Descrizione del progetto
Indagini di laboratorio e sul campo per spiegare i fulmini nei pennacchi vulcanici
Una delle conseguenze più spettacolari dell’elettrificazione dei pennacchi vulcanici è il fulmine vulcanico. Tuttavia, si sa ben poco sui processi di elettrificazione responsabili della loro manifestazione. Il progetto VOLTA, finanziato dall’UE, concepirà un metodo rivoluzionario e interdisciplinare in grado di consentire studi sui fulmini vulcanici grazie al rilevamento e alla mappatura in tempo reale dei pennacchi di cenere da una distanza di sicurezza. Le osservazioni e le misurazioni sul campo saranno sostenute dalla modellizzazione sperimentale di laboratorio e dalle verifiche di multifisica, modelli numerici dei pennacchi vulcanici, fluidodinamica ed elettrostatica. L’obiettivo del progetto è svelare i processi fondamentali di elettrificazione in ambienti polverosi. È auspicabile che i risultati del progetto possano rafforzare la nostra capacità di monitorare e mitigare i rischi legati alle eruzioni vulcaniche esplosive.
Obiettivo
Pliny the Younger first reported volcanic lightning in his description of the Pompeii eruption of Vesuvius in 79 AD. Yet, to this day we cannot decipher electrification processes and lightning in volcanic plumes. The brightest clue from volcanoes remains a dark gap to fill.
Electrostatics permeates our life just as it does in volcanic plumes, driving processes from the micro to the global scale. Charging impacts the way ash is transported, sedimented and remobilized, and how it chemically reacts in the environment. Like in thunderclouds, volcanic lightning can be readily detected from safe distance, allowing for real-time mapping of ash plumes. Pioneering laboratory experiments and multi-parametric measurements at active volcanoes, I showed a link between electrification and first-order source parameters like mass eruption rate, grain-size distribution and overpressure, suggesting that electrical monitoring can also describe the initial conditions and evolving structure of volcanic plumes. Testing this ground-breaking hypothesis requires an unprecedented interdisciplinary approach that merges knowledge and practice of volcanology, atmospheric sciences, electrostatics and electrical engineering. In VOLTA I will deliver a comprehensive 4D electrical model of volcanic plumes and consequently provide a game-changing tool for volcano monitoring. To this end, I will: 1) design new electrostatic sensors to measure real-time electrical activity at target volcanoes, 2) design and build a unique apparatus to constrain the electrification of gas-particle jets in scaled laboratory experiments, 3) quantify the effect of charging/discharging on the ash lifecycle, and 4) generate a multiphysics numerical model of volcanic plumes incorporating fluid dynamics and electrostatics. Beyond volcanology, VOLTA will provide fundamental understanding of electrification processes in dusty environments, relevant to industrial processing, Earth and planetary electricity and the origin of life.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
80539 MUNCHEN
Germania