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Unified framework for modelling progressive to catastrophic failure in fractured media

Descrizione del progetto

Avanzamento delle scienze predittive per i rischi geologici

La previsione di eventi geologici catastrofici è uno dei principali problemi aperti nelle geoscienze e nella geoingegneria. Il progetto FORECAST, finanziato dal CER, si propone di migliorare le basi scientifiche della previsione dei rischi geologici sviluppando un quadro unificato per la comprensione, la diagnosi e la previsione di eventi catastrofici su scala locale, tra cui frane, rockburst, distacchi di ghiacciai ed eruzioni vulcaniche. Integrando modellazione multifisica, fisica statistica, dinamica non lineare e calcolo ad alte prestazioni, il progetto studia come le interazioni complesse all’interno di mezzi fratturati spingano verso la transizione dalla deformazione stabile al cedimento catastrofico. FORECAST integra approcci di modellazione basati sulla fisica a diversi livelli di complessità con la caratterizzazione del sito e i dati osservazionali, all’interno di un quadro di previsione gerarchico per sviluppare capacità predittive di nuova generazione per i rischi naturali.

Obiettivo

Climate change, characterised by rising temperatures, extreme rainfall, permafrost thaw, and sea level rise, poses great new challenges for mitigating extreme geohazards like mountain collapses, glacier breakoffs, and volcanic eruptions. Many of these extreme events are due to catastrophic failure in fractured media. There is a fundamental and urgent need to reliably predict these catastrophes and minimise their consequences. Extensive evidence indicates that geomaterials commonly incubate progressive failure, characterised by diffuse, gradual, and intermittent deformations, before culminating in catastrophic failure marked by localised, rapid, and runaway rupture. As of today, it remains unresolved why, how, and when progressive to catastrophic failure occurs in fractured media, inhibiting our ability to mitigate various extreme geohazards.

FORECAST proposes that catastrophic failure may be anticipated by analysing the interplay of three fundamental variables across scales in fractured media: heterogeneity (variability of material properties), nonlinearity (intricacy in physical processes), and susceptibility (vulnerability to external perturbations). FORECAST will develop a unified modelling framework to unravel this interplay and enable physics-based, path-dependent probabilistic forecast of the timing of catastrophic events. The framework will be tested on a large database of historical and ongoing geohazard events across seemingly distinct yet mechanistically interconnected contexts of landslides, rockbursts, glaciers, and volcanoes.

Three key questions will be addressed: (i) Why does progressive to catastrophic failure universally occur? (ii) How does failure evolve under variable and uncertain conditions? (iii) When will a catastrophic failure occur? FORECAST’s outcomes will have far-reaching implications for predicting catastrophic events in not only geological and engineered materials, but also social, economic, biological, and environmental systems.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UPPSALA UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE
€ 2 000 000,00
Indirizzo
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Svezia
Regione
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)