Paleomagnetismo e Magnetismo ambientale

Le attività di ricerca del laboratorio di paleomagnetismo e magnetismo ambientale sono svolte nell’ambito di diversi progetti scientifici nazionali ed internazionali e si avvalgono di collaborazioni scientifiche con università ed istituti di ricerca sia in Italia che all’estero.

I temi sviluppati nel corso degli anni riguardano principalmente:

Paleomagnetismo applicato alla geodinamica e alla tettonica. Analisi del magnetismo fossile nelle rocce per comprende la deformazione della crosta e l’orogenesi delle catene montuose.

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Pratomagno in primo piano e Monti del Chianti sullo sfondo, oggetto di studi paleomagnetici. Appennino Settentrionale, Italia. (Foto: Chiara Caricchi)
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Rocce sedimentarie affioranti, campionate per analisi paleomagnetiche nell’area di Pratomagno, Appennino settentrionale, Italia. (Foto Chiara Caricchi)
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Campionamento paleomagnetico di rocce sedimentarie tramite un perforatore munito di carotiere e raffreddato ad acqua (Foto: Chiara Caricchi)

Magnetostratigrafia. Analisi delle caratteristiche del campo magnetico nel passato. Studio della variazione della intensità e delle inversioni del campo magnetico terrestre, attraverso analisi di successioni di roccia.

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Esempio di studio magnetostratigrafico. a) Localizzazione dell’area di studio (Paese Basco, Spagna). b) Successione di rocce affioranti campionate ed analizzate con metodi magnetici. c) Ricostruzione della magnetostratigrafia della successione di rocce analizzate (DINARÈS-TURELL J. et al., 2014)

Stratigrafia intregrata  Studi integrati di biostratigrafia e magnetostratigrafia per la datazione relativa  ad alta risoluzione di eventi geologici e climatici, e l’istituzione dei GSSP (Global Stratigraphic Section and Point) dei Piani della scala dei tempi geologici.  Le analisi biostratigrafiche, svolte dal laboratorio di micropaleontologia,  sono incentrate principalmente sulla biostratigrafia a Nannofossili calcarei di sedimenti marini, campionati in affioramento o attraverso carotaggi di mare profondo.

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Nannofossili calcarei fotografati al microscopio a luce trasmessa a 1250 ingrandimenti – Da sinistra: Quadrum trifidum (Campaniano, circa 80 Ma, Appennino meridionale, Italia. 8µm); Istmolithus recurvus (Eocene Superiore, circa 34 Ma, Catalogna. 7µm); Sphenolithus heteromorfus (Langhiano, circa 15 Ma, Appennino meridionale, Italia. 9µm ); Discoaster pentaradiatus (Tortoniano, circa 11 Ma, Appennino meridionale, Italia. 10µm). (Foto: Antonio Cascella)

Magnetismo ambientale. Analisi dei minerali magnetici come indicatori di variazioni ambientali e climatiche che sono avvenute nel passato. Queste analisi consentono di migliorare le conoscenze sui cambiamenti climatici sia a scala locale che globale, e di produrre nuovi vincoli alla modellizzazione degli stessi. Di particolare interesse sono gli studi effettuati su sedimenti prelevati nelle zone polari.

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La torre di perforazione del progetto Cape Roberts in Antartide (Foto: Leonardo Sagnotti)
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Sedimenti prelevati per le analisi paleomagnetiche nell’ambito del progetto Cape Roberts in Antartide (Foto: Leonardo Sagnotti)

Nell’ambito del magnetismo ambientale vengono analizzate le proprietà magnetiche delle polveri sottili atmosferiche (PM10) distinguendo quindi le polveri sottili naturali da quelle inquinanti di origine antropica. Le polveri vengono prelevate da filtri collezionati dalle centraline delle reti di monitoraggio della qualità dell’aria, dalle foglie degli alberi presenti in aree urbane ed extraurbane e licheni sia già presenti in aree urbane ed extraurbane che trapiantati.

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Immagine al microscopio elettronico di strutture pilifere della superficie inferiore di una foglia di Quercus Ilex con particolato magnetico antropico intrappolato (Sagnotti et al., 2009).

Paleomagnetismo e vulcani. Datazione paleomagnetica di lave ed ignimbriti prodotte da vulcani attivi, al fine di comprendere la storia eruttiva passata di un vulcano.

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Mappa delle colate laviche campionate per le analisi paleomagnetiche sull’isola di Sao Miguel, Arcipelago delle Azzorre, Portogallo (Di Chiara et al., 2014).

 

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Campionamento paleomagnetico di una colata lavica sull’isola di Sao Miguel, Arcipelago delle  Azzorre, Portogallo (Foto: Fabio Speranza)

 

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