Fisica della Terra

Le attività di ricerca riguardano un ampio insieme di fenomeni fisici che si verificano nelle regioni solide e liquide della Terra. I principali temi di ricerca appartengono ai campi della sismologia, fisica del vulcanismo, geodesia e oceanografia: tutti hanno il principale obiettivo di aumentare e sviluppare, in maniera sinergica, la conoscenza sullo stato e le dinamiche del Sistema Terra, e sono inoltre propedeutiche alla formulazione di direttive utili per l’analisi e l’attenuazione dei relativi rischi naturali.

All’interno del campo della sismologia, gli studi delle sorgenti sismiche e della meccanica delle faglie sono un prerequisito teorico da un lato per la modellizzazione dei campi di deformazione transienti e permanenti indotti dai terremoti, dall’altro per il corretto approccio all’analisi statistica del comportamento spaziotemporale della sismicità. Anche la modellizzazione numerica di tsunami, di stabilità dei pendii e di dinamica delle frane possono essere incluse nelle principali attività di ricerca svolte dal gruppo. Lo sbocco naturale di questi studi è la valutazione dei pericoli sismici, di frana e tsunami per emanare delle norme di costruzione (i ricercatori del DIFA sono direttamente impegnati a tale scopo) e la valutazione dei rischi, mirata sia a costituire misure di prevenzione e salvataggio in zone sismiche che allo sviluppo di tecniche di allerta e approcci di riduzione dei rischi degli tsunami. In questo contesto sono anche utili le misure della deformazione crostale tramite satellite, della risposta sismica del suolo e l’imaging sismico. Le prime rappresentano un’osservabile indipendente strettamente connesse con il rilascio di energia sismica; le successive sono complementari alle valutazioni del pericolo sismico in quanto guardano in dettaglio aree vicine caratterizzate da pericoli differenti. Le misure di deformazione via satellite sono essenziali per monitorare lo stato e le dinamiche del sistema Terra, anche in relazione all’innalzamento del livello del mare, che è fonte di preoccupazioni sociali ed economiche per gran parte della popolazione mondiale che vive in aree costali o ad esse vicine.

La valutazione dei pericoli e dei rischi vulcanici sono gli sbocchi naturali della fisica del vulcanismo. In Italia, infatti, ci sono almeno quattro aree (Vesuvio, Campi Flegrei, Etna, Isole Eolie) dove l’attività futura di vulcani attivi potrebbe provocare gravi conseguenze sui territori densamente urbanizzati delle città vicine (Napoli e Catania).

La ricercar oceanografica è mirata alla comprensione dei principali processi alla base della variabilità delle correnti nel Mar Mediterraneo, alle previsioni oceanografiche a breve termine e al legame tra fisica e biochimica marina per capire le dinamiche delle catene alimentari e, più in generale, dell’ecosistema marino.

Il gruppo di fisica della Terra ha forti collaborazioni scientifiche con la sezione di Bologna del Centro EuroMediterraneo per i Cambiamenti Climatici (CMCC), l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e il CNR-ISMAR di Bologna.