FEM modelling and fractal analysis of concentric and radial structures on Ascraeus Mons (Mars)

Riccardo Pozzobon (*), Andrea Bistacchi (**), Francesco Mazzarini (***), Matteo Massironi (°) & Lucia Marinangeli (*)
(*) International Research School of Planetary Sciences, Università "G. D'Annunzio", Pescara. (**) Dipartimento di Scienze Geologiche e Geotecnologie, Università degli Studi di Milano Bicocca, Milano. (***) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Pisa. (°) Dipartimento di Geoscienze, Università degli Studi di Padova, Padova.

Modellazione FEM e analisi frattale di strutture concentriche e radiali su Ascraeus Mons (Marte). Ascraeus Mons è l'edificio vulcanico situato più a nord nella provincia dei Tharsis su Marte. In questo lavoro vogliamo verificare l'ipotesi che afferma che l'ultima attività vulcano-tettonica su Ascraeus possa essere stata indotta dalla sovrapressione di una camera magmatica di forma oblata. Il prodotto è un campo di stress che ha causato l'apertura di fratture utili all'iniezione di dicchi radiali e cone sheets, aventi una distribuzione simile a quelli rinvenuti sul Cuillins Complex (isola di Skye, Scozia). In quest'ultimo caso tramite un modello a elementi finiti (FEM) si è dimostrato che questa particolare distribuzione di dicchi e fratture è compatibile solamente con la presenza di una camera magmatica oblata a una data profondità. Basandoci su un'accurata mappatura di lineamenti e strutture concentriche e radiali su immagini HRSC (High Resolution Stereo Camera con risoluzione 12 m/pixel) combinata con parametri fisici e reologici marziani, e soprattutto con la posizione della zona di transizione concentrico-radiale nei sistemi di fratture intorno al vulcano, abbiamo potuto costruire un modello FEM di Ascraeus Mons. Si è così potuta testare la possibile presenza e profondità di una camera magmatica oblata al momento dell'ultimo evento vulcano-tettonico (datato con la tecnica del conteggio di crateri). Inoltre le strutture concentriche cartografate essendo direttamente correlate ai sistemi di fratture in profondità collegati alla sorgente magmatica e al campo di stress, sono state analizzate secondo la loro distribuzione spaziale. Questa distribuzione è stata descritta da una legge di potenza con esponente frattale, che permette di ricavare la profondità della camera magmatica e confrontarla con quella ottenuta dal modello FEM. L'incrocio e la reciproca verifica di risultati simili ottenuti con metodi indipendenti forniscono un forte constrain sulla presenza e posizione della camera magmatica, oltre che sulla bontà dei metodi stessi.

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