r.l. & Alta Zinc Ltd., Zinc One Resources Inc., Arena Minerals, Doyon Ltd., Zincore Metals Inc., Jabal Salab Ltd. & ZincOx plc.

drillcores from a Zn nonsulfide deposit

exploration camp in Bongara district

Gorno 3

Gorno underground

silius fluorite

Aree di Ricerca

Petrologia e Petrografia

Strutturati: Ciro Cucciniello, Lorenzo Fedele, Luigi Franciosi , Vincenza Guarino , Leone Melluso, Daniele Morgavi, Vincenzo Morra

Dottorandi: Federica Güll, Thomas Lemaire, Rebecca Sveva Morelli

Il gruppo di ricerca di Petrologia e Petrografia del DiSTAR è impegnato da anni nello studio dei processi di genesi e differenziazione delle rocce ignee effusive, intrusive e di mantello e dei processi che portano alle eruzioni vulcaniche.

Le principali aree di studio sono: il vulcanismo del margine tirrenico italiano (Ischia, Campi Flegrei, Somma-Vesuvio, Roccamonfina, arcipelago Pontino, Colli Albani, Sabatini, Vulsini), il vulcanismo Cenozoico della Sardegna, il Monte Vulture, e Pantelleria, per quanto concerne l’Italia; la Provenza, i Carpazi Orientali, l’Eifel ed il Massiccio Centrale in Europa. Nel resto del mondo il gruppo collabora allo studio dei grandi espandimenti associati alla frammentazione della Gondwana ed alle grandi estinzioni (Deccan Traps, Antartide, Madagascar, Paraná, Angola, Mozambico), sui prodotti intrusivi ed effusivi alcalini di aree continentali intraplacca (Brasile, India, Madagascar, Rift dell’Etiopia, Rift del Congo, Camerun, Libia), nord America (Snake River Plain/Yellowstone), Ande (Calbuco e Villarica, Cile), isole Antille (Montserrat), Islanda (Krafla), e sui prodotti del magmatismo Cenozoico dell’Iran (arco magmatico di Urumieh-Dokhtar). Il gruppo di ricerca si occupa anche della petrogenesi delle rocce granitiche s.l. della Sardegna, e di rocce metamorfiche mafiche e pelitiche di alto gradiente P/T affioranti nel sistema Appennino meridionale/Calabria-Peloritani; queste ricerche sono rivolte alla definizione della evoluzione tettono-metamorfica delle successioni investigate (attraverso caratterizzazione microtettonica, petrografica, mineralogica e geochimica e modellizzazione degli equilibri di fase).

Un largo spettro di metodologie di indagine mineralogiche, petrografiche, reologiche, geochimiche (elementi maggiori ed in traccia su rocce totali e fasi mineralogiche) e sistematiche isotopiche Sr-Nd-Pb-O-Hf-Os su roccia totale e/o fasi mineralogiche, geocronologiche (datazioni assolute con i metodi ⁴⁰Ar/³⁹Ar, U-Pb) e sperimentali, sono utilizzate di routine per questi studi.

Principali collaborazioni:

Sapienza Università di Roma (Prof. M. Lustrino); Università di Firenze (Prof. S. Conticelli, Prof. R. Avanzinelli); Università di Pavia e CNR (Prof. A. Zanetti); ISMAR-CNR (Dr. D.D. Insinga, Napoli); Università di Padova (Prof. A. Marzoli, Prof. P. Nimis); Università di Bologna (Dr. S. Callegaro); Università di Perugia (Prof. D. Perugini, Prof. M. Petrelli); Università della Campania (Prof. D. Tedesco), Università di Camerino (Prof. F. Arzilli); INGV (Dr. M. di Vito, Dr. I. Arienzo, Dr. L. Spina, Dr. S. Calvari, Dr. G. Macedonio, Dr. F. Giudicepietro); IGG-CNR (Dr. S. Agostini, Pisa); USGS, Menlo Park (Dr. A.T. Calvert); Università di San Paolo, Brasile (Prof. C.B. Gomes, Prof. E. Ruberti, Prof. C.C.G. Tassinari, Prof. R.G. Azzone); USGS, Reston (Prof. R.D. Tucker); University Clermont Auvergne (Dr. M. Laumonier); Indian Institute of Technology, India (Prof. H.C. Sheth); University of Benares, India (Prof. R.K. Srivastava); University of Cape Town, Sudafrica (Prof. P. le Roux); University of Roskilde, Danimarca (Dr. M. Storey); Natural History Museum (Dr. C.M. Petrone); University of Maputo, Mozambico (Prof. L. Vasconcelos); Curtin University, Australia (Prof. F. Jourdan); University of Melbourne, Australia (Prof. J.M. Hergt); Chinese Academy of Sciences (Prof. F.-Y. Wu); Romanian Academy, Bucarest, Romania (Dr. I. Seghedi); University of Yaoundé I, Cameroon (Prof. J.P. Tchouankoue); Shahid Beheshti University, Teheran, Iran (Prof. F. Masoudi, Prof. B. Rahimzadeh); Tulear University, Madagascar (Prof. Razakamanana Théodore).

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