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08 settembre 2023

L’intelligenza artificiale entra dentro i vulcani: sarà possibile prevedere le eruzioni

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Firenze ha creato una app che permette di individuare i depositi di magma nei crateri.

Basta una app per scoprire i segreti dei vulcani. Per esempio: dove si trovano i loro serbatoi di magma? Niente di più semplice prevedere un’eruzione e la sua intensità. A questo punto la risposta ce la fornisce una app messa a punto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Firenze, basata sull’Intelligenza Artificiale, che è in grado di predire la profondità delle camere magmatiche. Allo strumento di analisi, che è a disposizione della comunità scientifica, è dedicato un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Earth and Planetary Science Letters.

“Per ricostruire la struttura profonda di un sistema vulcanico sono necessarie le informazioni su pressione e temperatura dei serbatoi di magma e sulla loro eventuale migrazione nel tempo, informazioni difficili da reperire per via diretta e che sono cruciali per una valutazione della pericolosità di un vulcano – spiega Simone Tommasini, docente di Petrologia e petrografia dell’Ateneo fiorentino e coordinatore del team –. A ispirare la nostra ricerca è stata la considerazione che per gestire il rischio vulcanico abbiamo bisogno di nuovi metodi di indagine”.

Tutto parte da Gaia, Geo artificial intelligence thermobArometry

È nata così Gaia (Geo Artificial Intelligence thermobArometry), sistema di AI che, partendo dai dati sulla composizione chimica dei clinopirosseni, minerali che si ritrovano nelle rocce vulcaniche, è in grado di determinare pressione e temperatura – e quindi profondità – delle camere magmatiche da cui questi minerali si sono originati. “L’App – prosegue il docente – consentirà di analizzare la storia eruttiva di un vulcano e vedere se esiste una correlazione tra la profondità di un serbatoio magmatico e l’intensità dell’eruzione, il cosiddetto Volcanic Explosivity Index”.

“Abbiamo sviluppato il sistema in due step – aggiunge Lorenzo Chicchi, dottorando del Dipartimento di Fisica e Astronomia Unifi e primo firmatario dell’articolo – utilizzando un database esistente in letteratura, prima addestrandolo sui dati e poi testando la sua capacità predittiva. Gaia ha dimostrato un’elevata accuratezza, migliore dei geotermobarometri minerale-liquido utilizzati finora in vulcanologia”.

L’indagine su Etna, Stromboli, Vesuvio, Vulcano e Campi Flegrei

I ricercatori hanno applicato Gaia allo studio di cinque vulcani italiani attivi – Etna, Stromboli, Vesuvio, Vulcano e Campi Flegrei-, e partendo dalla composizione dei singoli clinopirosseni, hanno ricostruito le caratteristiche dei serbatoi magmatici presenti al di sotto di ciascun vulcano durante la sua intera storia eruttiva.

“I test confermano la capacità predittiva della rete neurale sugli episodi del passato – concludono Duccio Fanelli e Luca Bindi, docenti di Fisica della materia e di Mineralogia dell’Università di Firenze – e ci auguriamo che la App, di libero utilizzo, possa diventare un efficace strumento di lavoro grazie al quale sarà possibile svelare più facilmente la dinamica dei sistemi vulcanici, contribuendo così a raccogliere indizi utili alla valutazione del rischio di eruzione”. (sg)

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