Processi fisici della dinamica eruttiva ed analisi dei parametri misurati. Principi di sismologia vulcanica, deformazione del suolo, acustica ed emissione termica. Sistemi di monitoraggio geofisico in ambito vulcanico. Strumentazioni, reti e sistemi di acquisizione. Definizione dei modelli sorgente per la quantificazione dei parametri geofisici. Interpretazione geofisica dei processi eruttivi. Analisi di casi studio relativi a eruzioni esplosive ed eruttive.
Parfitt and Wilson, 2008 Fundamentals of physical volcanology, Blackwell Publishing
Fagents, Gregg, Lopes, 2013 Modeling Volcanic Processes. The Physics and Mathematics of Volcanism, Cambridge University Press
Scarpa, Tilling, 1996 Monitoring and mitigation of volcanic hazards, Springer.
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge di introdurre lo studente ai parametri utilizzati per comprendere i principi fisici che regolano i processi eruttivi. Allo studente verranno date le basi delle tecniche geofisiche utilizzate per monitorare un vulcano. Saranno forniti gli aspetti fondamentali della sismologia vulcanica, della deformazione del suolo , dell’ acoustica e della radiazione termica. Saranno spiegati i modelli fisici per l’interpretazione in ambito vulcanico di ognuno dei parametro. Saranno inoltre presentate le principali metodologie per la quantificazione dei processi sorgente dei parametri misurati durante le eruzioni vulcaniche. Speciale enfasi sarà data alla necessità della interdisciplinarità delle informazioni. Saranno infine proposti alcuni casi studio rappresentativi dei diversi stili eruttivi per esplorare la fisica dei processi esplosivi ed i relativi segnali registrati dai sistemi di monitoraggio. Lo studente dovrebbe acquisire la capacità di interpretare in modo interdisciplinare il processo vulcanico, e di leggere e discutere criticamente lavori scientifici scritti sull'argomento del corso.
Prerequisiti
Laurea triennale in ambito scientifico
Metodi Didattici
Lezioni frontali sui diversi argomenti del programma, presentazione di
case-studies, lettura e
discussione di lavori scientifici inerenti il programma
Modalità di verifica apprendimento
Esame scritto ed orale nel quale lo studente sarà tenuto a rispondere ad alcune
domande relative agli argomenti principali trattati nel corso
Programma del corso
Elementi fisici dei Processi vulcanici. Parametri sperimentali utilizzati per analizzare l’attività vulcanica. Intensita' delle Esplosioni vulcaniche e Flusso volumetrico. gestione della dispersione ceneri
in atmosfera. Modalità risalita flussi bifasici in fluidi newtoniani. Monitoraggio vulcanico e gestione del rischio. Sismicità vulcanica. Classificazione eventi sismici. Sismicità Vulcano-Tettonica. Meccanismi focali in area vulcanica. Assi P e T e Variazione campo di stress. Sismicità di origine Magmatica. Elementi di Analisi spettrale. Metodo dello zero-crossing. Matrice di covarianza e polarizzazione sismica. Sismicità a lungo periodo. Metodi di analisi e modelli fisici. Fenomeni di Risonanza. Modello di fratturazione. Espansione dei gas. Propagazione di dicchi. Il Tremore sismico. Metodo della RSAM (real-time seismic amplitude modulation). Calcolo del Reduced displacement ed intensità eruttiva. Modelli fluido-dinamici per il tremore sismico. Deformazione del suolo. GPS e tiltmetri. Modello di Mogi. Modelli eruttivi. Onde acustiche in atmosfera. Teoria lineare ed equazioni 1D e 3D di Lighthill . Onde acustiche in campo non-lineare. Onde di gravità. Calcolo dei parametri eruttivi. Radiazione termica da terra e da satellite. Il corpo nero ed emissività termica. Calcolo del rate effusivo. Analisi immagini termiche e dinamica esplosiva. Integrazione dei dati. Sistemi di allerta eruzioni vulcaniche.