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Un nuovo servizio operativo per il monitoraggio delle deformazioni nei vulcani attivi

Monitorare le deformazioni della superficie terrestre in aree vulcaniche attive, in luoghi spesso di difficile accesso, può non essere un compito facile. Il telerilevamento satellitare può fare la differenza rispetto alle tecniche in-situ, grazie alla sua capacità di coprire aree molto vaste, con una densità di punti di misura molto elevata e a costi relativamente bassi. Questi risultati saranno presentati il 9 aprile a Vienna in una conferenza scientifica (Sala M2 alle 9:30) e una conferenza stampa (alle 13:00) nel corso della prossima Assemblea Generale dell'Unione Geofisica Europea (EGU) che si terrà dal 7 al 12 aprile.
L'interferometria SAR differenziale satellitare (DInSAR) permette di misurare le deformazioni del suolo con un'elevata precisione e in qualsiasi condizione atmosferica. La crescente diffusione dell'uso di questa tecnica è dovuta alla recente disponibilità di grandi archivi di dati SAR facilmente accessibili, come quelli forniti, dalla fine del 2014, dalla costellazione Copernicus Sentinel-1. Attualmente Sentinel-1 fornisce dati SAR con una cadenza fino a 6 giorni su tutta la Terra. È quindi chiaro che con una disponibilità di dati così ampia, globale, costante e affidabile è possibile utilizzare la tecnica DInSAR per scopi di monitoraggio, come quelli relativi alle misurazioni del movimento del suolo nelle aree vulcaniche.
In questo campo i ricercatori dell'IREA-CNR hanno sviluppato un servizio operativo per monitorare la deformazione crostale nei vulcani attivi attraverso l'uso della tecnica DInSAR e dei dati Sentinel-1. Il sistema progettato è completamente automatico e il processo è attivato dalla disponibilità, per ogni sito vulcanico monitorato, di nuovi dati Sentinel-1. I dati satellitari vengono acquisiti ed elaborati attraverso la nota tecnica DInSAR P-SBAS (Parallel Small BAseline Subset), completamente sviluppata presso l’IREA-CNR, che permette la generazione delle serie temporali di deformazione dell'area investigata.
In qualità di Centro di Competenza (CdC) del Dipartimento di Protezione Civile (DPC), l’IREA utilizza tale servizio per monitorare la deformazione del suolo dei principali vulcani italiani attivi, come la caldera dei Campi Flegrei, il Vesuvio, Ischia, l’Etna e lo Stromboli, e fornisce aggiornamenti mensili sullo stato di deformazione dei vulcani al Dipartimento e altri Centri di Competenza dedicati al monitoraggio dei vulcani.

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Terremoto in Croazia: le deformazioni del suolo misurate dallo spazio
L’evento si è verificato lungo una faglia trascorrente destra, nota in letteratura come faglia di Petrinja, ed è stato preceduto da due scosse sismiche di magnitudo 4.7 e 5.2, verificatesi il 28 dicembre. Nelle ore e nei giorni successivi si sono inoltre verificate numerose scosse di assestamento che hanno raggiunto una magnitudo massima di 4.8.
Tramite la tecnica dell’Interferometria Differenziale Radar ad Apertura Sintentica (DInSAR), un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR) ha studiato il campo di deformazione superficiale indotto dall’evento sismico. In particolare, sono stati utilizzati i dati acquisiti dal satellite europeo Sentinel-1 il 18 e il 30 dicembre 2020 lungo orbita ascendente e il 23 dicembre 2020 e il 4 gennaio 2021 lungo orbita discendente, che hanno permesso di produrre gli interferogrammi mostrati in Figura 1a e 1b. In essi, ogni fascia di colore (frangia) indica uno spostamento del suolo di circa 2.8 centimetri, con una deformazione massima di circa 40 centimetri.
A partire dagli interferogrammi generati, sono state poi derivate le corrispondenti mappe di deformazione (vedi Figura 1c e 1d) tramite appropriate procedure note come phase unwrapping. Nel caso dell’orbita ascendente, la mappa mostra una deformazione caratterizzata da valori negativi fino a un massimo di -32 cm e valori positivi fino a un massimo di 38 cm, che indicano rispettivamente l’aumento e la diminuzione della distanza tra il sensore e il suolo. Nel caso dell’orbita discendente, la mappa mostra una deformazione caratterizzata da valori negativi fino a un massimo di -16 cm e valori positivi fino a un massimo di 29 cm.
Inoltre, combinando le mappe di deformazione ottenute dalle immagini Sentinel-1 ascendenti e discendenti, è stato possibile stimare gli spostamenti, sia per quanto concerne la componente verticale (Figura 1e), sia nella direzione est-ovest (Figura 1f). La mappa di spostamento verticale mostra un’area affetta da una subsidenza massima di -13 cm e da una zona in sollevamento con valori massimi di 19 cm; inoltre, la mappa di spostamento orizzontale mostra spostamenti massimi di 43 cm verso ovest e di 42 cm verso est.

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Sei ricercatori IREA nella lista dei World's Top Scientists
La rivista internazionale Plos Biology ha pubblicato recentemente uno studio che individua i ricercatori scientifici più citati al mondo nelle varie discipline nel corso della loro carriera. Lo studio si basa sui dati ricavati da Scopus, il principale database per le pubblicazioni scientifiche, relativi a 7 milioni di ricercatori di università e centri di ricerca di tutto il mondo in 22 aree scientifiche e 176 sottocategorie.
L'elenco, redatto da tre ricercatori della Stanford University, contiene circa 160.000 nomi e include gli scienziati che sono tra i primi 100.000 in tutti i campi e quelli che sono nel 2% al top nelle loro specifiche aree di ricerca.
Nell'elenco dei “Top Scientist” mondiali figurano 6 ricercatori dell’IREA-CNR, a conferma della qualità della ricerca scientifica dell’Istituto. Sono Romeo Bernini, Gianfranco Fornaro, Riccardo Lanari, Francesco Mattia, Francesco Soldovieri ed Eugenio Sansosti.
Romeo Bernini è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli. La sua attività di ricerca è rivolta allo sviluppo di sensori in fibra ottica e sensori optoelettronici ed optofluidici integrati per applicazioni ambientali, industriali, biochimiche e biomedicali. E’ stato visiting scientist presso il DIMES (Delft Institute of Microelectronics and Submicrontechnology), Technical University of Delft. Nel 2001 ha vinto il best Doctoral Thesis Award in Optoelectronics del IEEE-LEOS Italian Chapter. E’ autore di oltre 100 pubblicazioni su riviste internazionali.
Gianfranco Fornaro è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli e svolge attività di ricerca nel campo dell’elaborazione di dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR). Ha tenuto corsi in qualità di Professore Aggiunto in diverse Università nell’area Telecomunicazioni, attualmente presso l’Università Federico II. E’ stato visiting scientist presso l’Ente Spaziale Tedesco ed il Politecnico di Milano, e consulente scientifico per conto delle Nazioni Unite. Ha svolto attività di docenza anche in diverse Scuole di Alta formazione presso Enti di Ricerca internazionali, tra cui l’Agenzia Aerospaziale Giapponese a Tokyo e l’Agenzia Spaziale Argentina per conto della IEEE. E’ stato docente delle Lecture Series della NATO e dal 2013 svolge lezione presso la “Summer School on Radar/SAR” del Fraunhofer Institute a Bonn. Dal 2017 è Fellow della IEEE. Ha ricevuto diversi premi e riconoscimenti internazionali tra cui il premio Mountbattern della IEE nel 1997 ed il premio “Best Paper Award” della rivista IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters nel 2011.
Riccardo Lanari è Dirigente di ricerca e Direttore del CNR-IREA dal dicembre 2010. I suoi interessi di ricerca riguardano principalmente l’elaborazione numerica dei dati Radar ad Apertura Sintetica (SAR). E’ autore di più di 120 lavori pubblicati su riviste internazionali, di un libro edito dalla casa editrice americana CRC-PRESS e di due brevetti. E’ stato visiting scientist presso l’Istituto per le Scienze Spaziali ed Astronautiche (ISAS, Giappone), l’Istituto per le Radio-Frequenze dell’Ente Spaziale Tedesco (DLR, Germania), il Jet Propulsion Laboratory (JPL, USA); in quest'ultimo caso ha ricevuto dalla NASA una Recognition (nel 1999) ed un Award (nel 2001). E’ Distinguished Speaker della Geoscience and Remote Sensing Society della IEEE (IEEE-GRSS) e Fellow della IEEE society. Nel 2015 ha vinto il premio “Guido D’Orso” per la sezione Ricerca. Nel novembre 2016 è stato nominato dalla European Geosciences Union (EGU) vincitore della Christiaan Huygens Medal 2017 della EGU. E’ stato insignito nel 2020 dell’IEEE GRSS Fawwaz Ulaby Distinguished Achievement Award per gli eccezionali contributi e la leadership nei settori della elaborazione di dati SAR e InSAR.
Francesco Mattia è Primo Ricercatore del CNR-IREA e responsabile della Sede secondaria dell‘IREA di Bari. E’ stato visiting scientist presso la University of California, Santa Barbara (USA) e presso la Ohio State University (USA). E’ stato membro dell’Earth Science Advisory Committee dell'ESA e del Comitato consultivo dell'ASI per le attività di osservazione della terra italiane in ESA. La sua attività scientifica riguarda principalmente l'interpretazione fisica e la modellizzazione dello scattering elettromagnetico da superfici terrestri e l'inversione di dati SAR in parametri biogeofisici come il contenuto di umidità del suolo, la rugosità del suolo e la biomassa della vegetazione.
Eugenio Sansosti è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli dove si occupa di tecniche di elaborazione dei segnali SAR e le loro applicazioni alla geofisica. È stato Professore a Contratto di Teoria dei Segnali presso l’Università degli Studi di Reggio Calabria e di Comunicazioni Elettriche e Teoria dei Segnali presso l’Università degli Studi di Cassino. Ha collaborato con l’Agenzia Spaziale Tedesca (DLR, Germania), con il Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California (JPL, USA) ed è stato Image Processing Adviser presso l’Istituto Tecnologico de Aeronautica (ITA), Sao José dos Campos, SP, Brasile, per conto delle Nazioni Unite (ONU). È stato membro del team italiano di supporto scientifico alla Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) della N.A.S.A. E’ Senior Member dell’IEEE.
Francesco Soldovieri è Dirigente di ricerca presso l’IREA di Napoli. I suoi principali interessi di ricerca riguardano la diagnostica elettromagnetica, la diffusione elettromagnetica inversa, le applicazioni di radar imaging, la diagnostica di antenne, il monitoraggio dello stato del mare da dati radar. E’ stato Principal Investigator/Technical Manager di progetti nazionali ed Internazionali, tra i quali ISTIMES (FP7), HERACLES (H2020) e AMISS (FP7-Marie Curie Action), e Presidente della Division on Geosciences Instrumentation and Data Systems della European Geosciences Union. Ha fatto parte del team di Marsis coinvolto nell’attività di ricerca che ha condotto alla scoperta dell’acqua liquida su Marte; i risultati sono stati pubblicati su Science e Nature Astronomy. Inoltre, è stato coinvolto nello studio della stratigrafia del sottosuolo, a mezzo georadar, della faccia nascosta della Luna, come testimoniato dal lavoro pubblicato su Science Advances. E’ autore di circa 240 lavori riviste internazionali, di 10 capitoli di libro e curatele ed è stato Editor dei libri “Sensing the Past” e “ICT for Smart Water Systems: Measurements and Data Science”, editi da Springer nel 2017 e 2021.
L’articolo, dal titolo “Updated science-wide author databases of standardized citation indicators” è pubblicato al link:
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000918
I dati sono ricavabili dalla tabella Table-S6-career-2019.xlsx scaricabile a questo link: https://data.mendeley.com/datasets/btchxktzyw/2
Uno studio del CNR-IREA evidenzia l’assenza di fenomeni deformativi pre-crollo del ponte Morandi di Genova nelle osservazioni radar satellitari
A seguito del tragico avvenimento, un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA, Napoli) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha condotto uno studio approfondito, basato sull’elaborazione di dati radar satellitari, sui possibili movimenti pre-crollo associati all’area interessata dal disastroso evento nell’ambito delle attività svolte in qualità di Centro di Competenza per il Dipartimento di Protezione Civile Italiana per lo studio da satellite dei fenomeni di deformazione del suolo e del costruito. Tale studio ha dimostrato l’assenza di significativi spostamenti precursori del crollo del ponte Morandi, nelle osservazioni radar satellitari, in evidente contrasto con quanto riportato nel lavoro di Milillo et al. (2019) dal titolo “Pre-Collapse Space Geodetic Observations of Critical Infrastructure: The Morandi Bridge, Genoa, Italy”, pubblicato sulla rivista scientifica Remote Sensing, aprendo così nuovi margini di discussione.

“Le caratteristiche di questi sensori, in particolare la risoluzione spaziale molto spinta (pochi m) e la lunghezza d’onda molto corta (circa 3 cm)” aggiunge l’ing. Diego Reale, ricercatore IREA partecipante al team, “hanno consentito di effettuare un’analisi dettagliata delle deformazioni relative ad un’infrastruttura complessa come il ponte Morandi, in termini di densità di punti di misura e di capacità di monitorare nel tempo il comportamento dell’intera struttura, con accuratezze millimetriche”.
“I prodotti delle elaborazioni interferometriche ottenute utilizzando due approcci indipendenti e alternativi, quali la tecnica Small BAseline Subset (SBAS) e la tecnica di Tomografia SAR, hanno mostrato una significativa consistenza e similarità tra loro in termini sia di copertura spaziale sia di entità della deformazione misurata” sottolinea l’ing. Manuela Bonano, altro ricercatore IREA membro del team, “confermando la sostanziale assenza di movimenti superficiali precursori del crollo del ponte Morandi”.
I risultati ottenuti sono stati presentati nel lavoro dal titolo “Comment on “Pre-Collapse Space Geodetic Observations of Critical Infrastructure: The Morandi Bridge, Genoa, Italy”, by Milillo et al. (2019)", pubblicato a Dicembre 2020 sulla stessa rivista scientifica Remote Sensing.
Foto in copertina: LaPresse
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Innovazione e spazio: appuntamento a Napoli con il NASA Space Apps Challenge
L’obiettivo dell'evento è proporre idee e soluzioni innovative alle 20 sfide globali selezionate dalla NASA per la vita sulla terra e nello spazio, utilizzando i dati messi a disposizione dall’Agenzia spaziale americana e da 13 agenzie spaziali partner, tra cui l’europea ESA e l’italiana ASI.
La sessione napoletana dell'hackathon è organizzata dal Consolato Generale degli Stati Uniti d’America a Napoli e dal Distretto Aerospaziale della Campania – DAC, in collaborazione con il Center for Near Space dell’Italian Institute for the Future, il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università Federico II, l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del CNR, e l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte dell’INAF, con il sostegno della Camera di Commercio Irpinia-Sannio, la partecipazione di Unina Rockets e Intesa Sanpaolo, sotto il patrocinio della Regione Campania.
L'evento si svolgerà presso il Polo Universitario di San Giovanni a Teduccio dell’Università degli Studi di Napoli Federico II i prossimi 5 e 6 ottobre 2024.
Al termine della presentazione dei progetti saranno selezionati tre team vincitori che riceveranno dei premi messi in palio dagli organizzatori locali e parteciperanno successivamente alla selezione internazionale. I vincitori di quest'ultima (10 a livello mondiale) parteciperanno all'evento finale "Winners Celebration" presso il quartier generale della NASA a Washington, USA.
Un bootcamp aperto a tutti coloro che parteciperanno a Space Apps Napoli 2024 si terrà il 3 ottobre presso l'Osservatorio Astronomico di Capodimonte (INAF). Sarà l’occasione per familiarizzare con i Local Lead che guideranno i partecipanti durante le giornate dell'hackathon offrendo preziosi consigli. Ci sarà uno Special Guest e, a valle del Welcome Cocktail, sarà possibile osservare le stelle al telescopio.
Per partecipare occorre registrarsi sul sito di Space Apps Challenge al link href=https://www.spaceappschallenge.org/nasa-space-apps-2024, scegliere l’evento locale di Napoli, formare un team o unirsi a un team già esistente.
Tutti i dettagli sull’evento e sono disponibili a questo link
https://www.spaceappschallenge.org/nasa-space-apps-2024/2024-local-events/napoli/
Scarica qui la broshure
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Francesco Soldovieri nominato Fellow dell'IEEE

Francesco Soldovieri, Direttore dell'IREA, è stato nominato "Fellow" dell'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
IEEE è un'associazione professionale americana che rappresenta ingegneri elettrici ed elettronici e altre figure professionali correlate. Fondata nel 1963, l'EEE ha sede a New York (USA) e il suo scopo principale è promuovere l'innovazione e l’eccellenza tecnologica a beneficio dell'umanità.
Dal 1964, attraverso il programma IEEE Fellow, l'IEEE riconosce le persone che hanno contribuito in modo significativo al progresso dell'ingegneria, della scienza, della tecnologia e della società in generale.
IEEE Fellow è un riconoscimento riservato ai membri IEEE che si sono distinti in uno qualsiasi dei campi di interesse dell'IEEE e che sono ritenuti idonei a questa prestigiosa elevazione di grado.
Ogni anno, a seguito di una rigorosa procedura di valutazione, il Comitato per l'elevazione a Fellow dell'IEEE raccomanda un gruppo selezionato di destinatari. Solo lo 0,1% dei membri votanti viene selezionato ogni anno per questa importante onorificenza.
L’ing. Soldovieri ha ricevuto questo importante riconoscimento per i "contributi all’analisi teorica dei problemi inversi, alla tomografia a microonde e alle loro applicazioni".
Link: IEEE Fellow Class 2025
Christiaan Huygens Medal 2025 a Francesco Soldovieri
Francesco Soldovieri, Direttore dell'IREA, è stato nominato vincitore della medaglia Christiaan Huygens 2025, uno dei premi che l'European Geosciences Union (EGU) assegna ogni anno a eminenti scienziati per il loro straordinario contributo alla ricerca nelle scienze della Terra, planetarie e spaziali.
In particolare, la medaglia Christiaan Huygens viene assegnata per innovazioni, scoperte o contributi significativi che hanno portato a progressi rilevanti nel settore della “Geosciences Instrumentation and Data Systems”.
Tra i principali contributi scientifici del dott. Soldovieri ci sono le prime immagini del sottosuolo del lato oscuro della Luna grazie al Lunar Penetrating Radar della missione Chang'e 4; la prima applicazione aerea della tomografia radar a microonde per il monitoraggio di ghiacciai e ambienti desertici; la mappatura di un tempio dorico nell'area archeologica di Paestum. I suoi approcci innovativi sono stati applicati anche ai sistemi radar satellitari ad apertura sintetica e ai sistemi radar in banda X per il monitoraggio dello stato del mare.
Francesco Soldovieri è stato una figura chiave nell'esplorazione del sottosuolo marziano utilizzando radar a bassa frequenza, contribuendo alla scoperta di acqua liquida su Marte nel 2018. L'eccellenza della sua ricerca scientifica è dimostrata da un numero considerevole di articoli pubblicati su riviste leader con quasi 8000 citazioni e un H-index di 44 (fonte Scopus).
Il premio sarà consegnato nel corso della prossima Assemblea Generale EGU, che si terrà a Vienna dal 27 aprile al 2 maggio 2025.
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Premio "Best Paper Presented by a Young Researcher" a Weili Tang
Nell’ambito dell’IEEE International Workshop on Technologies for Defense and Security (TechDefense 2024), tenutosi a Napoli dall’11 al 13 novembre 2024, Weili Tang, studentessa di dottorato presso l’Università degli Studi di Napoli “Parthenope” con una borsa di studio finanziata dall’IREA, ha ricevuto il premio per il secondo posto nella categoria "Best Paper Presented by a Young Researcher". Il riconoscimento è riservato al miglior articolo scritto o co-scritto e presentato da un ricercatore di età inferiore ai 35 anni.
Gli articoli sono stati valutati in base a criteri quali il merito tecnico, l’originalità, il potenziale impatto sul settore, la chiarezza del testo scritto e la qualità della presentazione durante la conferenza.
Il lavoro premiato, intitolato “Deep Learning-Based Persistent Scatterers Detection: First Results” (Autori: Weili Tang, Università di Napoli “Parthenope” e IREA-CNR; Simona Verde, CNR-IREA; Sergio Vitale, Giampaolo Ferraioli, Gilda Schirinzi e Vito Pascazio, Università di Napoli “Parthenope”; Gianfranco Fornaro, CNR-IREA), riguarda l’utilizzo di tecniche di Intelligenza Artificiale per la rilevazione di Scatteratori Persistenti nell’Interferometria Radar ad Apertura Sintetica (SAR).
Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nel monitoraggio delle deformazioni del suolo dallo spazio, trovando applicazioni in diversi settori legati alla gestione dei rischi naturali, con particolare attenzione al controllo di frane, deformazioni del terreno e infrastrutture.
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Premio Young Investigators a Mariateresa Allocca, ricercatrice dell’IREA-CNR
Nell'ambito del 5° World Congress on Electroporation & Pulsed Electric Fields in Biology, Medicine, Food and Environmental Technologies, che si è tenuto a Roma dal 15 al 19 Settembre 2024, la Dott.ssa Mariateresa Allocca, ricercatrice TD presso l'IREA di Napoli, ha ricevuto il terzo premio nella categoria Basic Science nell’ambito della Young Investigator Competition riservata a giovani ricercatori under 35.
Il poster presentato, dal titolo "Reversible and irreversible electroporation mechanisms: an in vitro study on two pancreatic cancer cell models" (autori: Mariateresa Allocca, Luigi Sapio, Anna Sannino, Olga Zeni, Maria Rosaria Scarfì, Stefania Romeo), tratta lo studio del fenomeno dell’elettroporazione reversibile ed irreversibile in due linee cellulari di cancro al pancreas. L’elettroporazione è una tecnica che sfrutta l’applicazione di impulsi elettrici di alta tensione e durate nel range dei microsecondi per indurre la permeabilizzazione reversibile di tessuti tumorali e veicolare farmaci all’interno degli stessi. In condizioni di impulso particolarmente intense, si ottiene la permeabilizzazione irreversibile che ha potenziali applicazioni nell’ablazione di tessuti tumorali anche in assenza di farmaci. Benchè l’elettroporazione reversibile sia già utilizzata in ambito oncologico per potenziare l’azione citotossica di chemioterapici (elettrochemioterapia) in varie tipologie di tumori, la sua efficacia ed applicabilità sono ancora limitate da una non completa conoscenza dei meccanismi alla base. D’altra parte, essa si presenta come alternativa alle terapie antitumorali standard (chemioterapia, rimozione chirurgica) per i tumori che presentano resistenza ai farmaci o gravi complicanze in caso di resezione chirurgica, quale è il caso del tumore al pancreas.
Il poster presentato dalla Dott.ssa Allocca ha l’obiettivo di individuare le condizioni di esposizione reversibili ed irreversibili e studiare i meccanismi cellulari e molecolari dell’induzione di morte in cellule di adenocarcioma duttale pancreatico, una delle forme più aggressive di questo tumore, con lo scopo finale di contribuire all’ottimizzazione delle applicazioni di questa tecnica.
I risultati presentati da Mariateresa Allocca si inquadrano nell’ambito del progetto DEEPEST (Digging into rEversible and irreversible ElectroPoration: in vitro and in silico multiphysical analyses on cEll modelS for cancer Treatment) finanziato dal Ministero dell’Università e Ricerca (Bando PRIN 2022, Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), European Union – NextGenerationEU), di cui l’IREA è coordinatore nazionale.
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Una nuova interpretazione degli strati superficiali del sottosuolo di Marte grazie alle immagini tomografiche ottenute dai dati del georadar installato sul rover Zhurong
Una nuova interpretazione del sottosuolo marziano nella regione di Utopia Planitia è oggetto di un articolo pubblicato su IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, frutto della collaborazione dell’IREA-CNR con il Key Laboratory of Lunar and Deep Space Exploration, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences.
Nel luglio 2020 è stata lanciata la prima missione cinese Tianwen-1 per l’esplorazione di Marte, che nel maggio 2021 ha visto l’atterraggio di un lander e di un rover nella regione meridionale di Utopia Planitia. Tra gli strumenti a bordo del rover Zhurong figura il Subsurface Penetrating Radar (RoSPR), il primo georadar a multipolarizzazione impiegato per esplorare il sottosuolo marziano. Questo radar opera in due bande di frequenza: la bassa (15-95 MHz) e l’alta (450-2150 MHz), sfruttando la capacità delle onde elettromagnetiche di penetrare materiali opachi e fornire informazioni sui target sepolti mediante il principio della diffusione elettromagnetica.
L’analisi si è concentrata sui dati radar a bassa frequenza raccolti lungo un percorso di circa 1840 m, coperto dal rover in 325 giorni marziani (sols). I dati sono stati elaborati tramite una strategia a due fasi: una prima fase di filtraggio per ridurre gli artefatti nei radargrammi e, successivamente, utilizzando una tecnica di inversione tomografica sviluppata presso i laboratori del’IREA-CNR, che ha permesso di ottenere immagini dettagliate del sottosuolo marziano fornendo informazioni sulla presenza, posizione e geometria approssimativa degli oggetti sepolti.
Le immagini tomografiche hanno rivelato una complessa stratigrafia del sistema suolo/sottosuolo marziano composta da tre distinti strati fino a una profondità massima di circa 40 m. Il primo strato, di uno spessore variabile da 5 ad 8 m, è costituito dalla regolite marziana, un materiale altamente poroso e omogeneo prodotto da impatti meteorici e processi atmosferici ed eolici. Il secondo strato, spesso 2-3 m, mostra discontinuità trasversali e un’assenza di riflessioni elettromagnetiche, suggerendo la presenza di un materiale fine e relativamente uniforme. Segue uno strato con uno spessore di 15-25 m che si distingue per forti riflessioni radar, indicative di un conglomerato con blocchi rocciosi a scala metrica.
La sequenza stratigrafica, con una diminuzione della dimensione dei grani verso l’alto, suggerisce una storia di processi atmosferici a lungo termine, impatti ripetuti ed eventi alluvionali. Durante un’antica fase di inondazione, la forte capacità di trasporto delle acque ha depositato materiali eterogenei e a grana grossa. Successivamente, con la diminuzione del volume d’acqua, si è attenuata la competenza dei flussi idrici superficiali e conseguentemente solo i materiali più fini sono stati trasportati e depositati nel secondo strato.

RoSPR LF data. (a) e (b) Radargrammi dopo il primo passo della procedura di elaborazione. (c) e (d) Immagini tomografiche corrispondenti ai radargrammi (a) e (b). Le immagini tomografiche mostrano le strutture sepolte dove il “rosso” indica le strutture con la risposta più forte in termini di segnali radar retrodiffusi. L’asse-x denota la distanza percorsa dal rover, mentre l’asse y denota la profondità del sottosuolo. Le tre line tratteggiate rappresentano il passaggio fra i tre strati
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