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Modellizzazione Tettonica

RESPONSABILE LABORATORIO:

Chiara Del Ventisette 

 

DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA'

L’attività del Laboratorio, copre i seguenti campi:

Modellizzazione analogica di processi di estensione continentale a tutte le scale, da quella di bacino a quella delle placche;

Modellizzazione analogica di processi di collisione continentale e sviluppo di catene orogeniche e relativi sistemi a thrust;

Messa in posto di magma in vari contesti geodinamici

Tettonica di inversione

Analisi dell’evoluzione di bacini sedimentari.

Modellizzazione di flusso di ghiaccio

Modellizzazione di fenomeni franosi

 

STRUMENTI IN DOTAZIONE PRESSO IL LABORATORIO:

• Prototipo di apparato per deformazione di modelli analogici in condizioni di taglio puro e semplice. Tale macchina è dotata di due motori riduttori posti a 90° la spinta combinata permette di poter variare la geometria del movimento imposto alla placca mobile, quindi di simulare vari contesti deformativi. Al fine di simulare la risalita e la messa in posto di magma durante la deformazione della crosta terrestre, un pistone comandato elettricamente consente l’iniezione di silicone all’interno del modello.
• Centrifuga ad alta capacità, in grado di deformare modelli analogici in campo gravitazionale aumentato. Proprio questa caratteristica rende questo apparato particolarmente adatto per modellizzare processi geologici in cui i contrasti gravitazionali giocano un ruolo fondamentale, come messa in posto di magma, diapirismo e tettonica salina.
• Apparato di deformazione per taglio puro, costruito presso l’Hans Ramberg Tectonic Lab dell’Università di Uppsala (Svezia). Tale apparato permette di eseguire esperimenti in cui si modellizza la compensazione isostatica dell’astenosfera.
• Viscometro coni-cilindrico che permette di misurare la viscosità di materiali sperimentali duttili, come silicone.
• Optix 400 Laser Scanner (prodotto dalla 3D Digital Corp.): la tecnologia laser scanner permette l’acquisizione di dati digitali (coordinate x, y, z) della superficie dei modelli analogici. Scansioni successive permettono di ricostruire l’evoluzione nel tempo della topografia del modello, dislocazione e morfologia della faglie, ecc.
• Apparato fotogrammetrico per monitoraggio in dettaglio della deformazione superficiale dei modelli (sia come spostamento orizzontale che verticale) attraverso analisi della sovrapposizione di frange di luce polarizzata. L'apparato è composto da una fotocamera, e da un proiettore ad alta definizione controllati da un computer e fissata attraverso un sistema di binari a soffitto

TARIFFARIO PRESTAZIONI ED ANALISI: 

TARIFFARIO

 

 

LINK

http://www.igg.cnr.it/index.php/en/tectonic-modelization-laboratory

http://ethiopianrift.igg.cnr.it

 

 

Tectonic Modelling Laboratory

 

LABORATORY RESPONSIBLE:

Federico Sani 

 

 

DESCRIPTION OF ACTIVITIES:

Lines of research:

Continental extension processes at different scales

Emplacement of magma in various geodynamic processes

Continental collision processes, development of orogenic belts and related thrust systems

Inversion tectonics

Evolution of sedimentary basins

Modelling of ice-flow dynamics

Modelling of some landsliding processes

 

 

ANALYTICAL INSTRUMENTS:

Prototype apparatus for the deformation of analogue models under simple and pure shear conditions. The apparatus consists of two stepping motors with axis settled at 90°. The motors are connected to a mobile wall that transmits the deformation to the model. The resulting vector allows to vary the movement imposed to the mobile plate, thereby allowing the simulation of different deformation settings. A piston controlled by a third motor allows to simulate the emplacement of magma into the analogue continental crust.

 

Large-capacity centrifuge allowing the deformation of analogue models in enhanced gravitational field. This capability makes this apparatus particularly useful for modelling geological processes in which the gravitational contrast plays a fundamental role, such as during the emplacement of magma, diapirism and salt tectonics.

 

Pure shear squeeze box built at the Hans Ramberg Tectonic Lab, Uppsala University, Sweden. The apparatus allows to include in the modelling the isostatic compensation provided by asthenosphere.

 

Coni-cylindrical viscometer for the measurement of rheological properties (such as the viscosity) of ductile experimental materials, for instance silicone putty.

 

Optix 400 Laser Scanner (produced by 3D Digital Corp.): The laser scanner technology allows the reconstruction of accurate digital elevation models of the analogue experiments. Successive scans of the models allows the analysis of the evolution of model topography, fault displacement and morphology, ect.

 

Photogrammetric apparatus for the detailed monitoring of the deformation of the model surface (both vertical and horizontal motion) through analysis of superposed fringes of polarized light. The apparatus is composed by an high definition projector ad a pc-controlled high resolution camera.

 

ANALYTICAL COSTS

COSTS

 

 

LINK

http://www.igg.cnr.it/index.php/en/tectonic-modelization-laboratory

http://ethiopianrift.igg.cnr.it

 

 

PICTURES:

 

Prototipo di apparato per deformazione di modelli analogici in condizioni di taglio puro e semplice.

Apparatus for the deformation of models in pure and simple shear conditions.

 

 

Sistema di iniezione del magma analogico associate all’apparato di deformazione di taglio puro e semplice.

Magma Injection System of the pure/simple shear deformations apparatus

 

Centrifuga a grande capacità (che può ospitare modelli di dimensione massima 25cmx15cmx5cm)

Large-capacity centrifuge (maximum model dimensions are 25cmx15cmx5cm)

 

Optix 400 Laser Scanner (prodotto dalla 3D Digital Corp.): la tecnologia laser scanner permette l’acquisizione di dati digitali (coordinate x, y, z) della superficie dei modelli analogici. Scansioni successive permettono di ricostruire l’evoluzione nel tempo della topografia del modello, dislocazione e morfologia della faglie, ecc.

Optix 400 Laser Scanner (produced by 3D Digital Corp.): The laser scanner technology allows the reconstruction of accurate digital elevation models of the analogue experiments. Successive scans of the models allows the analysis of the evolution of model topography, fault displacement and morphology, ect.

 

Modelli digitali della superficie di un modello di rifting continentale deformato nell’apparato di centrifuga. Le successive scansioni mostrano l’evoluzione strutturale con l’approfondimento nella zona assiale del rift.

Digital model of the surface of lithospheric-scale continental rifting model deformed in the large-capacity centrifuge. Successive scans show the structural evolution with deepening of the axial zone of the rift.

 

 

Viscometro coni-cilindrico: questo apparato (costruito presso l’Hans Ramberg Tectonic Lab di Uppsala, Svezia) è progettato per misurare la viscosità del silicone ed altre misture duttili (come ad esempio, misture di sabbia e silicone, plastilina e silicone, ecc.)

Cony-cylindrical Viscometer: This apparatus was built at the Hans Ramberg Tectonic Lab of Uppsala, Sweden. It is designed to measure the viscosity of silicones and silicone mixtures (such as sand-silicone or plasticine-silicone mixtures).

 

Sezione longitudinale di un modello di rifting continentale a scala litosferica deformato nell’apparato di centrifuga.

Longitudinal cross-section of a lithospheric-scale continental rifting model deformed in the large-capacity centrifuge.

 

 

 

Sezione longitudinale di due modelli a scala litosferica di collisione continentale.

Longitudinal cross-sections of two lithospheric-scale models of continental collision.

 

 

 

 

Sezioni longitudinali di due modelli che mostrano anticlinali scollate sopra un livello duttile (sale) e le loro relazioni con la deposizione sin-tettonica.

Longitudinal cross-sections of two models showing detachment folds above a weak décollement simulating salt and the relations with syn-tectonic deposition.