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La géologie en un coup d'œil: modèles virtuels du volcan Etna en ligne

23/04/2020

D'un continent à l'autre en un clic. Des chercheurs de l'Université de Milan-Bicocca ont décidé de mettre à disposition en réalité virtuelle des fossiles, des cratères et des sites géologiques. De la Grèce à l'Islande, de l'Italie aux Maldives. Tout en une seule touche. Étudiants, chercheurs ou simplement curieux peuvent se retrouver, en un clic, sur les pentes de volcans actifs, au fond de l'océan, le long de failles actives ou au sein de caldeiras volcaniques. Environnements réels photographiés avec des drones et utilisables via la réalité virtuelle directement depuis chez soi.

Le personnel du Laboratoire de Réalité Virtuelle des Sciences de la Terre GeoVires du Département des Sciences de l'Environnement de la Terre de l'Université de Milan-Bicocca a en effet décidé de mettre à disposition quarante des sites géologiques virtuels, appelés «affleurements virtuels», pour rendre accessibles de première main des sites géologiques de diverses parties du monde.

Il sera ainsi possible de faire de véritables excursions géologiques à travers la réalité virtuelle ou des vidéos 360°, en utilisant des téléspectateurs spéciaux connectés à des smartphones ou des PC. Ceux qui n'ont pas de spectateurs peuvent toujours explorer les sites en trois dimensions.

 

Vue sur la Valle del Bove

La Valle del Bove est un grand bassin situé sur le côté est du bâtiment volcanique de l'Etna, dans la zone protégée du parc de l'Etna, sur le territoire de la municipalité de Zafferana Etnea, dans la province de Catane.

La formation de cette dépression remonte à 64 000 ans en raison de l'effondrement des centres éruptifs de Trifoglietto I et Trifoglietto II, prédécesseurs de l'Etna.

L'effondrement des deux cratères a formé une caldeira de 1 kilomètre de profondeur et 5 kilomètres de largeur. Le cône volcanique de l'Etna se serait formé aujourd'hui au nord-ouest de l'unité Trifoglietto II il y a environ 34 000 ans.

La Valle del Bove est désertique, recouverte de coulées de lave récentes (éruption de 1991-1993 et suivantes) et occupe une superficie d'environ 37 km².

L'enceinte du cratère à l'intérieur de laquelle se trouve la vallée se développe sur un périmètre d'environ 18 kilomètres et a des murs nord et sud avec des hauteurs variant entre 400 et 1 000 mètres.

À l'est, cependant, il s'ouvre sur une esplanade interrompue par Monte Calanna qui émerge isolée de lave récente. Une pente raide, le Salto della Giumenta, affaibli par la coulée de lave de 1991-'93, le sépare du Val Calanna sous-jacent.

Dans la vallée, il y a plusieurs dagales (portions de végétation isolée entourées de lave) et certains cratères adventices récents sont visibles comme le Monte Simone (éruption de 1811-1812) et les montagnes Centenari (éruption de 1852-1853) ainsi que certaines formations rocheuses datant de l'effondrement de la Trifoglietto.

La genèse de la vallée est à l'étude mais cela ne semble pas se rapporter à un seul événement mais plutôt à une série d'effondrements, dont le dernier, selon des études récentes, aurait dû se produire il y a environ 9000 ans.

Une masse importante de décharges présentes dans la zone côtière de Riposto, appelée "Chiancone di Riposto" semblerait confirmer cette hypothèse.

Le tsunami généré par cet événement a détruit les civilisations alors présentes sur les côtes africaines et a probablement donné naissance au mythe de l'Atlantide et de sa disparition.

Chaque «affleurement virtuel» est enrichi d'une explication spécifique, en anglais, et d'une indication des publications scientifiques de référence, afin de guider les utilisateurs dans l'utilisation et la compréhension du site géologique.

De nombreux aspects scientifiques peuvent être "étudiés": de la tectonique active aux volcans, des fonds marins de la mer Méditerranée aux récifs coralliens de l'océan Indien en passant par les fossiles en laboratoire.

Le partage des affleurements virtuels se poursuivra même après la pandémie, dans le but de rendre la science accessible à tous.

Il sera donc toujours possible d'explorer des sites qui, dans de nombreux cas, seraient difficiles à atteindre en raison de leur localisation dans des régions reculées de la planète.

 

Cratères Sartorius

Les Monts Sartorius sont une rangée de cônes pyroclastiques alignés le long d'une tendance ENE-WSW, sur le flanc NE du mont. Etna, et sont liés à l'éruption de fissure latérale de 1865, s'est produite à une altitude d'environ 1800-1750 m d'altitude, qui a duré environ 6 mois.

≪ Nous croyons (explique Fabio Bonali, l'un des créateurs de l'initiative et chercheur en géologie structurale) qu'il n'est jamais plus important de partager du matériel utile pour diffuser les connaissances, le rendant utilisable et utilisable par le plus grand nombre possible de personnes, en particulier en utilisant des techniques. de la réalité virtuelle.

D'où le choix de créer le site Internet, en collaboration avec d'autres instituts et organisations italiens et étrangers qui travaillent depuis un certain temps sur la réalité virtuelle au sein de projets partagés ≫.

Au niveau italien, le consortium interuniversitaire CRUST, l'Université d'Insubrie de Varèse et l'Observatoire Etneo INGV de Catane collaborent avec GeoVires Lab; au niveau international, l'Université d'Athènes et l'Union européenne des géosciences.

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Modèles virtuels de volcans

≪ Le Laboratoire de Cartographie et Drones de l'Observatoire INGV Etneo, explique Emanuela De Beni chercheuse de l'INGV qui a participé au projet avec son collègue Massimo Cantarero, à mis à la disposition des collègues du personnel du Laboratoire de Réalité Virtuelle pour Sciences de la Terre de l'Université de Milan-Bicocca une série de modèles «d'affleurement virtuel» créés en utilisant des techniques photogrammétriques SfM (Structure from Motion) pour leur diffusion en réalité virtuelle.

Pendant des années, les drones ont montré un grand potentiel en tant qu'outils indispensables pour la surveillance environnementale, la recherche scientifique et la diffusion.

Nous sommes donc fiers de partager les produits fabriqués avec d'autres collègues, dans le but commun d'augmenter la possibilité de visiter des sites uniques et géologiquement très intéressants tels que ceux qui caractérisent le territoire sicilien ≫.

 

Salinelle di Paternò

Les Salinelles sont des sites où l'émission naturelle de fluides peut être observée, conduisant à la formation de volcans de boue; les sites sont situés près de la ville de Paternò, sur le flanc sud-ouest du volcan Etna (Sicile).

Les trois sites sont la Salinelle des Capucins, ou du Stade de Paternò, la Salinelle du Fleuve (Paternò) et la Salinelle de Vallone Salato ou de San Biagio (Belpasso).

Les processus qui se déroulent ici sont représentés par l'émission d'eau salée naturelle, généralement à température ambiante, de boue, de gaz et d'hydrocarbures liquides (Gianmanco et al., 2016).

Les fluides émis sont généralement constitués d'hydrocarbures (principalement CH4) et d'eau hypersaline, chargés de façon variable de boue qui se déposent souvent dans les piscines (de quelques centimètres à plusieurs mètres de diamètre).

Les mélanges de boue et d'eau sont très variables et, dans certains cas, la boue est le seul fluide ayant éclaté avec du gaz, et elle construit des cônes jusqu'à quelques mètres de haut et avec un diamètre de base jusqu'à une dizaine de mètres.

Les eaux émises ont une composition chimique assez uniforme et constante. L'abondance chimique des principales espèces en solution (sur une base équivalente) est Na »Ca> Mg> K et Cl-» HCO3-> SO4 = (Amici et al., 2013).

La particularité des sites de Salinelle réside dans le fait que les émissions de fluides, contrairement à d'autres sites similaires, proviennent du mélange de gaz magmatique / hydrothermal, qui constitue l'essentiel de la phase gazeuse émise, ainsi que du gaz crustal provenant des réservoirs d'hydrocarbures.

Cela produit des reliefs uniques, avec un relief fade, liés à l'émission d'un composant liquide abondant sans la fraction argileuse, également en raison de la condensation de fluides à haute enthalpie d'origine magmatique.

Le volcan de boue peut générer des éruptions paroxystiques, émettant des eaux thermalisées, ce qui rend la Salinelle intéressante pour les études volcanologiques et géothermiques.

L'émission de fluides est continue et le site est un excellent exemple de phénomènes pseudo-volcaniques, entraînant des morphologies différentes et particulières, telles que des caldeiras, des cratères et des coulées de boue.

Crédits: Le modèle 3D a été obtenu lors d'un levé d'UAV le 24 septembre 2015, réalisé en survolant le site à 30 m d'altitude; l'étendue de la zone couverte par l'enquête est de 2 ha. Photo et modèle 3D: Massimo Cantarero. Logistique: Alfio Amantia, Alfio Messina, Anna Vicari - INGV Osservatorio Etneo.

GeoVires Lab

Est né de l'expérience acquise dans deux projets précédents, Argo3D et 3DTeLC, coordonnés par Alessandro Tibaldi, professeur de géologie structurale.

A cette occasion, un logiciel a été développé pour permettre aux étudiants de Milano-Bicocca d'utiliser la réalité virtuelle immersive pour de futures études géologiques, avec une navigation sur des modèles à très haute résolution capables de garantir un enseignement innovant et engageant.

≪ Ce laboratoire représente une initiative de communication scientifique extrêmement innovante, basée sur l'utilisation d'images prises à très haute résolution, par des drones, lors d'une série d'expéditions de recherche en Islande, sur l'île de Santorin et sur l'Etna, à auquel j'ai récemment participé (dit Federico Pasquaré Mariotto, professeur de communication d'urgence environnementale à l'Université d'Insubrie). Il s'agit d'une stratégie d'enseignement virtuel qui est particulièrement adaptée à une utilisation pendant les périodes de verrouillage, mais qui représentera probablement l'une des pierres angulaires de l'éducation géologique et environnementale même après son retour à la normale≫.

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