Il Dipartimento e gli Enti di Ricerca

  L’INGV è un istituto di ricerca con lo scopo principale di promuovere ed effettuare attività di ricerca nell’ambito geofisico, di progettare e coordinare programmi nazionali ed internazionali di ricerca, di svolgere funzioni di sorveglianza sismica e vulcanica, e di gestire le reti di misura. Gli argomenti di ricerca trattati in collaborazione con il Dipartimento di Geofisica spaziano su un ampio spettro di tematiche, che vanno dalla geodesia, alle interazioni tra eventi sismici e/o vulcanici, alla ricerca dei precursori delle eruzioni vulcaniche, alla modellistica di processi geofisici. Tutto il personale è coinvolto attivamente e in qualche caso coordina progetti di ricerca nazionali, europei e mondiali. Di seguito, vengono indicate le attività svolte dai ricercatori dell’INGV in collaborazione con docenti, ricercatori e laureandi del settore di Geofisica, Dipartimento di Fisica, dell’Università di Bologna.

  Studio delle interazioni tra eventi sismici e vulcanici. Le interazioni tra eventi sismici e/o vulcanici anche a grandi distanze è uno degli aspetti più dibattuti recentemente in ambito geofisico. Ogni terremoto perturba lo stato di stress in ogni punto della Terra tramite il passaggio dell’onda sismica (stress dinamico), e tramite la risposta elastica (stress co-sismico) e viscosa (stress post-sismico) della crosta e del mantello. La modellazione analitica e numerica di tali processi, così come la verifica fenomenologica di tali interazioni nei cataloghi sismici e vulcanici, sono gli argomenti di ricerca sviluppati dall’INGV. In particolare, si stanno sviluppando codici numerici per verificare la capacità di eventi “remoti” (cioè avvenuti a grande distanza) di influenzare significativamente l’occorrenza di eventi sismici e vulcanici in una determinata zona. Parallelamente agli studi teorici, viene condotta anche un’analisi statistica sui cataloghi sismici e vulcanici per verificare se l’occorrenza di grossi eventi sismici anche a grandi distanze possa rappresentare un parametro importante in grado di modificare significativamente la probabilità di occorrenza di un terremoto o una eruzione.
  Studio dei precursori alle eruzioni vulcaniche. Lo studio dei precursori sismici alle eruzioni vulcaniche è di estrema rilevanza sia dal punto di vista scientifico che sociale. Si consideri, per esempio, il Vesuvio che certamente rappresenta uno dei rischi geologici più elevati al mondo. Lo studio intrapreso dal personale dell’INGV si basa sull’analisi di più di 600 crisi sismiche in 120 aree vulcaniche al mondo tramite l’utilizzo di tecniche statistiche multivariate di Pattern Recognition. Lo scopo è quello di caratterizzare fenomeno-logicamente gli sciami sismici che avvengono prima di una eruzione rispetto alle crisi sismiche che avvengono sempre in aree vulcaniche, ma non sono connesse con una significativa attività vulcanica. Un primo passo essenziale della ricerca riguarda lo studio delle performance dei diversi tipi di algoritmi finora proposti in letteratura. Infatti, la tipologia dei dati a disposizione in geofisica è diversa da quella di altri settori di ricerca dove la Pattern Recognition è stata utilizzata con profitto. Tramite simulazioni numeriche al calcolatore sarà possibile valutare le prerogative e i limiti di tali codici e, quindi, avere una più precisa valutazione dei risultati delle analisi.
  Studi Geodetici in ambito geofisico. L’attività di ricerca intrapresa si focalizza maggiormente nell’utilizzo del Global Positioning System (GPS) e di altre tecniche Geodetiche per lo studio della Geodinamica del Mediterraneo e delle deformazioni crostali in aree ad elevato rischio Sismico e Vulcanico. Alcuni esempi di aree studiate e monitorate sono lo Stretto di Messina, i colli Albani, la rete del Forlivese, la rete GeoModAp, le isole Eolie, la Sicilia Orientale ed Occidentale, l'area Vesuviana e dei Campi Flegrei e l'Africa Nord Occidentale (Algeonet). Le reti geodetiche esistenti in tali aree sono attualmente in via di densificazione e in linea di massima divisibili in permanenti e non permanenti. Il personale INGV gestisce l’operatività delle prime e organizza, per le ultime, campagne di misura periodiche, spesso sviluppando opportuni codici numerici per l’acquisizione ed analisi automatica dei dati con controllo remoto. L’obiettivo futuro è combinare tutte le informazioni GPS raccolte in questi lavori di monitoraggio al fine di vincolare modelli di sorgente sismica e vulcanica e di individuare anomalie nel trend di deformazione regionale e locale separando la componente tettonica da quella sismica e vulcanica.
  Modellazione di flussi in ambito geofisico. Le ricerche recenti intraprese in collaborazione consistono nello sviluppo di un modello analitico che descrive la dinamica delle colate di fango in presenza di erosione del suolo. Inoltre, è stato affrontato lo studio del campo di temperatura all’interno degli argini di una colata lavica, mediante un modello analitico che utilizza la teoria delle trasformazioni conformi per geometrie semplice con un modello numerico agli elementi finiti per geometrie più realistiche.
  Propagazione delle onde sismiche in mezzi eterogenei. Lo studio della propagazione delle onde sismiche viene effettuato con l'obiettivo di ricostruire sia la struttura profonda terrestre nella sua tridimensionalità, che le caratteristiche delle sorgenti sismiche. L'attività si espleta nello sviluppo e nell’utilizzo di metodi di tomografia sismica, applicati su larga scala, anche utilizzando tecniche numeriche avanzate per il calcolo diretto del campo d'onda e per l'inversione dei dati. La modellazione delle onde di superficie permette inoltre il calcolo del momento sismico per terremoti di magnitudo intermedia ed elevata, analisi che viene effettuata con particolare interesse per la fascia di deformazione Alpino-Mediterranea con l'obiettivo di quantificare entità e geometria della deformazione sismica.

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