Vulcanismo e Superfici planetarie
Il vulcanismo è un processo fondamentale che plasma le superfici planetarie e si verifica (o si è verificato) estensivamente sia sulla Terra che sugli altri pianeti “terrestri” del sistema solare (Mercurio, Venere e Marte), così come su alcuni altri corpi rocciosi (ad esempio la luna di Giove Io, attualmente estremamente attiva). Lo studio della composizione chimica dei prodotti vulcanici, sia lave che materiali piroclastici, e degli accumuli sedimentari derivati dal loro disfacimento, depositati su superfici planetarie fornisce informazioni uniche sulla loro evoluzione geodinamica e sui meccanismi fisici e chimici responsabili della differenziazione planetaria. Pertanto, i vulcani e i loro prodotti contribuiscono alla definizione dei processi che si verificano all’interno dei pianeti e sono responsabili della formazione e la differenziazione del magma.
Nell’ambito delle scienze planetarie, le osservazioni disponibili sono quasi esclusivamente indirette, ad eccezion fatta per rari casi di studi puntuali al suolo grazie a rover robotici. L’analisi spettrale (ad es. a infrarosso) è quindi tra i metodi più comunemente usati per ricavare informazioni sulla composizione approssimativa di terreni vulcanici presenti sulla superficie dei corpi planetari nel sistema solare. Dati a infrarosso sono anche stati usati per ottenere diverse altre caratteristiche dei depositi vulcanici, compresi lo stato fisico (coerente o sciolto), la struttura superficiale e la morfologia dei flussi lavici.
Tra i metodi a infrarossi, lo studio degli spettri di riflettanza ed emissività termica sono tra i più promettenti per caratterizzare le proprietà fisico-chimiche delle unità geologiche, i rapporti di età e le strutture di superficie che, considerati nel loro insieme definiscono i meccanismi geodinamici operanti durante l’evoluzione del pianeta. In particolare, l’analisi di spettri di emissività è in grado di gettare nuova luce sull’applicabilità diretta dei dati di telerilevamento per inferire la composizione approssimativa e lo stato fisico dei materiali geologici.
L’utilizzo delle misure di riflettanza/emissività su rocce affioranti su corpi planetari richiede dunque un solido database di riferimento di spettri di emissività di materiali geologici. Ad oggi, nonostante i tentativi effettuati per sviluppare database di materiali geologici, questi sono prevalentemente costituiti da spettri di minerali singoli che possono essere applicate per decifrare correttamente le composizioni delle rocce affioranti sulle superfici planetarie solo sulla base di ipotesi (talvolta forti) che permettono, tramite modellizzazione matematica, la ricostruzione dello spettro di una miscela a partire dagli spettri di una serie di minerali.
Le Competenze di UniPG
L’Università di Perugia rappresenta un’eccellenza a livello internazionale, dovuta all’acquisizione di fondi competitivi europei e alla presenza di laboratori unici e all’avanguardia, nel settore dello studio e della riproduzione dei processi vulcanici rilevanti per la geologia planetaria e nello sviluppo di nuove tecnologie per le misure delle reologie e le simulazioni di messa in posto di flussi lavici ad alte temperature e viscosità.
Questa esperienza maturata negli anni, e la possibilità di potenziare le attività e le funzionalità del laboratorio orientandolo anche allo studio della geologia planetaria, darà modo di risolvere il problema dell’applicabilità dei dati spettrali per inferire la storia geologica e l’evoluzione geodinamica dei pianeti terrestri come descritto dettagliatamente in seguito.
Obiettivo dell’Accordo è quindi l’integrazione delle competenze specifiche di UniPG nell’osservazione planetaria per un significativo avanzamento nella comprensione delle caratteristiche geologiche dei pianeti terrestri. La sintesi di campioni di laboratorio, l’analisi dei loro spettri e la generazione di un database di riferimento garantirà infatti il pieno sfruttamento dei dati raccolti dalle missioni spaziali passate, presenti e future.