1.GEOCHIMICA SPERIMENTALE E COMPUTAZIONALE

Conveners: Donato Belmonte (Università di Genova); Barbara Cantucci (INGV Sezione di Roma); Giuseppe Saldi (Università di Perugia)
Plenarist Speaker: Pascale Bénézeth (University of Toulouse, France)
Invited Speaker: Marc Blanchard (University of Toulouse, France)

Gli approcci sperimentale e modellistico-computazionale rivestono un ruolo fondamentale nella quantificazione dei parametri chimico-fisici necessari a descrivere i processi geochimici che controllano l’evoluzione dei sistemi naturali. L’impiego di diversi metodi sperimentali e tecniche di caratterizzazione microscopica e spettroscopica ad alta risoluzione rappresenta uno strumento essenziale per lo sviluppo di modelli geochimici su diverse scale spazio-temporali e per la messa a punto di numerose applicazioni industriali e ambientali. Parallelamente, lo sviluppo e l’integrazione di metodi di calcolo quanto-meccanici avanzati risultano indispensabili per lo studio di sistemi geochimici a condizioni non accessibili attraverso l’utilizzo dei tradizionali metodi di calcolo e sperimentazione, permettendo una descrizione più accurata dei processi studiati.
La sessione intende riunire contributi nel campo della termodinamica e della modellistica geochimica sensu lato, affiancando studi basati sulle più diverse tecniche sperimentali a lavori che mettano in risalto la complementarità tra approccio sperimentale e teorico-computazionale. La sessione mira a trattare un ampio spettro di tematiche geochimiche quali: lo studio delle proprietà termodinamiche di solidi cristallini e specie acquose; la determinazione del frazionamento isotopico di vari elementi tra fasi diverse; lo studio dei meccanismi e delle cinetiche di weathering geochimico; la modellizzazione dei processi di nucleazione e crescita cristallina; lo sviluppo di modelli di trasporto reattivo a partire da osservazioni sperimentali. Sono particolarmente incoraggiati i contributi di giovani ricercatori.

2. CICLI BIOGEOCHIMICI E ATTIVITÀ ANTROPICHE: LA VISIONE DELLA GEOCHIMICA AMBIENTALE

Conveners: Federico Floreani (Università di Trieste); Antonio Randazzo (INGV Sezione di Roma); Daniela Varrica (Università di Palermo)
Plenarist Speaker: Riikka Rinnan (Københavns Universitet, Denmark)
Invited Speaker: Sergio Balzano (Stazione Zoologica Anton Dohrn)

La geochimica ambientale rappresenta un campo di studio cruciale per comprendere i processi che regolano la distribuzione e l’evoluzione degli elementi chimici nei principali comparti del sistema Terra: atmosfera, idrosfera, litosfera e biosfera. Queste sfere sono interconnesse da cicli naturali di materia ed energia, che determinano la distribuzione e mobilità degli elementi e composti chimici, la disponibilità di nutrienti e la resilienza degli ecosistemi. L’intervento umano sta profondamente modificando questi equilibri naturali mediante l’introduzione nell’ambiente di contaminanti chimici potenzialmente dannosi e molecole sintetiche recalcitranti e bioresistenti. Il risultato è una modifica della composizione geochimica di fondo degli ambienti naturali ed un impatto negativo sulla qualità dei suoli, sedimenti, acque, aria e quindi un deterioramento degli ecosistemi.
La sessione si propone di esplorare i processi naturali (abiotici e biotici) e antropici sul comportamento geo(bio)chimico degli elementi mediante approcci sperimentali, osservazioni di campo e modelli concettuali o numerici sviluppati a diverse scale spaziali e temporali. Particolare attenzione sarà dedicata all’integrazione dei dati geochimici con strategie di gestione ambientale, promuovendo una visione olistica che consideri sia i processi naturali sia l’influenza crescente dell’uomo sull’ambiente, integrando obiettivi complementari quali ad esempio la mitigazione dell’impatto ambientale, il recupero di materie prime critiche e la promozione di fonti di energia rinnovabili e sostenibili. Questo approccio rende possibile la comprensione dei processi di trasformazione e di trasferimento di materia ed energia tra i diversi comparti ambientali, fornendo utili strumenti per eseguire previsioni future nell’ottica di nuove forzanti quali quelle connesse ai cambiamenti globali.
La sessione si configura come una piattaforma di dialogo e confronto interdisciplinare tra ricercatori, professionisti ed enti impegnati nella gestione ambientale, favorendo una discussione approfondita sulle sfide emergenti e sulle opportunità offerte dalla geochimica ambientale per comprendere i cicli geo(bio)chimici ed i processi naturali con la valutazione dell’impatto antropico sui sistemi naturali. Sono pertanto incoraggiati contributi rivolti: (i) allo sviluppo tecnologico di approcci innovativi per il monitoraggio, la modellizzazione e la mitigazione dei fenomeni geochimici legati all’inquinamento; (ii) allo studio della biodisponibilità e della mobilità degli elementi chimici tra i diversi comparti ambientali; (iii) alla valutazione del rischio e dell’efficienza di tecniche innovative di risanamento e bonifica; (iv) alla gestione sostenibile delle risorse; (v) alla tutela degli ecosistemi e della salute umana.

3. ANALISI ISOTOPICHE: SVILUPPI RECENTI ED APPLICAZIONI EMERGENTI

Conveners: Fausto Grassa (INGV, Sezione di Palermo); Massimo Marchesi (Università La Sapienza); Eleonora Regattieri (CNR IGG)
Plenarist Speaker: Thomas Röckmann (Utrecht University, Netherlands)
Invited Speaker: Mary Anne Tafuri (Università La Sapienza)

Le analisi isotopiche rappresentano da sempre uno strumento geochimico fondamentale per lo studio di molteplici aspetti legati alle geoscienze, ma non solo. Negli ultimi anni, metodi innovativi quali, ad esempio, la Compound-Specific Isotope Analysis (CSIA), le analisi clumped, le analisi multi-isotopiche (come il triplo ossigeno) o l’analisi di isotopi non convenzionali hanno ulteriormente potenziato questo approccio.
Tali metodologie, congiuntamente ad approcci più classici come le analisi isotopiche bulk, stanno da un lato consolidando e dall’altro aprendo molteplici campi di ricerca, come ad esempio quello dei geotermometri e, più in generale, della tracciabilità dell’origine e dei processi che interessano diverse matrici e sostanze, sia naturali sia antropiche.
Sono benvenuti in questa sessione contributi inerenti all’utilizzo degli isotopi stabili e non negli ambiti delle geoscienze e affini, in particolare quelli che fanno uso di tecniche innovative quali la CSIA, le analisi clumped e altre ancora, sia a livello di sviluppo analitico e di approccio metodologico, sia in studi di laboratorio che, soprattutto, in applicazioni a scala di campo.

4. GEOCHIMICA DEI SISTEMI MAGMATICO-IDROTERMALI: APPROCCI MULTIDISCIPLINARI PER IL MONITORAGGIO VULCANICO E PER L’ESPLORAZIONE GEOTERMICA E DELLE GEORISORSE

Conveners: Federico Floreani (Università di Trieste); Antonio Randazzo (INGV Sezione di Roma); Daniela Varrica (Università di Palermo)
Plenarist Speaker: Riikka Rinnan (Københavns Universitet, Denmark)
Invited Speaker: Sergio Balzano (Stazione Zoologica Anton Dohrn)

Nelle aree vulcaniche e/o geotermiche sono attivi diversi processi fisico-chimici in grado di caratterizzare le condizioni termiche e di pressurizzazione dei reservoir magmatici e geotermici, la tipologia di manifestazioni naturali distribuite in superficie, la composizione chimica ed isotopica dei fluidi emessi, la genesi dei giacimenti minerari e definire lo stile eruttivo. Nel loro complesso, i fenomeni vulcanici rappresentano un meccanismo fondamentale di trasferimento di massa ed energia dal mantello terrestre verso la crosta, l’idrosfera, la biosfera e l’atmosfera. I volatili essolvono dal magma sia per decompressione durante la risalita (first boiling), sia a causa della cristallizzazione frazionata in reservoir stagnanti nella crosta (second boiling). Durante la migrazione verso la superficie, i fluidi magmatici ad alta temperatura interagiscono con le rocce, modificandone la composizione chimica e mineralogica, innescano moti convettivi nelle formazioni permeabili, si mescolano con le acque di infiltrazione superficiale e possono subire processi di separazione di vapore per decompressione prima di essere emessi in atmosfera.
Attraverso lo studio delle caratteristiche chimiche ed isotopiche delle paragenesi mineralogiche, delle inclusioni fluide in minerali e magmi e dei fluidi emessi dalle manifestazioni naturali in superficie e da pozzi geotermici, è possibile identificare l’origine di questi fluidi, i processi di interazione acqua-roccia e le condizioni termodinamiche presenti in profondità, come le temperature e pressioni dei reservoir geotermici o dei plumbing systems magmatici. Più in generale, questi studi multidisciplinari permettono di definire e investigare le dinamiche di un sistema magmatico e geotermico per finalità di monitoraggio vulcanico, esplorazione mineraria e produzione di energia geotermica.
Questa sessione riguarda tutti gli aspetti multidisciplinari del degassamento magmatico in aree vulcaniche e/o geotermiche ad alta entalpia mediante studi diretti su matrici fluide e rocciose e indagini di telerilevamento. L’obiettivo principale è l’identificazione dei processi e la quantificazione delle emissioni naturali per una migliore comprensione dei fenomeni vulcanici e, più in generale, delle dinamiche attive nei sistemi vulcanici e/o geotermici. Sono ben accetti contributi relativi al miglioramento o allo sviluppo di nuove tecniche di indagine volte all’avanzamento metodologico e tecnologico nel campo della geochimica dei sistemi magmatico-idrotermali.