Obiettivo generale del progetto di ricerca è di contribuire alla comprensione dei processi geodinamici che in Italia centrale hanno condotto alla transizione, relativamente brusca nello spazio e nel tempo, da un magmatismo calco-alcalino ("canonico" di ambienti di subduzione) al magmatismo alcalino-potassico peculiare dei vulcani peritirrenici delle province Romana e Campana. L'Isola di Ventotene (compresa l'adiacente Santo Stefano), per la sua posizione strategica, che ne fa un anello di congiunzione fra il magmatismo delle Isole Pontine e i vulcani attivi dell'area napoletana, l'arco temporale della sua attività eruttiva (0,9-0,1 Ma?) e l'ampia variabilità di composizioni dei magmi e degli stili eruttivi, costituisce il luogo ideale per approfondire le caratteristiche iniziali dei magmi alcalino-K, la loro genesi ed evoluzione. Obiettivi specifici del progetto sono: 1) la definizione delle relazioni fra composizioni e stili eruttivi; 2) la definizione geocronologica 40Ar/39Ar della storia eruttiva (integrata da datazioni a termoluminescenza su paleosuoli), con particolare riferimento ai prodotti più antichi affioranti e a quelli dell'evento più recente e cospicuo (eruzione calderica di Parata Grande); 3) la correlazione dei prodotti Pliniani e caldera-forming con specifici livelli di tefra dell'area romana e di contesti distali, compatibili con una possibile provenienza da Ventotene. La ricerca, oltre a far luce sulla natura della sorgente magmatica profonda in relazione all'ambientazione geodinamica, in un momento cruciale vicino alla transizione di serie, avrà delle ricadute fondamentali sulla definizione dello stato dell'attività vulcanica a Ventotene. Infine, il potenziale tefrostratigrafico di Ventotene presenta notevoli implicazioni sulla definizione della frequenza delle eruzioni più rilevanti del vulcanismo peritirrenico, cruciale per la definizione delle relazioni con i fattori geodinamici di controllo e la valutazione della pericolosità vulcanica.
Il carattere innovativo del progetto di ricerca proposto risiede nell'estensione delle attuali conoscenze vulcanologiche, petrologiche, geochimiche e geocronologiche sul magmatismo alcalino-potassico peritirrenico dell'Italia centrale alla fase più remota e ancora poco conosciuta dell'attività eruttiva. Nel quadro del magmatismo orogenico, l'insorgenza del vulcanismo alcalino-K e le sue relazioni cronologiche e geochimiche con la precedente attività calco-alcalina resta un problema ancora da chiarire nelle sue linee fondamentali. Ciò risulta essenziale al fine di comprendere le relazioni tra processi geodinamici e magmatici, stili eruttivi, tassi di magma eruttati, con cruciali ricadute sulla valutazione della pericolosità vulcanica. La notevole quantità di dati pubblicata negli ultimi decenni evidenzia come, nell'ambito del vulcanismo orogenico, vi sia un'ampia variabilità composizionale, in termini sia cronologici (cioè durante la storia eruttiva di singoli vulcani), che areali (ossia riscontrata tra magmi eruttati da diversi vulcani durante cicli eruttivi coevi). Questa variabilità composizionale, che nella sua manifestazione più rilevante si è tradotta in una completa transizione da un'affinità calco-alcalina ad alcalino-K, viene interpretata alla luce di diversi modelli, in alcuni casi antitetici tra loro. Alcuni modelli chiamano in causa le eterogeneità della zona sorgente mantellica metasomatizzata, altri si focalizzano sulla natura e geometria della placca in subduzione, altri ancora su processi più superficiali di interazione dei magmi con materiali crostali, con un ruolo più o meno pronunciato di contaminazione, assimilazione o anatessi crostale. Tuttavia, nello specifico, sono ancora indefinite le modalità e la cronologia della transizione dalla fase calco-alcalina a quella alcalino-K, ad es. documentata in affioramento a Ponza e testimoniata altrove nei record di tefra distali e da sporadici dati di sondaggio. Modelli geochimici suggeriscono come le rioliti calco-alcaline plioceniche di Ponza siano espressione di un magmatismo orogenico in un contesto sincollisionale, mentre le rioliti peralcaline pleistoceniche di Palmarola rappresentino termini transizionali associabili ad un contesto post-collisionale (Cadoux et al. 2005, Lithos 81:121-151).
Al riguardo, l'estensione delle indagini all'Isola di Ventotene, con la sua strategica collocazione spazio-temporale, offre l'opportunità di fornire un significativo avanzamento nelle conoscenze rispetto allo stato dell'arte, avvalendosi di metodi di analisi ampiamente collaudati in altre aree vulcaniche su tematiche affini, come risulta anche dalla più recente produzione scientifica dei proponenti la ricerca e dalle collaborazioni scientifiche in atto sui distretti vulcanici romano-campani e sui record di tefra distali (bacini intra-appenninici come Fucino e Sulmona) e ultradistali (Ohrid) (ad es. Giaccio et al., 2019, Quat. Sci. Rev., 225: 106003; Leicher et al., 2019, Quat. Sci. Rev., 226: 106021; Sottili et al., 2019, Bull. Volcanol., 81: 67; Marra et al., 2021, Int. J. Earth. Sci., 110: 689-718; Monaco et al., 2021, Earth Sci. Rev., 220: 103706; e riferimenti all'interno). In questa prospettiva, e ad integrazione degli studi precedenti, lo studio delle vulcaniti più antiche di Ventotene fornirà nuovi dati su un periodo di attività eruttiva finora poco conosciuto altrove e geocronologicamente scarsamente vincolato. In particolare, i magmi più primitivi (K-basalti) potranno apportare nuovi elementi a sostegno dell'interpretazione corrente che vede il magmatismo alcalino-potassico come espressione di una sorgente mantellica metasomatizzata (es. Gaeta et al., 2016, Lithos, 244: 151-164) o aprire a nuove ipotesi genetiche. Oltre alla caratterizzazione dei prodotti vulcanici più antichi e più primitivi, fondamentale per le sue implicazioni sulla sorgente profonda dei magmi in relazione all'ambientazione geodinamica, la ricerca offrirà un contributo innovativo alla definizione dello stato di attività del vulcano, ossia se sia da considerarsi quiescente e potenzialmente ancora attivo. Resta quest'ultimo un aspetto ancora da definire, in mancanza di dati geocronologici sufficientemente attendibili sulla scansione temporale degli eventi eruttivi, la durata dei periodi di quiescenza intercorsi ed, in particolare, sull'età dell'ultima eruzione (genericamente riferita a