1. GEOCHIMICA COMPUTAZIONALE E SPERIMENTALE

Conveners: Devis Di Tommaso (Queen Mary University of London); Caterina Gozzi (DST, Università di Firenze); Mattia La Fortezza (DISTAV, Università di Genova)
Relatore ad invito: Giulio Ottonello (Accademia Nazionale dei Lincei)

Che sia per la determinazione delle proprietà termodinamiche di solidi cristallini e di fluidi di varia natura o per lo studio delle cinetiche di reazione in gioco in vari processi geochimici, gli approcci sperimentale e modellistico-computazionale occupano un ruolo fondamentale nella quantificazione dei parametri chimico-fisici necessari a descrivere i diversi sistemi naturali. L’utilizzo di tecniche di caratterizzazione microscopiche e spettroscopiche ad alta risoluzione, come ad esempio le tecniche che utilizzano la radiazione da sincrotrone o lo scattering di neutroni, insieme alla necessità di comprendere fenomeni complessi a livello atomico-molecolare, hanno visto una crescente integrazione tra le sempre più potenti simulazioni molecolari, basate su modelli classici (Monte Carlo, dinamica molecolare) e quanto meccanici, e i metodi sperimentali più avanzati. I recenti sviluppi dell’approccio numerico-computazionale hanno inoltre permesso interpretazioni più accurate di dati sperimentali, consentendo a loro volta di realizzare specifici esperimenti per lo sviluppo di modelli geochimici che descrivano con maggiore precisione le reazioni e i processi studiati.
La sessione intende riunire contributi nel campo della termodinamica e della modellistica geochimica sensu lato affianco a studi basati sulle più diverse tecniche sperimentali e a contributi che mettano in risalto la complementarità dei due approcci. La sessione è rivolta dunque a 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 solide e soluzioni acquose; lo studio dei meccanismi e delle cinetiche di weathering chimico; la modellizzazione dei processi di nucleazione e crescita cristallina; il collegamento tra simulazioni molecolari dell’interfaccia tra minerali e soluzione e i modelli cinetici di crescita cristallina; lo sviluppo di modelli di trasporto reattivo a partire da osservazioni sperimentali; l’utilizzo di metodi statistici per l’analisi di dati composizionali. Sono particolarmente incoraggiati i contributi di giovani ricercatori.

2. GEOCHIMICA AMBIENTALE

Conveners: Maurizio Barbieri (DST, Università La Sapienza); Elisabetta Dore (DSCG, Università di Cagliari); Nicolas Greggio (BiGeA, Università di Bologna)
Relatore ad invito: Mauro Masiol (DAIS, Università Ca’ Foscari Venezia)

L’attenzione all’ambiente e alle sue problematiche ha conosciuto negli ultimi anni una crescita senza precedenti. Il merito è dovuto soprattutto ad una rilettura del rapporto tra uomo e ambiente, che ha favorito un mutato atteggiamento nei confronti dei problemi ambientali e ha aperto nuove opportunità di ricerca scientifica. La sessione di geochimica ambientale intende concentrarsi sullo studio del comportamento geochimico di elementi e composti potenzialmente tossici nelle cinque sfere che costituiscono l’ambiente (idrosfera, atmosfera, geosfera, biosfera e antroposfera) per valutarne le fonti, la distribuzione e le interazioni. Queste cinque sfere, strettamente interconnesse e in mutua interazione, si influenzano vicendevolmente e scambiano costantemente materia, energia e di conseguenza anche elementi e composti potenzialmente tossici. Gran parte di questa interazione avviene attraverso cicli biogeochimici in cui sono attivi differenti processi, con un ruolo crescente nel tempo dell’antroposfera. L’esempio più importante e preoccupante è il cambiamento climatico indotto dalla immissione dei gas-serra in atmosfera e gli eventi estremi correlati che possono aggravare una tendenza negativa della qualità dell’acqua. In questo quadro, particolarmente rilevanti sono gli studi geochimici ed isotopici riguardanti l’interazione tra uomo e ambiente che incide sulla loro coevoluzione a breve e medio termine. In particolare, la geochimica isotopica viene sempre più utilizzata nelle indagini scientifiche, dallo studio delle impronte isotopiche di rocce, suoli, fluidi ed altre matrici (ad esempio analisi di massa) allo studio delle variazioni isotopiche ad alta risoluzione spaziale (ad esempio tecniche in-situ). La sessione è dedicata ai molteplici aspetti della geochimica ambientale, quali i processi di interazione acqua-roccia, gli effetti antropici sulle matrici ambientali (in relazione al fondo geochimico naturale), la valutazione della qualità dell’aria, l’impatto sulla salute umana e la prospezione biogeochimica in ambienti naturali ed inquinati.

3. GEOCHIMICA IN AREE VULCANICHE, GEOTERMICHE E SISMICHE

Conveners: Alessandra Correale (INGV, Sezione di Palermo); Anna Gioncada (DST, Università di Pisa); Andrea Ricci (INGV, Sezione di Palermo)
Relatore ad invito: Sergio Calabrese (DISTEM, Università di Palermo)

Questa sessione approfondisce la complessa interazione tra i processi geologici e la composizione chimica ed isotopica di fluidi e rocce nei sistemi terrestri dinamici. Le regioni vulcaniche, geotermiche e sismiche offrono finestre uniche sui processi che avvengono nel sottosuolo della Terra, presentando opportunità per svelare meccanismi geochimici fondamentali e le loro implicazioni nella valutazione dei rischi, nell’esplorazione delle georisorse e nel monitoraggio ambientale.
Nei contesti vulcanici, le indagini geochimiche forniscono informazioni sulla genesi, l’evoluzione e la dinamica delle eruzioni magmatiche. La comprensione dei flussi di volatili dal mantello alla superficie terrestre, la ripartizione degli elementi e le composizioni isotopiche offrono preziose informazioni per la previsione delle eruzioni, le condizioni di stazionamento del magma e l’evoluzione dei sistemi vulcanici. Inoltre, il monitoraggio geochimico contribuisce alla valutazione della pericolosità vulcanica, legata a emissioni di gas e a eruzioni piroclastiche e laviche, ed è cruciale per mitigare il rischio vulcanico per le popolazioni umane e le infrastrutture.
Le aree geotermiche fungono da laboratori naturali per esplorare il calore e la circolazione dei fluidi attraverso la crosta terrestre. I traccianti geochimici svelano la dinamica dell’interazione tra fluidi e rocce, la connettività dei reservoir ed il potenziale geotermico. Le analisi isotopiche chiariscono l’origine e la circolazione dei fluidi, e l’evoluzione termica dei sistemi naturali, guidando la produzione sostenibile di energia geotermica e le strategie di gestione delle risorse naturali.
Le zone sismiche mostrano interazioni complesse tra forze tettoniche, deformazione delle rocce e migrazione dei fluidi. Le indagini geochimiche aiutano a comprendere i processi nelle zone di faglia, le reazioni indotte dallo stress e il rilascio di fluidi innescato dalla sismicità. Le firme isotopiche nei fluidi sismici offrono indizi sui precursori sismici, la riattivazione delle faglie e la nucleazione dei terremoti, migliorando la nostra comprensione della dinamica dei terremoti e della valutazione dei rischi.
Questa sessione vuole offrire ai ricercatori una occasione di scambio di conoscenze, metodologie e casi studio sulla geochimica in ambienti vulcanici, geotermici e sismici. Accogliamo con entusiasmo contributi che si concentrano sull’importanza, sui recenti progressi e sulle applicazioni della geochimica utilizzando dati provenienti da studi di casi naturali, esperimenti di laboratorio, calcoli teorici, modelli geochimici e approcci integrati. Inoltre, sono benvenuti contributi che presentano sviluppi metodologici e tecnologici.

4. COSMOCHIMICA E SCIENZE PLANETARIE

Conveners: Nadia Balucani (DCBB, Università di Perugia); Martina Casalini (DST, Università di Firenze); Maximiliano Fastelli (FISGEO, Università di Perugia)
Relatore ad invito: Valentina Galluzzi (INAF, Roma)

Lo studio della formazione, dell’evoluzione e dell’attuale funzionamento dei vari ambienti all’interno del sistema solare e oltre è fondamentale per comprendere la composizione, la storia evolutiva e la dinamica dei corpi celesti. Questi studi comportano l’analisi di campioni come meteoriti e materiali provenienti da missioni spaziali, oltre alle osservazioni raccolte da missioni su vari corpi celesti. Questa sessione è incentrata principalmente sulla valutazione completa dei pianeti, dei sistemi planetari, dei loro processi di formazione e della loro potenziale abitabilità. La cosmochimica e le scienze planetarie sono campi profondamente interdisciplinari, che incorporano conoscenze provenienti da varie discipline come l’astronomia planetaria, la geologia, la geochimica, l’astrobiologia, la geofisica, l’analisi dell’atmosfera e lo studio dei pianeti extrasolari. Questa sessione mira a raccogliere tutti i tipi di studi planetari, compresi i modelli geochimici che ricostruiscono l’interno dei pianeti o gli studi teorici sulla fisica dei minerali. In questo contesto si inserisce anche la ricerca sui pianeti extrasolari. Inoltre, sono apprezzati contributi sull’analisi di materiale meteoritico, la caratterizzazione spettrale di analoghi planetari e l’interpretazione delle caratteristiche spettrali osservate attraverso sonde spaziali e rover sui corpi celesti. Ricercatori di diversa estrazione scientifica sono invitati a partecipare attivamente a questa sessione. L’obiettivo è favorire discussioni costruttive e offrire l’opportunità di coltivare collaborazioni multidisciplinari.