Dissertations / Theses on the topic '550 Scienze della Terra'

A new stratigraphic framework for the Upper Miocene continental strata of the western Pannonian basin is presented in this study, based on unconformity – bounded stratigraphic units derived from seismic stratigraphic interpretation. The data set used for this research work consists of 1700 km of conventional, multi - channel reflection seismic profiles across western Hungary, integrated with some 350 km of high and ultra high - resolution single - channel seismic profiles, specially acquired on Lake Balaton between 1993 and 1997. Seismic stratigraphic analysis has been constrained by selected geolog ical mapping, well logs and borehole data. A magnetostratigraphic record was also available from a corehole in the study area, together with recent ⁴⁰K/⁴⁰Ar dating of basaltic rocks from the Balaton Highland. Five 3rd - order stratigraphic sequences (with 10⁶ year periodicities) have been identified and correlated at regional scale in the post - rift basin fill of Southern Transdanubia. This set of sequences includes most of the Pannonian s. l. succession of western Hungary and approximately correlates with theUpper Serravallian – Messinian strata of the standard marine chronostratigraphy. In contrast to earlier views, no major paleoenvironmental impact can be recognized in the western Pannonian basin during the Messinian salinity crisis of the Mediterranean. How ever, a significant change in the regional stratigraphic patterns may be observed since the earliest Pliocene, possibly associated with the very beginning of a large - scale tectonic inversion within the intra Carpathian area. The case of the Upper Miocene nonmarine strata of the western Pannonian basin is a textbook example of how single categories of stratigraphic units do not meet chronostratigraphic correlation. The use of an integrated stratigraphic approach offers new insights into the complex and long - debated problem of time - stratigraphic correlation between the Upper Neogene deposits of the Pannonian basin and “similar” nonmarine strata of the Central Paratethys realm. This research shows that the so - called “Pontian facies” (sensu Stevanović, 1951) of western Hungary corresponds to an unconformity -bounded unit, which is older than the Pontian (sensu stricto) facies of the stratotype area (Black Sea basin). A final result of the study is that to resolve this major contradiction a new chronostratigraphic subdivision should be used in order to discriminate between such similar – in - facies but different – in - age strata.

L’obiettivo principale di questa tesi di dottorato è di utilizzare, esplorandone le potenzialità, alcune tecniche fisiche di indagine che non rientrano nella prassi sperimentale della ricerca in Scienze della Terra (XPS, EXAFS, IBIL), caratterizzando alcuni campioni di road dust raccolti all’interno dell’impianto di aerazione forzata del traforo del San Bernardo che è un sito di campionamento ideale per lo studio del particolato emesso dai veicoli a motore. Questi campioni sono stati inoltre analizzati con le tecniche ICP-OES, ICP-MS e una tecnica sedigrafica standard.
The main objective of this PhD thesis is to use, exploring their potential, some physical techniques of investigation not covered in the usual experimental research in Earth Sciences (XPS, EXAFS, IBIL). Some samples of road dust were characterized, collected inside the ventilation air shaft of Traforo del San Bernardo tunnel, which is an ideal sampling site to study particulate from motor vehicles. These samples were also analyzed with the techniques ICP-OES, ICP-MS, as well as with a standard sedigraphic technique.

L' Italia rappresenta una zona chiave per capire la complessa dinamica dell'Area Mediterranea. La disponibilità di reti GPS sempre più dense e dati sismici precisi, permette di avere informazioni sul campo di deformazione asismica, che è l'elemento principale per capire il potenziale sismico delle strutture sismogenetiche.

In questa tesi è stata analizzata la variazione, sia nello spazio che nel tempo, delle distribuzioni degli intertempi (IETs) della sismicità registrata all Etna tra il 1988 ed il 2011. Il fine di questo studio è quello di identificare il comportamento periodico o stazionario della sismicità etnea e correlarlo alle caratteristiche vulcano-tettoniche della regione. Il confronto con l analisi della sismicità in Sicilia ed in Italia, mostra che a larga scala gli IETs sono ben modellati da una distribuzione Gamma, mentre su scala del vulcano la distribuzione degli IETs è una curva bimodale, i cui picchi sono dovuti: (i) al contributo di sciami sismici locali caratterizzati da tempi di interriccorrenza molto brevi, (ii) all attività sismica regionale e stazionaria di background. La variazione spaziale delle distribuzioni degli IETs, nei differenti settori dell Etna, mostra che la sismicità indotta dalla pressione dei magmi è ben evidente in un volume sismogenico che si estende dalla superficie fino a 5 km di profondità, localizzato nell area dei crateri sommitali. La sismicità nei volumi crostali etnei risente sia dalla pressione del magma che dell azione della tettonica regionale; quest ultima induce (i) una sismicità di background riconoscibile in ogni settore del vulcano ed (ii) un differente stile sismico, tra fianco orientale ed occidentale del vulcano, ben distinguibile per profondità Z > 5 km. Per terremoti con Z > 5 km, sia nel versante orientale del vulcano che nel settore orientale della Sicilia, le distribuzioni degli IETs sono caratterizzate da eventi indipendenti che suggeriscono che entrambe le aree, sono influenzate dello stesso regime tettonico estensionale. Le distribuzioni nel fianco occidentale del vulcano e nel settore nord-occidentale della Sicilia, sono invece bimodali e rivelano che in entrambe le aree agisce lo stesso regime compressivo. Quindi l analisi degli IETs su sub-dataset etnei ed il confronto con il contesto regionale, conferma che il vulcano è localizzato al confine tra due differenti domini tettonici, come precedentemente osservato da altri autori utilizzando altre metodologie di indagine. A conclusione dell analisi svolta, è stato condotto uno studio di dettaglio sull Etna, ampliando il catalogo dei terremoti con i dati registrati dalla rete sismica gestita dall Università di Catania durante il periodo 1976 1987. Gli IETs sono stati analizzati unitamente alla variazione, nel tempo e nello spazio, della della sismicità nei diversi settori del vulcano, al fine di verificare possibili correlazioni tra l attivazione di particolari volumi sismogenici e processi eruttivi. I risultati ottenuti avvalorano le considerazioni precedenti e confermando la bontà dell approccio statistico utilizzato. Inoltre, periodici cambiamenti nella frequenza di accadimento dei terremoti nel settore occidentale del vulcano, mettono in evidenza una tendenza alla migrazione degli ipocentri da volumi crostali più profondi (Z > 12 km) a più superficiali (5 < Z < 12 km), prima di molte eruzioni laterali. Questo fenomeno, potrebbe essere interpretato come la risposta ad una ricarica profonda del sistema di alimentazione seguita da migrazione di magma verso livelli più superficiali. Infine, l analisi temporale degli IETs, svolta selezionando sub-periodi, in funzione delle variazioni del rate sismico osservate sull intero dataset (1976-2011), mostra che quando è presente una elevata attività eruttiva laterale, l accadimento degli sciami sismici è ristretta al livello di profondità Z < 5 km. Un diverso comportamento caratterizza i periodi di intensa attività sommitale, durante i quali all Etna è presente solo una moderata attività di background, espressa da molti eventi indipendenti ed una quantità minore di eventi correlati.

Nello studio dell evoluzione tettonica recente dell arco Calabro-Peloritano si è fatto fin qui riferimento ad una enorme mole di dati geologici, non estendibili oltre circa 600 ka, cui si sono aggiunti i dati dei terrazzi marini che hanno coperto l intervallo temporale mancante, lasciando ampie aree distanti dalla costa prive di informazioni. Negli ultimi decenni, i dati geodetici hanno fornito informazioni utilissime per la ricostruzione della cinematica attiva, riferendosi comunque ad una finestra temporale troppo ristretta, che non garantisce affatto la trasferibilità del dato sul lungo periodo. Lo studio è consistito in una analisi del paesaggio della Sicilia nord-orientale, condotta in due parti. La prima ha previsto l analisi del rilievo, al fine di ottenere le informazioni regionali utili all identificazione del quadro deformativo recente, da confrontare con i dati geologici disponibili. La seconda parte è invece consistita in una analisi morfometrica quantitativa del reticolo idrografico, effettuata con lo scopo di evidenziare la significatività dei diversi indici generalmente utilizzati in letteratura per studi sulla tettonica recente e attiva e selezionare i campi di applicazione ottimale per ognuno di essi. L analisi del rilievo ha delineato la presenza di un blocco crostale denominato Blocco Mobile Peloritano (BMP), indipendente dai movimenti delle aree adiacenti. I margini del blocco corrispondono a strutture già conosciute in letteratura, lungo le quali si realizzano chiare discontinuità di comportamento dell evoluzione a lungo periodo del paesaggio. Le discontinuità morfologiche e tettoniche individuate coincidono con nette variazioni delle anomalie gravimetriche, che attesterebbero il loro radicamento profondo. Lungo il limite occidentale del BMP è stato possibile misurare una velocità relativa, rispetto al resto della Sicilia, di circa 1 mm/a, secondo un vettore orientato NE ed inclinato di circa 16° verso SW. In settori discreti del blocco mobile, faglie normali, orientate perpendicolarmente alla direzione di movimento del blocco, si sono generate per locali fenomeni di tettonica di collasso, mostrando parametri geometrici che denunciano un loro rilevante potenziale sismogenico, in linea con le stime di intensità degli eventi sismici di epoca storica. L individuazione del BMP ha sancito l instaurarsi di una nuova dinamica responsabile della frammentazione della terminazione meridionale dell arco. Il quadro tettonico ricostruito è stato utilizzato come riferimento indispensabile per l interpretazione dei risultati delle analisi morfometriche, discusse nella seconda parte. Per il riconoscimento dei limiti del BMP e l individuazione dei due domini al suo interno sono risultate significative le anomalie gerarchiche e la densità di drenaggio, perfettamente sovrapponibili ai risultati ottenuti nella prima parte. La metodologia adottata ha permesso di verificare l efficacia dell utilizzo come elemento di calcolo solo degli indici relativi ai bacini di un determinato ordine, preliminarmente scelto come ordine gerarchico significativo, che snellisce di molto le procedure senza intaccare la affidabilità dei dati ottenuti. Le analisi hanno evidenziato che la significatività sia del fattore di asimmetria come tiltmetro naturale che degli SL index, nonostante essi siano tra gli indici più diffusi in analisi delle deformazioni attive, risulta molto ridimensionata e che l uso di questi indici andrebbe ristretta ai casi in cui la deformazione tettonica sia stata documentata anche da dati indipendenti di altra natura. Nel corso della ricerca è stata, infine, applicata una metodologia di indagine dei profili longitudinali dei corsi d acqua da abbinare allo studio dei terrazzi marini, allo scopo di ampliare l estensione delle fasce analizzate.

Heavy metals pollution has become a global problem in all industrialized countries. Since the industrial revolution, a continuous release of heavy metals has led to a severe contamination of the soil. There are many techniques available for the remediation of contaminated soils, that to date represent a constantly evolving field, absorbing a lot of resources for research and development. Phytoremediation is a technique that uses plants to clean up metals and other contaminants from the soil or to make them harmless or less dangerous. Cynara cardunculus L. (cardoon), a perennial species from Asteraceae family, native to Mediterranean countries, is a crop studied as a metal accumulator in several researches. In this work, two experiments were performed to evaluate the effects of Cadmium (Cd) and Arsenic (As) on growth of different cardoon subspecies and to determine if this crop can be used for the remediation of polluted soils, combining this application with energy production. Different As and Cd concentrations were tested in Cynara cardunculus L. var. altilis in Experiment 1, with the aim to study the biological response of cardoon to heavy metals stress. In cardoon, the biomass production and Cd and As concentrations were determined in 4 different stages of the biological cycle in different parts of plant. The results showed that the cardoon was a plant that could tolerate the presence of Cd and As, even in high doses. Under Cd treatment, the Cd concentration decreased in the roots while increased in the leaves over time. Under As treatment, the As concentration in cardoon tissues increased with increasing As concentration; in particular the plants showed a several reduction in the production of biomass and the highest dose of As caused the death of the plants. In the combined Cd and As treatments, the plants improved resistance to As and Cd and the presence of Cd increased the ability of cardoon to tolerate As up to 45 days after artificial contamination. In the second study (Experiment 2), three accessions belonging to var. altilis (Gen 1) and var. sylvestris (Gen 2 and Gen 3) were compared and different concentrations of As, Cd and As+Cd were used. The aim of this work was to assess the concentration and bioaccumulation of As and Cd in the soil and in different parts of the plant, to understand the effects of Cd and As comparing different varieties and genotypes of cardoon plants and to study the specific speciation of As and Cd into plants. The results showed that plants were considerable tolerant to Cd and As, suggesting that this species was able to tolerate low doses of these toxic elements. Moreover, as shown in the values of bioaccumulation factor, cardoon plants had the ability to accumulate large quantities of metal contaminants in its tissue. The results regarding the speciation of As and Cd suggested that exposure of plants to toxic metals appeared to induce the synthesis of sulfur-rich ligands such as phytochelatins, a cysteine-rich oligopeptide, that strongly bound metals. The presence of As upregulated the production of these specific proteins/ligands that bound and traslocated Cd into the plant tissue suggesting that the two metals interacted to magnify phytochelatin production, leading to sequestration of both metals and consequently increasing the tolerance to both. In conclusion cardoon was a plant that could tolerate the presence of heavy metals including Cd and As. The combination of As+Cd treatment, however, increased the resistance of plants allowing them to survive. Furthurmore, Cynara Cardunculus var. sylvestris was the best subspecies that could tolerate high levels of As and Cd in its tissues and bioaccumulate greater concentrations of both metals than var. altilis. It would be useful to continue the trials with the selected Genotype 3 in future works, with the aim to test for more years, its remediation efficiency in polluted soils and exploit its biomass for energy purposes.

Lo spunto al presente lavoro di tesi è rappresentato dai numerosi dissesti che hanno interessato il versante orientale dei Monti Peloritani nel mese di Ottobre 2009. Questi dissesti, e in generale tutti gli eventi simultanei, costituiscono un ottimo data-set per comprendere quali siano stati i fattori geologici e geomorfologici che hanno contribuito alla formazione di quello scenario. Combinando il catalogo degli eventi con i fattori predisponenti, attraverso l uso di più tecniche statistiche, sono stati prodotti dei modelli di suscettibilità alle frane superficiali. Questi sono caratterizzati da un ottimo grado di affidabilità: le aree classificate come suscettibili o molto suscettibili racchiudono l 84,4% di tutti i dissesti mappati, mentre solamente l 1,8% di questi è mappato nella classe a suscettibilità più bassa. Le verifiche eseguite in due distinte aree di test indicano che anche in aree esterne il modello è in grado di fornire risultati considerevoli. L elaborazione e la validazione del modello di suscettibilità ha consentito di ottenere due risultati principali. Per primo, sono state identificate con precisione le aree con maggiore probabilità d essere soggette a dissesti futuri; successivamente è stato possibile investigare la relazione che esiste tra la combinazione di fattori che maggiormente favoriscono il dissesto e i processi legati alla tettonica attiva. L idea consiste nel considerare che dietro i fattori che determinano le instabilità giocano un ruolo fondamentale sia la storia geologica passata che la tettonica recente. Tramite l analisi di suscettibilità è possibile quindi legare in maniera indiretta l attività tettonica con i fattori geologico-ambientali quali ad esempio l esposizione, la pendenza e la distanza dal reticolo di drenaggio. Lo studio suggerisce che l influenza della tettonica, e la sua variazione nel tempo e nello spazio debba essere presa in considerazione come fattore predisponente in futuri studi di suscettibilità. Dimostrando l influenza dei processi tettonici su quelli superficiali, è stato quindi possibile proporre un modello che includa la variazione nello spazio di un fattore tettonico . È stata considerata la variazione spaziale del sollevamento tettonico, che si ritiene essere il processo dominante nell area. Questo fattore vuole esprimere il potenziale morfogenetico che la deformazione verticale esercita sul territorio. È stato quindi elaborato un modello empirico per il versante orientale dei Monti Peloritani e parte di quello settentrionale i cui risultati indicano una corretta selezione dei fattori la loro precisa mappatura. L utilizzo di nuovi cataloghi, estesi su tutti i Monti Peloritani, potrà essere in grado di affermare la bontà dl modello e di questo nuovo tipo di approccio.

Nella presente tesi sono state esaminate alcune malte storiche romane prelevate all interno della Villa dei Quintili , un sito romano di grande interesse storico-archeologico, risalente al II sec. d.C. Si tratta del primo studio archeometrico ad oggi effettuato sul sito in questione ed è stato eseguito in collaborazione con la Soprintendenza Archeologica di Roma. Il sito è costituito da strutture imponenti che si estendono a sud-est di Roma, tra la via Appia Antica e l Appia Nuova. La villa, articolata in più nuclei distinti, sembra aver conosciuto diverse fasi edilizie. Per tale ragione, il campionamento è stato eseguito in accordo e in presenza degli archeologi della Soprintendenza Archeologica di Roma, che hanno autorizzato il prelievo di un totale di 40 campioni di malta, di differenti tipologie, rappresentativi di ciascuna fase costruttiva. I campioni prelevati sono stati sottoposti ad un programma analitico integrato che ne ha consentito la caratterizzazione completa al fine di ottenere informazioni utili a chiarire molteplici aspetti riguardanti sia l area di approvvigionamento delle materie prime sia le tecnologie di produzione in relazione alle diverse fasi costruttive ad oggi ipotizzate unicamente su base archeologica. Tale programma analitico ha previsto l uso di molteplici metodologie, quali MOP, SEM-EDS, XRD e LA-ICP-MS. L analisi petrografica in sezione sottile ha permesso di definire i principali costituenti delle malte e i loro rapporti volumetrici, mentre le indagini mineralogiche (XRD), le analisi micromorfologiche (SEM) e quelle chimiche (SEM-EDS) hanno consentito di analizzare singolarmente i vari componenti. La verifica dell ipotesi riguardante l esistenza di diverse fasi costruttive è stata basata sul confronto dei risultati ottenuti dall analisi petrografica con le ipotesi cronologiche effettuate dagli archeologi. Uno dei caratteri più innovativi del presente lavoro riguarda l utilizzo della metodologia LA-ICP-MS finalizzata a studi di provenienza. Attraverso l elaborazione dei dati LA-ICP-MS è stato possibile individuare le aree di approvvigionamento delle materie prime utilizzate nel confezionamento delle malte. Seguendo l approccio già proposto da Barone et al. (2010), tale tecnica è stata qui applicata ai clinopirosseni rinvenuti nell aggregato vulcanico per discriminare la tipologia di pozzolana impiegata. Come proposto da Barba et al. (2009), l analisi LA-ICP-MS è stata condotta anche sui grumi di calce e su calcari locali allo scopo di individuare le materie prime utilizzate nella preparazione del legante.

In order to shed light on the dynamics of the plumbing system, and define the source-mechanism of acoustic events at Mt. Etna, infrasound signals-continuously recorded by Istituto Nazionale di Geofisica and Vulcanologia- were analyzed in this thesis, jointly with some seismic signals. In particular, we focused on the period comprised between August 2007 and December 2010, during which a wide spectrum of eruptive activity occurred. Until the activation of Bocca Nuova (BN), on August 2010, the three main vents radiating infrasound were North East Crater (NEC), South East Crater (SEC), and the Eruptive Fissure of the 2008-2009 eruption (EF). Location and spectral analyses carried out on the infrasound signals, revealed the numerical dominance and the steadiness of NEC events, radiating almost continuously acoustic energy, oppositely to SEC and EF. Furthermore, NEC events most relevant changes (spectral and amplitude variation) occurred systematically after the renewal of activity at SEC or at the EF. This evidence led us to infer the existence of a persistent link among their feeding system, and confirm the presence of a double resonance model for NEC events. Successively, events from EF were gathered and analyzed in detail through high precision location methods, allowing to define the cyclic activation of an highest altitude vent along the fissure, likely corresponding to the arrival of new batch of magma, rich in volatiles. During 2010, instead, Mt. Etna eruptive style was different, being characterized by a total number of roughly 35 minor ash emissions from SEC, BN and NEC. Three main episodes are here analyzed, by studying the morphological and compositional features of the sampled ash and the seismic and acoustic signals radiated during those events. Different conditions were deduced for the craters. In particular, for SEC and BN the presence of material plugging the upper conduit was inferred, while data shows that NEC was characterized by open conduit conditions. Finally, a dataset of acoustic signals, regarding few days of explosive activity occurring at Mt. Yasur (Vanuatu) was analyzed. Indeed, the comparison with other volcanic environments is fundamental in order to widen the knowledge on the volcanic phenomena. Mt. Yasur data, revealed completely different features, suggesting that different source dynamics were active. Furthermore, the existence of propagation effects, affecting the signals´ characteristics and due to the topography is discussed.

Data from this study report on the paleomagnetism of sedimentary and volcanic rocks cropping out near the Gaoligong and Ailao-Shan Red River Shear Zones. Fifty paleomagnetic sites were analyzed collecting 503 samples, during the first year of Ph.D., at variable distances (up to ca. 25 km) from mylonites exposed along the Gaoligong fault. Jurassic-Cretaceous red bed sites yield systematic CW rotations with respect to Eurasia reaching the peak values of 176 degree close to the fault, and progressively decrease moving eastward, up to be virtually annulled ca. 20 km E of mylonite contact. West of the Gaoligong fault, Pliocene-Holocene sites from the Tengchong volcanic field do not rotate. Thus, data show that the Gaoligong Shear Zone activity yielded significant CW rotations that were likely coeval to the main Eocene-Miocene episodes of dextral fault shear. The Gaoligong zone rotation pattern conforms to a quasi-continuous crust kinematic model, and shows blocks of less then or equal 1 km size close to the fault, which become bigger moving eastward. Rotation and width values of the rotated-deformed zone translate to a 230-290 km Gaoligong Shear Zone dextral offset, which shows that fault shear plays a significant role in Indochina CW block rotation.During the second year of Ph.D., forty-four Triassic-Cretaceous sites (425 samples) were collected at both sides of the Ailao-Shan Red River Shear Zone (ARRSZ), within the Chuandian, Lanping and Northern Simao blocks. Nearly all sites yielded measurable and stable magnetization components, but magnetization acquisition timing was different in the three blocks. Sites from the Chuandian block show a normal polarity and were remagnetized after folding. In the northern Simao block the magnetization was acquired before folding (about 33 Ma ago), but the ubiquitous normal polarity in Jurassic-Cretaceous sites suggests a pre-folding magnetic overprint. The data show variable and different rotation that do not display evidence of a rigid block rotation, but suggest that the northern Simao block is made of small (few km size) sub-blocks rotating CW, separated by non-rotating domains of similar size. Finally, a high-temperature (640-680 degree C) magnetization component suggests a similar rotational behaviour (CW-rotating and non-rotating sub-blocks) in the centre of the Lanping block. Conversely, a 300-640 degree C component was later acquired at 28% unfolding and subsequently underwent no rotation. The sites close (less than 25 km) to the ARRSZ yield great rotations of nearly 180 degree, which confirm past occurrence of significant strike-slip shear along the ARRSZ itself. Conversely, sites located at 10-15 km distance from the Chongshan Shear Zone show ca. 90 degree CCW rotations that imply a left-lateral shear along the fault zone, consistently with recent geological evidence. Summarizing, data from my Ph.D. study, together with previous evidence of rotations documented both near the fault zones and within the blocks themselves, show that crustal deformation of the Yunnan is extremely complex and still puzzling. The Baoshan and Lanping-Simao blocks underwent strong internal deformation and were likely fragmented in smaller independent sub-blocks whose kinematics and tectonics are still a matter of speculation.

In this work, in order to study the relationship between tectonic structures and seismicity, we show results of the experiment SISMANTILLES I on the central Lesser Antilles Subduction Zone where the North and South American plates converge with the Caribbean in a roughly ENE direction, at a rate of about 2 cm/yr. This motion is responsible for volcanic and seismic activity of the Lesser Antilles region. We analyzed local seismicity by using the data recorded, from November 1999 to January 2002, by a temporary combined on/offshore network. A data-set of 155 well located earthquakes, with a total of 4054 and 2617 pickings for P- S-waves respectively, was used to compute first a minimum 1-D velocity model which served as starting model for the subsequent 3-D inversion. To partly estimate the huge structural heterogeneity, the minimum 1-D model is complemented by station corrections that take into account near surface velocity heterogeneity and the geometry of the crust. In particular, the OBS station-terms are in general positive with respect to land stations indicating late arrivals, consistently with the presence of soft mud and sediments at the sea-bottom. The OBS station-terms vary with the thickness of sediments as can be derived here from multi-channel reflection seismic profiles shot over them. The inversion for 3-D P-velocity crustal structure was performed by iteratively solving the coupled hypocentre-velocity problem in a least-squares sense. Careful analysis of the resolution capability of our data set outlines the well-resolved features for interpretation. The resulting 3-D velocity model of the Lesser Antilles region shows that, in the investigated area, the island arc is divided into three layers (upper, middle and lower crust) characterized by a total average thickness of 23-24 km. P-wave velocities between sedimentary values and 6.0 km/s mark the upper crust that is interpreted to consist mainly of volcaniclastics and igneous rocks. Instead the bulk composition of the middle crust (Vp <6.8 km/s) is interpreted to be felsic to intermediate. Finally a plutonic lower crust, that shows P-wave velocities increasing from 7.1 km/s to 7.3 km/s, forms a layer extending from the forearc to the backarc domain. With regards earthquake locations, we observe a very low seismic activity beneath OBS stations that, on the contrary, is mainly concentrated east of the island arc. During the 13-month observation period available, hypocentral distribution highlights earthquakes mostly located between the island arc backstop and the subducting oceanic crust. At depth greater than 50 km we detect earthquakes that can be linked to dehydration of sepertinized slab mantle. In the centre of the arc near 15° 30 , beneath Dominique island, there is a clear concentration of deep events. It is in this area that on November 29, 2007 a 7.4 Mw intraplate earthquake occurred at 150 km depth. A first observation from earthquake locations map suggests that certain seismicity coincides with the extrapolated surface trace of the Tiburon ridge that several authors considered aseismic. Another remark is the no significant seismicity detected either in the accretionnary prism or in the outer forearc region. In our study area we may assume that the inner forearc controls the seismicity since the main seismic activity begins at its eastern border. The occurrence of a high seismicity level far from the backstop position and locate in the slab could be explained by slab bending.

La ricerca si muove dalla irriducibile polisemia del sacro. All'interno di questo, l'indagine si sviluppa per verificare le premesse ontologiche necessarie per riconoscerne autenticamente l'essere medium tra l'uomo e il divino. Tale funzione si attua sui medesimi segmenti nei quali si attiva l'opera d'arte intesa come evento della verità. All'interno di una ricognizione del panorama artistico contemporaneo volta a rintracciare la presenza del sacro e nel seguire le premesse e gli sviluppi del mutamento da un regime di ostensione a uno di esposizione, si va chiarendo l'essenza dell'opera d'arte sacra che quindi viene condotta ad analisi nel suo creare uno spazio-tempo specifico, nel suo anelito al divino inteso come possibile e nella sua funzione epifanica.

La diversità dei prodotti Etnei offre la possibilità di investigare le modalità di cristallizzazione magmatica sotto molteplici aspetti. In questo lavoro sono stati presi in considerazione gli aspetti della dinamica e della cinetica di cristallizzazione di alcuni prodotti rappresentativi dell attività Etnea, dati da un dicco intruso e cristallizzato a poche centinaia di metri dalla superficie durante il periodo di attività dei centri dell Ellittico e una colata lavica emessa durante l eruzione del 1991-1993, entrambi a composizione trachibasaltica. Le tessiture e le composizioni mineralogiche di questi corpi hanno evidenziato che per i prodotti intrusivi la cristallizzazione è guidata principalmente dalla perdita di calore, mentre in condizioni subaeree, sebbene lo squilibrio termico tra la temperatura della colata e quella dell ambiente circostante sia estremamente elevato, la dinamica di cristallizzazione è profondamente condizionata dalle condizioni di fugacità d ossigeno e di sottoraffreddamento. Le dinamiche di cristallizzazione in ambiente subaereo sono state approfondite analizzando le caratteristiche di un particolare tipo di lave Etnee, comunemente definite cicirara e caratterizzate da morfologie pahoehoe e presenza di grossi cristalli di plagioclasio con dimensioni centimetriche; queste lave mostrano contemporaneamente sia strutture morfologiche tipicamente associate a colate a bassa viscosità, sia un contenuto cristallino elevato (>50 vol.%). La soluzione di questo apparente paradosso ha permesso di formulare un nuovo modello di crescita dei fenocristalli lave in condizioni subaeree. Infine sono state investigate le caratteristiche delle stalattiti di lava, prodotte per fusione, gocciolamento e ricristallizzazione delle volte dei tunnel di scorrimento lavico. La cristallizzazione di un fuso in ambiente subaereo con nucleazione e crescita di fenocristalli millimetrici, dimostra infatti che anche in condizioni di grande squilibrio termico si possono sviluppare fasi cristalline di dimensioni notevoli in un lasso di tempo relativamente breve. E stato quindi formulato un modello di crescita nel quale la forza guida della cristallizzazione è costituita dalla perdita d acqua residua ad opera dalle alte temperature presenti all interno dei tunnel di scorrimento. Per approfondire l importanza di alcuni parametri fondamentali quali la modalità di decompressione e la perdita di volatili e la variazione del grado di sottoraffreddamento sulla tessitura delle rocce, sono stati eseguiti alcuni esperimenti di decompressione a temperatura costante su campioni di piroclasti a composizione riodacitica emessi dal vulcano Aniakchak (Arco Aleutino, Alaska, USA). I risultati degli esperimenti hanno mostrato che anche per fusi silicatici più evoluti dei basalti Etnei l effetto della decompressione si manifesta con tessiture simili, che riflettono la modalità di risalita del magma all interno della crosta.

Nel presente lavoro di tesi si è scelto di documentare un evento di colata collocato a Riola di Vergato (BO), nell’Appennino emiliano, a seguito della sua riattivazione avvenuta nel 2018. Il lavoro è partito da una ricerca bibliografica sulla descrizione delle colate in terra e sul loro meccanismo di movimento per poi passare nello specifico allo studio della documentazione storica della colata in questione. È stato visto come dal 1948 gli eventi succedutisi sono avvenuti in media 1 volta ogni dieci anni, mentre attraverso l’analisi di foto satellitari recenti (disponibili a partire dal 2003) si è appurato che negli ultimi 15 anni, prima della sua ultima riattivazione, la frana non si è mai mossa in modo significativo. La seconda parte del lavoro riguarda il rilievo in campagna, l’acquisizione di foto da drone ha permesso di ricavare un’ortofoto della frana che, una volta georeferenziata, è stata caricata nel software Qgis dove è stato possibile ricavarne la morfologia e i parametri geometrici, vedendo come questa mostri una morfologia tipica con una zona di alimentazione, un lungo canale dentro il quale il materiale scorre e un’area di deposito dalla forma lobata. Inoltre caricando in Qgis la carta tecnica regionale con le relative informazioni geoscientifiche ossia le unità geologiche e le coperture quaternarie, prese dal portale della regione Emilia-Romagna, è stato possibile capire le litologie coinvolte dalla frana e confrontarla con la cartografia precedente. Infine da misure di spostamento prese in campagna si è visto come la frana non si sia mossa come un blocco unico ma si ipotizza lo sviluppo di una superficie di taglio interna al corpo che abbia mobilitato maggiormente una porzione rispetto ad un’altra. Sono state poi ricavate le velocità post rottura della frana; i valori ottenuti sono stati confrontati con i valori tipici riportati in letteratura e si è visto come al momento la frana sia nel campo di velocità definito da ‘lento’ a ‘molto lento’.

A seismic hazard assessment was carried out for the Catania and Siracusa towns providing a comprehensive re-examination and re-processing of all the available seismic data. The site approach and the seismotectonic one were used and compared. The hazard assessment, using both methods, was performed following a logic-tree approach in order to consider and reduce the epistemic uncertainties. The combined use and comparison of these approaches is recommended since it allows to verify the robustness of the hazard estimates and allowed us to obtain useful elements to define the seismic hazard in Catania and Siracusa. Experimental data and numerical modeling were used to study the effect of local geology on the seismic response in the Catania area. Available boreholes data and elastic parameters were used to reconstruct a geotechnical model in order to perform 1D numerical modeling. Seismic urban scenarios were simulated considering destructive (Mw=7.0), strong (Mw=6.2) and moderate (Mw=5.7) earthquakes. PGA and spectral acceleration at different periods were obtained in the urban area through the equivalent linear numerical code EERA, and contour maps of different levels of shaking were drawn. Standard and horizontal-to-vertical spectral ratios were achieved making use of a dataset of 172 seismic events recorded at ten stations located on the main outcropping lithotypes. Spectral ratios inferred from earthquake data were compared with theoretical transfer functions. Both experimental and numerical results confirm the role of the geologic and morphologic setting of Catania. A study aimed to investigate on the dynamic properties of main lithotypes outcropping in the Siracusa area and their relationships with the local seismic response was performed. Non-invasive seismic prospecting techniques using the vertical component of surface waves (MASW and ReMi) were adopted, as well as ambient noise measurements, processed through the Nakamura technique. Moreover, a cluster analysis was performed to subdivide into homogeneous groups the experimentally obtained noise spectral ratios. Results pointed out that the use of combined different methods provides a more robust way to characterized the investigated soils and to reduce the problems linked to the non-uniqueness of solutions during the interpretation of geophysical data. The role of local geology and topography on the site response of a small hill, located in the northern part of Catania, was investigated. Ambient noise and earthquake data were processed through standard and horizontal-to-vertical spectral ratios. Directional effects were also investigated by computing the spectral ratios after rotating the horizontal components of motion and performing polarization analysis. Results of noise and earthquakes analysis, although show significant differences in amplitude, are comparable in frequency, especially in the sedimentary terrains. Pronounced directional effects are mostly observed on the slopes rather than at the hill top. Our findings appear linked to the complex wavefield generated by the lithologic heterogeneities existing in the area which seem to have a stronger influence with respect to the simple topographic effect. Seismic noise recorded by mobile stations in the Ortigia peninsula (downtown Siracusa) was analyzed through H/V spectral ratios, to investigate local site effects. Moreover, shear wave velocities were investigated through non-invasive techniques (MASW and ReMi) in order to assess the theoretical resonant frequency of the hill. Experimental results coming out from the spectral ratios show peaks in the frequency range 1.0-3.0 Hz which are consistent with the theoretical resonance frequency at Ortigia. The H/V azimuthal spectral analysis shows a clearly predominant E-W directional effect, transversal to the main axis of the peninsula, which is also confirmed by the polarization analysis in the time domain.

Le aree della Sicilia orientale e della Calabria meridionale sono inserite all interno di un complesso sistema geodinamico e per tale motivo sono state soggette a deformazioni verticali nel lungo e breve periodo. L obiettivo di questa ricerca è quello di analizzare la deformazione tettonica verticale che ha interessato le aree della Sicilia orientale e della Calabria meridionale durante il tardo Quaternario. In particolare, attraverso l applicazione di più metodologie sono state valutate la deformazione verticale olocenica delle aree costiera di Taormina, Milazzo, Capo dell Armi e Capo Vaticano, la deformazione verticale nel Presente di tre allineamenti in Sicilia (Catania-Augusta, Messina) e Calabria meridionale (Villa San Giovanni-Bagnara) e la deformazione verticale nel lungo periodo (Pleistocene medio-superiore) del settore costiero ionico del Plateau Ibleo. Per quanto riguarda la deformazione verticale durante l Olocene, le dettagliate analisi geomorfologiche, stratigrafiche e radiometriche eseguite lungo le aree della Sicilia nord orientale e della Calabria meridionale hanno permesso oltre che stimare il tasso totale della deformazione verticale anche, laddove possibile, la differenziazione tra la deformazione verticale regionale e quella locale o co-sismica. In particolare, nei siti affetti da deformazione co-sismica è stato possibile: i) stimare e scremare il contributo regionale dalla deformazione totale; ii) definire gli intervalli cronologici durante i quali si sarebbero potuti verificare gli eventi co-sismici; iii) quantificare le dislocazioni verticali correlate agli eventi co-sismici; iv) quando possibile, correlare questi eventi co-sismici con i terremoti riportati nei cataloghi della sismicità storica. Per l analisi della deformazione verticale attuale, in Sicilia orientale e Calabria meridionale, è stato previsto l uso di dati strumentali. Precisamente, sono state raccolte ed analizzate le quote dei caposaldi appartenenti alle linee di livellazione ad alta precisione della Sicilia orientale (Linea 108, Linea 92) e della Calabria meridionale (Linea 100) istituite dall Istituto Geografico Militare. Il processing delle differenti serie temporali di livellazione altimetrica di alta precisione ha permesso di stimare tassi relativi di deformazione verticale per gli ultimi 40 anni. Inoltre, l analisi incrociata dei dati strumentali con i rilievi geologico-strutturali hanno evidenziato la presenza di strutture attive, presunte responsabili di sollevamenti e subsidenze, nonché l individuazione di aree alluvionali caratterizzate da forti subsidenze che probabilmente in alcuni casi sono state corresponsabili di pesanti lesioni su strutture civili. Infine per lo studio della deformazione verticale nel lungo periodo, della serie terrazzata affiorante in Sicilia sud-orientale, è stata utilizzata la tecnica di datazione radiometrica del 36Cl. Gli studi condotti hanno verificato come la stima dei tassi di erosione delle spianate analizzate abbia un importanza fondamentale per ottenere delle età affidabili. Tenendo conto di dati già pubblicati, relativi all area di studio tra Augusta e Siracusa, sono state fissate le età di esposizione dei terrazzi analizzati e di conseguenza, comparando le quote e l età dei terrazzi con le curve eustatiche, sono stati ipotizzati tre differenti scenari di uplift. Analizzando le correlazioni tra quote dei terrazzi e curve eustatiche modificate per i tre differenti valori di sollevamento, è stato possibile affermare che per l area oggetto di studio lo scenario di deformazione verticale più plausibile è quello che prevede un sollevamento medio pari a ~0.5 mm/a negli ultimi 400 ka.

LE MILONITI DELL UNITA DI CASTAGNA: STUDIO PETROLOGICO-STRUTTURALE E IMPLICAZIONI GEODINAMICHE Nell edificio a falde del settore settentrionale dell Orogene Calabro Peloritani (OCP), l Unità di Castagna, istituita da Dubois & Glangeaud (1965), rappresenta un orizzonte pervasivamente milonitico costituito da paragneiss, leucogneiss, marmi, anfiboliti e micascisti, intrusi da granitoidi tardo-Ercinici. Collocata in posizione intermedia all interno dell edificio a falde di pertinenza continentale, noto come Complesso Calabride , tra l Unità di basso grado di Bagni alla base, e l Unità della Sila in posizione sommitale, attualmente, essa rappresenta una delle porzioni di basamento cristallino calabro meno conosciute probabilmente a causa dello scarso e datato bagaglio bibliografico. Sulla base di queste considerazioni uno studio integrato è stato condotto sui paragneiss e i leucogneiss milonitici che affiorano ampiamente nel settore della Sila Piccola allo scopo di: a) colmare le lacune esistenti in letteratura; b) tracciare la storia tettono-metamorfica di un unità il cui significato geologico e il cui ruolo nell evoluzione geodinamica della Calabria settentrionale risultano tuttora incerti. Le indagini petrologiche, strutturali e microstrutturali condotte sui litotipi milonitici suddetti hanno consentito di vincolare le condizioni P-T dell evoluzione metamorfica retrograda associata all evento di taglio responsabile del pervasivo fabric milonitico che ha obliterato ogni traccia delle strutture pre-esistenti. In particolare, le analisi condotte nei domini di low strain all interno degli orizzonti metapelitici hanno consentito di vincolare condizioni PT tipicamente ascrivibili alla facies anfibolitica (T di 595°C e P comprese tra 570 e 680MPa) coerenti con le fasi precoci di tale evoluzione. I successivi stadi della traiettoria metamorfica retrograda registrata in queste rocce sono stati vincolati tramite indagini condotte negli orizzonti leucogneissici. L integrazione del geobarometro fengitico e delle analisi dell orientazione cristallografica preferenziale degli assi c del quarzo, hanno consentito di vincolare condizioni tipiche della facies scisti verdi. Le evidenze strutturali di dicchi a composizione aplitico-pegmatitica, probabilmente ricollegabili alla messa in posto del batolite della Sila, indeformati e intrusi con rapporti di discordanza nelle miloniti in esame, nonché l evidenza petrologica di una distribuzione bimodale nel contenuto fengitico della mica chiara sin-cinematica, potrebbero suggerire l ipotesi di una shear zone estensionale da tardo a post Ercinica di ambientazione profonda, probabilmente riattivata a luoghi durante le fasi di accavallamento e costruzione dell Orogene Alpino.

Nell ambito del presente lavoro sono stati effettuati studi morfostrutturali e di tettonica quantitativa nell area della Conca di Bojano, un bacino intramontano allungato in direzione NO-SE tra il Massiccio del Matese a ovest e i Monti del Sannio a est, e delimitato a sud dalla Sella di Vinchiaturo. Si tratta di un bacino tettonicamente instabile, interessato in tempi storici da una persistente attività sismica che nel 1805 si è concretizzata in un terremoto, il terremoto di Bojano, tra i più disastrosi tra quelli verificatisi nell Appennino molisano-sannita con la perdita di più di 10000 vite umane oltre ad ingenti danni materiali. Al fine di datare i principali eventi deformativi che hanno interessato l area in esame, una particolare attenzione è stata dedicata alle analisi morfo-strutturali effettuate sui depositi mio-quaternari, nonchè alla attendibilità delle loro età assolute e/o relative. I risultati ottenuti hanno consentito di ricostruire un quadro generale dettagliato dell evoluzione morfo-tettonica della conca e i legami ivi intercorrenti tra tettonica e sismicità. Nel corso del Miocene superiore-Pliocene si sono verificati due eventi tettonici responsabili delle principali deformazioni compressive materializzate nel thrust di M. Celara e nel thrust dell Unità del Sannio: a un primo evento a direzione NNE-SSW ha fatto seguito una compressione WSW-ENE. Inoltre, due tipologie di distensione hanno controllato l evoluzione dell area della conca e dei rilievi che la circondano: - fase che precede le principali compressioni Si tratta di un evento distensivo a direzione submeridiana NNE-SSW che ha interessato il Matese e i Monti del Sannio all altezza del Miocene superiore; - fase che post-data le principali compressioni Si tratta di eventi distensivi a direzione submeridiana NE-SE (prevalente) e NW-SE che si sono manifestati dopo la fase compressiva del Pleistocene inferiore. Questa fase è contemporanea al maggior sollevamento della catena appenninica, all attività vulcanica HK del Roccamonfina, nonchè all instaurarsi del bacino lacustre di S. Massimo. Gli studi svolti sui terremoti che hanno investito l area in tempi storici - vedi p.e. il disastroso terremoto di Bojano del 1805 responsabile di una distensione N18-30 dedotta da ricerche di paleosismicità e la sequenza sismica occorsa tra Campochiaro e Sassinoro nel 1997 che è stata il motore di una distensione N349 dedotta dall analisi dei meccanismi focali dimostrano che esse sono attive ancora oggi. In particolare, per quanto riguarda l evento del 1805 legato alla faglia di Bojano, tenendo conto dei parametri caratteristici della struttura, abbiamo effettuato una stima della magnitudo attesa, dei tempi di ricorrrenza e della deformazione verticale accomodata al tetto della faglia. Infine per l evento sismico del 1997, a fronte della sua bassa energia l analisi delle foto aeree ha consentito di individuare un lineamento a direzione NNE-SSW che attraversa la sua area epicentrale. Sul terreno al lineamento sono associate poche fratture sub-parallele di cui una sola è risultata essere una faglia normale inclinata di 60° verso E-SE. Si è pertanto ritenuto che il lineamento individuato sia l espressione superficiale di una struttura sismogenetica crostale attualmente a debole espressione energetica, ma che potrebbe riattivarsi in futuro per accomodare l attività anche di forti terremoti. In definitiva, quanto sopra esposto ci ha portato a concludere che la sismicità recente e attuale, in uno con le associazioni di faglie con essa coincidenti, sia legata a partire dal Tardiglaciale a fasi tettoniche caratterizzate da assi sigma3 responsabili di una distensione sia in direzione NE-SO dominante (Faglie di Bojano e di Colli della Defenza), sia NO-SE subordinata (Conoide di Campochiaro e Sequenza sismica del 1997).

Innovative numerical petrology methods have been developed using several computer programming languages, to investigate chemical-physical properties of metamorphic rocks at the microscale. These methods can help users to analyse the final aspect of the metamorphic rocks, which derives from the counterbalancing factors controlled by deformation vs. recovery processes, through a better quantification of the rock fabric parameters (e.g., grain and mineral size distribution) as well as of the rock volumes and the specific compositions that take part in the reactions during each metamorphic evolutionary stage. In this perspective, a grain boundary detection tool (i.e., Grain Size Detection - GSD) was created to draw grain boundary and create polygon features in a Geographic Information System (GIS) platform using thin section optical scans as input images. Such a tool allows users to obtain several pieces of information from the investigated samples such as grain surfaces and sizes displayed as derivative maps. These maps have been then integrated with the mineralogical distribution map of the entire thin section classified from the micro X-ray maps. This step has been made to enhance the grain size distribution analysis by associating a mineral label to each polygon feature, by developing a further tool called Min-GSD (i.e., Mineral-Grain Size Distribution). The image analysis of rocks at the microscale was further improved by introducing a new multilinear regression technique within a previous image analysis software (i.e., X-ray Map Analyser - XRMA), with the aim to calibrate X-ray maps per each classified mineral of the selected thin section microdomain. This enhancement (called Quantitative X-ray Map Analyser - Q-XRMA) allowed to compute: (a) the elemental concentration within a single phase expressed in a.p.f.u; (b) maps of the end member fractions defining the potential zoning patterns of solid solution mineral phases. Moreover, the classification through this new method of one or several microdomains per thin section, able to describe the potential sequence of recognized metamorphic equilibria, has been here used to a better definition of the effective bulk rock chemistries at the base of a more robust thermodynamic modelling, providing more reliable thermobaric constraints. These thermobaric constraints were here converted for the first time into Pressure-Temperature (PT) maps by the development of an add-on (i.e., Diffusion Coefficient Map Creator - DCMC) of the previous tool (Q-XRMA), for creating maps of compositionally-dependent diffusion coefficients, by integrating diffusion data from the literature. As a result, an articulated Local Information System (LIS) for the investigated mineral, involving data on composition, grain size, modal amounts and kinetic rates, is created and potentially useful for detailed investigations as, for instance, the determination of the timescales of metamorphic events. All of these methods mentioned above can be considered part of the Petromatics discipline, here for the first time defined as the science which integrates new computers technologies with different techno-scientific sectors related to the detection and handling of spatial minerochemical data characterising rocks at the microscale. Furthermore, the quantification of the rock parameters at the microscale laid the groundwork for the development of an innovative numerical petrological workflow here called Metamorphic Petrology Information System (MetPetIS). The latter is a new LIS able to store, manage and elaborate multidisciplinary and multiscale data collection from metamorphic basement rocks within a unique cyber-infrastructure.

In questo lavoro di ricerca è stato effettuato uno studio petro-archeometrico su 170 campioni di ceramica (ceramica a vernice nera, acroma, comune, lucerne, maschere e scarti di fornace), provenienti da quattro importanti siti archeologici della Sicilia (Gela, Francavilla, Adrano e Syracuse), mediante microscopio ottico (O.M.), diffrattometro a raggi X (XRD), spettrometria di fluorescenza a raggi X (XRF) e microscopio elettronico a scansione (SEM). Seguendo la classificazione di Whitebread, sono state individuate numerose fabrics sulla base delle caratteristiche petrografiche delle ceramiche (matrice e inclusi), mentre i dati chimici sono stati elaborati, secondo il metodo proposto da Aitchison, mediante analisi delle componenti principali (PCA). I risultati hanno permesso di creare dei gruppi di riferimento con caratteristiche peculiari per ciascun sito ed individuare il livello tecnologico raggiunto, mediante lo studio delle temperature di cottura e dei rivestimenti ( ingobbio fantasma e vernice nera ).

Introduction: Through receiver function analysis, this study inquires into some of the most basic properties of the crust below southeastern Sicily (Italy), mostly represented by the Hyblean Plateau. Method: This is accomplished, using P-to-S receiver function (P-RF) technique which involves coordinate rotation and deconvolution, by stacking waveforms from 335 teleseismic events, magnitude 6.0 and larger, to determine the delay in arrival time for several phases of the P-wave coda, relative to the initial P-wave arrival. This information is used to establish a linear relationship between thickness and VP/VS ratio, each of which is stacked using the slant stacking approach for a given station to identify the best-fit thickness and wave speed for the crust below that station. To determine their accuracy these results are compared with previous studies, as well as with synthetically generated receiver functions based on 1D crustal models including dipping layers. Results: The good regional coverage and the fairly dense station spacing (~20 km) leaded to a fairly complete image of the crust-mantle boundary over the entire region that shows strong lateral variations of the crustal thickness with Moho depth varying between 29 and 38 km. In particular, a thinner crust is observed in the central-eastern part of the Hyblean Foreland beneath SSY (Solarino) station and thickening further to the south beneath HMDC (Modica) station (up to 38 km) and to the north beneath HLNI (Lentini) station (up to 35 km). Sharp transitions between thinned and thickened crust are most likely the result of complicated 3D structures attributed to regional geodynamics. Discussion: Since all the 8 considered broadband stations lie in a geodinamically complex area, reliable estimates of the crustal thicknesses below these stations are key requisite for understanding the geologic and tectonic processes that have been dominant in the region, providing valuable information for the numerous earth science disciplines.

The success in eruption forecasting needs the knowledge of the eruptive processes and the plumbing system of the volcano. Indeed, the eruptive styles are controlled by the interplay between magma dynamics and the plumbing system. In multi-vent volcanoes, such as Mt. Etna, where volcanic activity can rapidly vary over time and be simultaneously at the different craters, the shallow plumbing system is quite complex. For forecasting purposes, volcano monitoring measures many geophysical parameters and interprets sub-aerial volcanic phenomena. Lots of volcanic processes occur at or near the boundary between the earth and the atmosphere, thus, beside seismic signal, acoustic waves mainly in the range of infrasound are generated. In particular, infrasound activity is usually evidence of open conduit conditions and its quantification can provide information on explosive phenomena and source mechanism. A more comprehensive knowledge of the source mechanism, as well as of the source depth into the conduit, can be achieved by exploring seismo-acoustic sources, exciting mechanical waves both in the volcano edifice and in the atmosphere. The aim of the thesis is to look closely at the eruption dynamics at Mt. Etna, with a focus on explosive activity, and at the shallow plumbing system by means of analysis of infrasound and seismo-acoustic signals.

Calabrian Arc and Eastern Sicily (Southern Italy) are characterized by flights of coastal terraces occurring in various geological domains. These features are formed by interaction between the glacio-eustatic sea level changes and Late Quaternary uplift. Thus, by combining ages and elevations of inner edges with the OIT stages of high sea-level stands, it is possible to accurately evaluate the uplift rates of coastal areas and to discriminate, where possible, the regional and local components of uplift. At this purpose, in this thesis the Optically Stimulated Luminescence (OSL) method has been used, mainly for its applicability to the detrital minerals of the terraced sediment (i.e. quartz) and for its accuracy. The research project is based on interdisciplinary study that involved the PH3DRA (Physics for Dating Diagnostic Dosimetry Research and Applications) laboratories of the Department of Physics and Astronomy of the Catania University, where preparation of geological samples, measurements and analysis of results were carried out, in order to optimize the dating procedure and to obtain OSL age of samples collected from the studied terraced deposits. For each sites the structural and geomorphological issues have been dealt with and then samples of sands have been collected from the studied areas. Four key sites, characterized by different tectonic setting, have been chosen: Amendolara (north-eastern Calabria), Capo Vaticano peninsula (western Calabria), Sant Agata di Militello (north-eastern Sicily), Terreforti Hills (eastern Sicily). For the first site, the OSL dating methodology on quartz grains failed. Quaternary terraced deposits outcropping on the Capo Vaticano peninsula have been investigated in order to obtain new chronological estimates. OSL age determinations correlated with geological and morphological evidences have provided new constraints for correlating the distinct orders of marine terraces with the last seven interglacial stages of the eustatic curve. This correlation indicates that in the Middle-Late Pleistocene this portion of the southern Calabrian Arc was affected by a vigorous uplift characterized by rates up to ~2 mm/yr, accompanied by faulting and tilting of the peninsula towards the northeast. Along the coastal sector of Sant Agata di Militello the geomorphological survey and the analysis of stereo-pairs of aerial photographs allowed to recognize at least five main orders of well-preserved Quaternary surfaces and relative deposits. They are mostly located on the hanging-wall and on the footwall of the Pleistocene northwest-dipping Capo d Orlando normal fault, which controlled the geomorphological evolution of the coastal area. In order to better define the whole terrace chronology, deposit samples were analysed by OSL methodology, a conventional single-aliquot regenerative-dose (SAR) protocol used with sand-sized quartz. New datings, together with the detailed morphostructural analysis, allow to relate the 2nd and 4th order terraces to MIS 5.5 and 8.5, respectively, and to reconstruct the tectonic evolution of this coastal area, constraining the activity of the Capo d Orlando fault. Coastal-alluvial terraces outcropping in the area between Mt. Etna volcano and the Catania Plain, known as the Terreforti Hills , at the front of the Sicilian fold and thrust system, were analyzed. The obtained OSL ages were consistent with the normal evolutionary model of a terraced sequence, moving from the highest to the lowest elevations and the new data allowed us to determine a mean uplift rate of 1.2 mm/yr during the last 330 ka, mostly related to regional uplift processes coeval to Quaternary sea-level changes. Moreover, the two highest order terraces are folded, forming the large Terreforti anticline. According to our analysis, this anticline represent a thrust propagation fold developed at the front of the Sicilian chain between 236 and 197 ka ago.

An extensive compositional dataset of plagioclase and olivine crystals from lavas emitted between the 2011 and 2013 at Mt. Etna has been used to constrain modes and timescales of magma storage and transfer to the surface. Plagioclase crystals display either near-equilibrium or disequilibrium textures at the core and rim that indicate complex histories of magma crystallization under variable chemical and physical conditions. Crystals with different textures have been characterized for major (An), minor (Fe and Mg) and trace elements (Sr/Ba). The Sr /Ba ratio in oscillatory-zoned plagioclase revealed the presence into the plumbing system of low-Sr magma volumes that preserve a geochemical signature similar to that of magmas feeding the historic, pre-1971 activity. Fe and Mg zoning vs anorthite in correspondence of plagioclase sieve textures also suggest that processes of gas-flushing have had a dominant role in triggering the paroxysmal eruption, determining a sudden intensification of the eruption intensity up to the fountaining phase. In order to interpret the range of crystal textures and compositions that may form in CO2-rich systems, a series of experiments was conducted to reproduce processes of CO2-flushing at distinct sections of the plumbing system. Starting from an initial material containing a pure-H2O fluid, experiments were performed at temperature of 1080°C and at two distinct pressures of 100 MPa and 300 MPa, using volatile mixtures at variable H2O+CO2 concentrations. Results show that CO2-flushing at high pressure greatly promote plagioclase destabilization during their early grow history, and is therefore one of the main mechanism responsible for the spectrum of disequilibrium textures at the plagioclase cores. The transfer and injection of prevalent CO2-rich gases at shallow (~100MPa) depth mostly reduce the clinopyroxene stability, causing severe destabilization of their rims. Through Sr-diffusion modelling in plagioclase the maximum time of magma storage during the considered eruptive period has been evaluated. Timescales of crystal residence in the plumbing system are short (five years to three decades), suggesting limited magma storage and faster transfer dynamics to the surface. The investigation of Li diffusion in plagioclase allow a direct quantification of magma ascent and vesiculation upon eruption. Li diffusion calculations yield timescales of sin-eruptive magma ascent between 20 and 30 sec, corresponding to rates of 50-75 m/s. Chemical zoning of olivine crystals highlights processes of multi-step magma transfer and residence at different levels of the plumbing system. The migration of magmas to the surface occurred primarily stepwise through multiple episode of injection and mixing between five compositionally-distinct magmatic environments (Mi), whose P-T- O2 characteristics and concentrations in dissolved volatiles were constrain by thermodynamic modeling. From a deepest reservoir, located at depth of ~600 MPa, the most primitive magma M1 (Fo84) moved along dominant pathways, intercepting the M2 (Fo80-82) at ~390 MPa and/or M3 (Fo78; 250 MPa), M4 (Fo75; ~140 MPa) and finally the shallow M5 (Fo70-73; ~40 MPa) storage zone. For some eruptive episodes, olivine zonings highlight a preferential route of transfer, connecting the M1 and M5 storage zones that facilitated the migration of primitive magma at shallow depth. Fe-Mg diffusion modelling on olivine normal and reverse zoning defines the timescales of magma transfer and storage across these magmatic environments, which vary from ~1 to 18 months, whereas intrusion and mixing by more basic magma into the shallowest reservoir occurred always within 5 months before eruption. Relevance of this study mainly relies on the quantification of volcanic processes at depth that may have considerable consequences in development of unusual, high-energy eruptions at basaltic volcanoes, generally acknowledged for their weak to mild explosive activity.

2006/2007
L'importanza di un modello geologico-strutturale condiviso dalla comunità scientifica relativo alla Faglia Nord Anatolica (FNA) è essenziale sia per la formulazione dei modelli di stima del rischio sismico che per la formulazione dell’evoluzione tettonica dell’area. Tuttavia, i numerosi studi finora pubblicati nella letteratura internazionale non forniscono una soluzione certa e condivisa ai problemi che riguardano la relazione tra il bacino del Mare di Marmara e la FNA, le modalità di segmentazione e l’età stessa della faglia. In questo Lavoro, lo studio della FNA è stato approfondito per l’area del Bacino di Cinarcik, nel Mare di Marmara e la zona della Penisola di Hersek, nel Golfo di Izmit. Lo scopo della Tesi è di ricostruire il quadro geologico-strutturale nella porzione della FNA collocata presso la Penisola di Hersek, tramite la correlazione dei dati geologici/geofisici acquisiti a terra e a mare, e di contribuire alla definizione del modello tettonico della FNA nel Bacino di Cinarcik, tramite la realizzazione di esperimenti di analogue modelling 2D e 3D. Gli esperimenti di analogue modelling sono stati condotti simulando un regime prevalentemente transtensivo, considerando che il Mare di Marmara si trova in una zona di transizione tra un regime trascorrente puro, che caratterizza la FNA ad Est, e un regime prettamente distensivo ad Ovest, nel Mare Egeo. Gli esperimenti, che simulano transtensione e step-over della faglia a diverso angolo, dimostrano che i bacini di pull-apart sono caratterizzati da una subsidenza che interessa l’intero centro del bacino, dalla presenza di faglie en-echelon che bordano i margini del bacino e che tendono a riunirsi all’aumentare della dislocazione orizzontale e che le Principal Displacement Zone (PDZ) presentano graben superficiali, la cui origine è legata proprio alla componente estensionale del sistema. All’aumentare della dislocazione orizzontale la PDZ diventa più ampia mentre nel bacino si genera una faglia trascorrente che collega i margini delle PDZ. L’analisi delle pendenze dei margini dei bacini ha evidenziato un generale aumento della pendenza dei piani di faglia all’aumentare della dislocazione orizzontale. I dati 3D hanno permesso di riconoscere l’evoluzione delle faglie e l’asimmetria dei bacini, caratterizzati da una tipica forma a “V” o “U” per le sezioni considerate. I risultati dei modelli sono stati confrontati con i dati disponibili in letteratura relativi al Bacino di Cinarcik. In particolare sono state valutate la similitudine geometrica sia in pianta che in sezione, la congruenza tra gli stili deformativi e l’assetto strutturale generale. Il modello con componente transtensiva (5°) e step-over a 45°, dopo 5-8 cm di spostamento orizzontale, ha generato un bacino di pull-apart con caratteristiche simili, alla scala 10-5, a quelle riportate in letteratura per il Bacino di Cinarcik. La stima della deformazione orizzontale necessaria alla formazione di un bacino di pull-apart con le caratteristiche del Bacino di Cinarcik, ha permesso di stimare l’età della FNA in quest’area, pari a circa 210.000 – 330.000 anni, ottenuta assumendo dalla letteratura una velocità di spostamento tra le placche pari a 24 mm/a. I profili sismici, acquisiti a terra presso la Penisola di Hersek, hanno permesso di evidenziare distintamente delle strutture compressive nel settore settentrionale della penisola, compatibili con un andamento E-O della FNA ed un bending di 7°-8° in quest’area. Le simulazioni numeriche della deformazione, realizzate per valutare la consistenza tra la morfologia individuata a terra e a mare, le strutture subsuperficiali ricostruite dai dati geofisici ed i modelli evolutivi proposti sulla base dell’interpretazione integrata dei dati geologici e geofisici, hanno mostrato la consistenza del modello proposto. L’interpretazione dei dati geomorfologici, geologico-geofisici, i risultati delle simulazioni numeriche, nonché le conoscenze acquisite sull’evoluzione dei sistemi trascorrenti attraverso la realizzazione degli esperimenti di analogue modelling, hanno permesso di formulare un’ipotesi evolutiva della Penisola di Hersek a partire dal Pleistocene. Secondo tale ipotesi l’attuale penisola è il risultato di un sistema complesso, costituito dalla congiunzione tra il delta del fiume Yalakdere a Sud ed un seamount a Nord, ora rappresentato dall’alto strutturale della collina di Dedeler. In particolare, il paleo-fiume Yalakdere avrebbe iniziato la progradazione verso Nord 200.000 anni or sono, in seguito all’innalzamento della Penisola di Armutlu e dell’apertura dei Bacini Occidentale, Centrale ed Orientale, quali bacini di pull-apart. Durante il Pleistocene ha iniziato a svilupparsi una faglia con andamento a grande scala E-O. Nella zona di Hersek la faglia ha formato un restraining bending di circa 7°-8° che ha provocato innalzamento a Nord della faglia e abbassamento a Sud-Est. A Ovest di Hersek il movimento trascorrente principale è stato accomodato dal nuovo ramo settentrionale principale della faglia (85-90%), mentre la deformazione è stata accomodata a Sud da più rami con la formazione di aree di traspressione e alti strutturali. Anche la zona a Nord del ramo principale della faglia in corrispondenza del punto di massima curvatura (bending) ha subito un sollevamento, che ha la sua attuale espressione morfologica nella collina di Dedeler. Il fiume Yalakdere ha poi accresciuto il suo delta fino a raggiungere tale struttura che nel frattempo tendeva, oltre che a sollevarsi, a spostarsi verso Est a causa del movimento trascorrente destro della FNA.
XX Ciclo
1974

La riattivazione di frane in mezzi geologici deboli ed eterogenei è un fenomeno largamente diffuso e che rappresenta un importante fattore di rischio idrogeologico nell’Appennino emiliano – romagnolo. Nonostante la frequenza di questi fenomeni, risulta poco chiaro e ancora poco conosciuto l’aspetto meccanico delle colate in terra. L’obiettivo di questo elaborato è studiare un campione proveniente dall’area di dissesto di Montevecchio, confrontare i dati di laboratorio con quelli ottenuti attraverso indagini in sito e infine, dalle relazioni ottenute, riuscire a stabilire quale possa essere, in questo specifico caso, il meccanismo che sta alla base del particolare comportamento meccanico del movimento franoso.

The Pelagian Archipelago is located in a complex and wide geodynamic system characterized by the occurrence of two independent tectonic processes acting simultaneously: convergence along the Apennine-Maghrebian accretionary wedge and late Miocene-early Pliocene rifting in the Sicily Channel. Through high resolution seismic profiles acquired around the Lampedusa Island offshore, the reconstruction of an updated structural setting of this area and its regional correlation has been performed. The late Miocene-early Pliocene rifting affects directly the structural evolution of the Lampedusa plateau, with the development of a graben and half-graben setting in most of the offshore area, widely filled with the syn-rift deposits. In the northern sector, the activity of the normal faults associated with the rifting is active up to the early Pliocene, whereas it is quiescent since late Miocene in southern sector. This current fabric of the Lampedusa plateau derives by its involvement in regional extensional regime, lying in a dextral-transtensive zone and marked by pull-apart basins. In particular, two systems of the normal faults in the Lampedusa offshore have been recognized. The Master Extensional Faults oriented WNW-ESE represent the main structural alignment of the Lampedusa offshore and reflect the extensional trending of the Sicily Channel. The Second order of Extensional Faults, oriented NNW-SSE, bounds smaller pull-apart basins and are probably associated with the main dextral-transtensive regional regime. From the comparison with some preexisting models, an update stratigraphic-structural model is proposed also to the southeastern continental shelf between the Gela-Catania foredeep and the Hyblean foreland offshore, along the Marina di Ragusa offshore. The seismo-stratigraphic interpretation shows a NE-SW extensional faults system that involves only the late Miocene formations, probably connected to history of the Scicli Line. Furthermore, the late Miocene extensional tectonic activity involves widely affects the offshore portions of the Hyblean foreland and its ramp, but it does not show evidences that this activity has involved the Plio-Pleistocene succession. The deposition of the Gessoso-Solfifera Formation has been widely recognized in the Hyblean foreland ramp, demonstrating that the evaporitic deposition does not is a peculiarity only of the deposits within the semi-isolated and marginal sub-basins or of the thrust top mini-basins of the Appennine-Maghrebides belt, but extends also in areas where the extensional tectonic have been dominant. Through Multibeam bathymetric data, an update characterization of the geomorphological setting of the north-east Sicily continental shelf, between Milazzo Promontory and the area offshore from the Saponara River, is provided. Furthermore, through high-resolution CHIRP seismic profiles interpretation, a reconstruction of the evolution of the last eustatic sea level cycle is performed. The lowstand succession, corresponding with the foreset of the prograding clinoforms of the continental margin deposits, determines the accommodation space for the depositional processes that occur during the rise of the sea level. In fact, the evolution of the transgressive and highstand wedges is strongly influenced by the geometry of the underlying lowstand succession. The transgressive wedge is developed in the 80-100 m bathymetric range and consists of the relict geomorphic elements that represent past landscape. These elements tracked the variations in coastline position during the last sea-level rise, formed during an interval of relatively reduced rate of sealevel rise. Furthermore, a reconstruction of the geomorphological evolution of the past coastal systems during the last transgressive stage is provided. The highstand wedge consists of the Corriolo, Muto, Niceto, Cocuzzaro and Rometta delta deposits that widely develop on the offshore portions of the inner continental shelf.

During the late Paleozoic Mesozoic, huge volumes of plutonic and volcanic rocks, as well as widespread basic to acidic dyke swarms, were produced mostly related to extensional tectonics that took place soon after the final stages of the Hercynian continental collision, causing wrenching and faulting of the crust and subsequent continental break-up leading to the definitive Jurassic opening of the Tethys ocean. Products of the Hercynian post-collisional dyke magmatism occurring in the Calabria Peloritani Orogen (CPO) and in the western-central Sicily, have been studied. Calabrian dykes, outcropping in five different locations of Serre Massif, intrude the metamorphic basement as well as the late Hercynian granitoids of the CPO and show a composition ranging from basaltic andesite to rhyodacite, with a medium to high-K calcalkaline affinity. Petrographic, mineral chemical, whole-rock major and trace elements geochemistry and Sr-Nd isotopic data, are consisting with a post-collisional context and enriched lithospheric mantle sources, metasomatized by subduction-related fluids. Variable interactions with the still thickened crust are also suggested and anatexis of the lower-most crustal levels is envisaged for the most acidic compositions genesis. Sicilian dykes have been found outcropping in two different locations, in central Sicily (Leonforte area) where a basaltic sill, with alkaline affinity, intrudes the sedimentary sequences of the Ladinian Lercara Fm., and in western Sicily (Roccapalumba Margana Lercara area), where two different dyke outcrops intrude the middle - late Triassic sedimentary rocks of the Lercara Fm. They range in composition between basalt and basaltic andesite and show a tholeiitic affinity. Petrographic, mineral chemistry, major and trace elements geochemistry and Sr-Nd isotopic composition of Sicilian dykes are compatible with an alkaline tholeiitic transition testifying the Triassic evolution from the late- to post-Hercynian extensional stages to a purely anorogenic rifting context, starting with the early production of alkaline magmas, produced by low degrees of partial melting of a deep asthenospheric mantle source, and by later generation of tholeiitic magmas, related to major extensional rates. Performed AFC calculations suggested interaction of tholeiitic magmas with lower crustal rocks, thus indicating that the lithospheric extension was not still complete at the time of this magmatic activity. In conclusion, studied magmatic rocks testify the late Palaeozoic - Mesozoic transition, well documented in other regions of SW Europe, from a post-collisional context associated to the collapse of the Hercynian Belt to an anorogenic scenario related to sequential Pangea continent breakup and Tethes ocean opening.

UNRAVELLING VOLCANIC TREMOR SOURCE AT MOUNT ETNA FROM QUANTITATIVE MULTIPARAMETRIC ANALYSIS AND MOMENT TENSOR INVERSION Developments of multiparametric monitoring networks, real time analysis techniques and the acquisition of high-resolution data, have allowed to improve the knowledge of the structures and dynamics that characterize the active volcanoes. To understand the dynamics of an active volcano, it is possible to proceed with two different types of studies: i) multiparametric studies based on the joint analysis of different data (such as geophysical, geochemical, petrological data); ii) detailed studies concerning specific data. In order to understand source volcanic tremor at Mt. Etna volcano, volcanic tremor recorded during the vigorous summit of 2011-2012 was analyzed. In particular, this thesis shows the results obtained from the investigation of the volcanic tremor source through a duplex study: i) a multiparametric study based on the quantitative comparison between different time series such as volcanic tremor amplitudes and geochemical data such as soil CO2 flux and the SO2 flux at summit craters; ii) a moment tensor inversion analysis of volcanic tremor recorded during a lava fountain episode of the considered period. For these studies, data acquired from the multiparametric monitoring network managed by Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia were used.The quantitative comparison between seismic and geochemical data was performed in order to identify and quantitatively estimate similar trends variations between the compared time series, both synchronous and characterized by time lags. To this end, four different analysis techniques have been implemented, such as Cross-Correlation, Randomized Cross-Correlation, wavelet analysis and linear regression. The obtained results allowed to infer pressurization and depressurization dynamics of the plumbing system during the different eruptive phases observed during the considered period. The moment tensor inversion analysis of the volcanic tremor recorded at Mt. Etna represents a novelty. Specifically, this analysis was applied to volcanic tremor recorded during the lava fountain episode that occurred on 5 August 2011, one of the most vigorous of the 25 episodes that characterized the 2011-2012 period. The results allowed to highlight a source mechanism generated by a sub-horizontal crack near the summit crater area, which can be interpreted as a valve through which gas-rich magma is ejected during the lava fountain activities.

2007/2008
During the last decades, the scientific community spent many efforts to study the gas hydrates in oceanic and permafrost environments. In fact, the gas hydrate occurrence has a global significance because of the potential energy resource represented by the large amount of hydrocarbon trapped in the hydrate phase. Moreover, it may play a role in global climate change, and it is also study because of the hazard that accumulations of gas hydrate may cause to drilling and seabed installations. In seismic data, the base of the gas hydrate presence is detected by a strong reflector, called BSR. Along the Chilean continental margin, in the last decades the BSR is well reported by several geophysical cruises. In particular, the BSR is recognized along the accretionary prism. An important aspect related to the gas hydrates is the estimate of gas concentration in the pore space by using seismic data. In fact, both compressional and shear wave velocities provide information about the presence of gas hydrate and free gas in marine sediments. A quantitative estimate of gas hydrate and free gas concentrations can be obtained by fitting the theoretical velocity to the experimental velocity. For this purpose, in this Thesis several seismic data are analyzed in order to detect, quantify and explain the gas hydrate presence in this region. Frontal and basal accretions were identified by interpreting six post-stack time migrated sections, which across the entire margin (continental shelf, continental slope, oceanic trench and oceanic crust). The trench infill southwards of Juan Fernandez Ridge is characterized by a succession of reflectors with high and low amplitude associated to turbidites. A thinner bed (0.3 s) was recognized in correspondence to the accretionary prism characterized by several morphological highs. These morphological highs were associated to different accretional stages. On the contrary, a thicker bed (0.8 s) was recognized in correspondence to an uplifted accretionary prism characterized by a smoother topography. Basal and frontal accretions can be related to the morpho-structures recognized in this part of the Chilean margin. Negative and positive flower structures can help to explain the deformational variability of the Chilean margin, because negative flowers structures are associated to transtensional domain, where the continental slope morphology is characterized by normal faults, submarine erosive channels and slump heads. Positive flower structures, instead, are associated to transpresional domain and could explain the presence of older re-activated thrusts, slightly deformed slope basins. Moreover a strike-slip component affecting the oceanic crust, can also involve the continental margin, in fact on the continental slope, positive and negative flower structures can be associated to strike-slip faults parallel to the coast or to Riedel shear. The BSR is an important indicator of gas hydrate and free gas presence and we performed a processing to enhance its presence. In all analysed sections, the BSR was recognized in correspondence to an ancient accretionary prism with different seismic characteristics along the margin. A strong and continuous BSR was recognized in the northern sector (offshore Itata) and southern sector (offshore Coyhaique), while a discontinuous and weak BSR was recognized in the central Chile (offshore Arauco and Valdivia). In order to quantify the gas-phase, an advanced processing was performed. Two portions of sections were selected of about 20 km length. The first one is located in the central part (offshore Arauco) and another one is located in the southernmost part (offshore Coyhaique). In the Coyhaique offshore, the seismic section evidences the presence of a structural high that acts as structural trap for the gas and the fluid upwards migrating. Here, the BSR depth varies from 250 mbsf (in the middle of the accretionary prism) to 130 mbsf (in the structural high), reaching its maximum (330 mbsf) in the fore-arc basin. This depth variability is partially due to the different water depth and partially to the variable geothermal gradient, which varies from 35 to 95° C/km, caused by fluid migration that modifies the gas hydrate stability field. In the Arauco offshore, the BSR is strong and continuous only in a limited area, where it is possible suppose that the fluid is accumulated below the gas hydrate layer and, somewhere, the fluid reaches the seafloor. In this area, the BSR depth reaches 500 mbsf. Here, the higher BSR depth with respect to offshore Coyhaique can be justified by the high water depth and the presence of a lower geothermal gradient (about 30° C/km). The results allowed us to recognize a high (2200 m/s) and low (1270 m/s) velocity layers associated to gas hydrate and free gas presence respectively. The highest gas hydrates and free gas concentrations were detected in the Coyhaique offshore (at 44.5 °S) with an average of 12% and 1% of total volume respectively. By using the instantaneous amplitude, in particular using the BSR/seafloor ratio, it is possible conclude that the section located northernmost in offshore Itata (close to 36 °S; RC2901-728 section), can be considered an interesting reservoir of gas hydrates and free gas, because of the high estimated values of the BSR/seafloor ratio (>0.5). This study suggests that the gas hydrate can play an important role in this part of the Chilean margin for two main reasons. The first one is related to the potentiality of the hydrate reservoir. In fact, the local high concentrations of both hydrate and free gas, as suggested by previous and our studies, could be considered as a future energy resources. The second one is related to the important geo-hazard related to the gas hydrate destabilization. For example, high amount of the free gas, presumably in overpressure condition (Coyhaique offshore), could be naturally released and trigger submarine slides, inducing hydrate instability. Moreover, a possible strong earthquake could generate anomalous sea waves, which could affect at vicinity coast, inducing the gas hydrate destabilization.
XX Ciclo
1977

E stato intrapreso lo studio archeometrico di macine in pietra lavica, provenienti da vari siti archeologici della città di Messina e provincia. L analisi archeometrica ha compreso la caratterizzazione petrochimica delle litologie utilizzate per la loro costruzione e l attribuzione di provenienza degli stessi materiali. I campioni studiati sono stati suddivisi in due gruppi di differente età, un gruppo dell età del Bronzo Antico e l altro di Epoca Romana. La tipologia dei manufatti è varia, e partendo dalle rudimentali mole preistoriche, si giunge alle più avanzate mole asinarie adoperate in Epoca Romana fino al Medioevo. La maggior parte di questi manufatti erano ottenuti da rocce vulcaniche scoriacee, selezionate per le loro caratteristiche tessiturali e fisiche peculiari, quali elevata resistenza, durezza e buona porosità, facilità di lavorazione e trasportabilità rispetto ad un basalto massivo. I due gruppi di campioni di macina sono stati prima caratterizzati dal punto di vista petrografico, microanalitico e geochimico-geodinamico. Per definire la probabile area di provenienza, sono stati utilizzati diagrammi di variazione degli elementi in tracce, alcuni costruiti opportunamente ed altri gia utilizzati in letteratura per la classificazione di simili manufatti litici. Infine tutti i dati, quelli geochimici in particolare sono stati confrontati con dati di letteratura di rocce provenienti dai siti vulcanici prima identificati, per verificare la effettiva comparabilità. I risultati del presente lavoro di tesi apportano un contributo importante per la definizione delle rotte commerciali del Mediterraneo, confermando la presenza di scambi commerciali e culturali gia a partire dall Età del Bronzo antico, periodo a cui appartengono i campioni della serie preistorica. La presenza, all interno dello scavo preistorico, di macine ed elementi di macina provenienti da siti così differenti, come Etna, Eolie e Santorini è una testimonianza tangibile dell intraprendenza dell uomo primitivo che per necessità di sussistenza e di miglioramento della propria condizione di vita, si spinse sempre più in là. In particolare il rinvenimento del campione (pestello) che risulta provenire dall area Egea conferma che già in epoca preistorica esistevano scambi tra le popolazioni dell areale Tirrenico e quelle Egee. La caratterizzazione delle macine di Epoca Romana, ha invece permesso di ampliare il quadro delle conoscenze relativamente alla diffusione delle macine nel bacino del Mediterraneo e di confermare l utilizzo di alcuni siti vulcanici quali Etna, Linosa, Pantelleria e Colli Euganei come cave di materiale grezzo per l allestimento di manufatti atti alla macinazione dei cereali.

In this thesis are shown the results of a multidisciplinary research, including geophysical, structural and geodetic surveys, carried out along the Tremestieri-Trecastagni-San Gregorio-Acitrezza fault system with the aim to provide additional insightful about its geometry and kinematics; also, additional geophysical surveys were performed at various sites of the municipalities most affected by the fault segments presence in order to obtain information on site response. This fault system, considered as "laboratory structure", was selected for the different kinematic characteristics and different modes of strain-energy release, that characterized its fault segments. In the northernmost portion, this system has a kinematic behavior of normal fault and releases energy during coseismic deformation, while in the southernmost portion presents a kinematic behavior of a right-lateral strike-slip fault with releases energy during aseismic creep. Furthermore, this fault system, which can be considered the southern boundary of the sliding of Etnean eastern slope, was less studied than the northern sliding boundary and very little is known about the depth geometry of its fault segments. The surveys were performed after an analysis of the data relating to shallow geology and to morphological, structural, stratigraphic, geophysical and seismological aspects; these detailed surveys have confirmed and highlighted a variety of geological and geomorphological conditions that can determine the existence of different stress following the occurrence of an earthquake. After have performed a detailed structural survey, the project has planned the acquisition and analysis of many ambient noise samplings, and of other geophysical surveys, undertaken within the municipalities affected by the presence of the fault segments, increasing the surveys near the fault. All this in order to reconstruct the resonance frequency distribution and detect the possible presence of areas affected by amplification effects. Moreover, in some areas, the surface deformation process was characterized through the design, implementation and installation, across the fault segments, of a geodetic monitoring network, in order to obtain information on the fault kinematics and on the local stress field. The integration of the results obtained from structural, geological and geophysical surveys, with a complete literature review has provided important information on the development in depth of the fault segments; it was thus possible to reconstruct a 3D model of geometry that characterized the southern boundary of Etnean eastern slope sliding. Various deformation data such as GPS displacements, InSAR images, level data and measures with extensometers suggest that the slip along the fault system is not uniform, but can be better described by a distribution of dislocation sources along the fault surfaces. In order to model the slip distribution along the fault surfaces, an inverse modeling of DInSAR deformation data was carried out. This project was aimed to the recognizing site effects, that characterize the studied areas, in order to highlight the seismo-stratigraphic and tectonic behavior of subsoil, as well as, to the characterization of the deformation field related to the fault segments, through the implementation of a new geodetic monitoring network (GEO-UNICT geodetic network). The results allowed to obtain important information on all parameters that can increment the local seismic hazard; all these different but converging approaches, have permitted a complete study of the investigated area. This study providing essential information for a proper land use planning, having as main objective the mitigation of risks that can affect the population.

La presente tesi di dottorato ha avuto come oggetto principale dell attività di ricerca lo studio della geomatica l.s. quale strumento fondamentale utile all archiviazione, trattazione, elaborazione e sviluppo di tecniche di interpolazione ed analisi quantitativa di dati provenienti da diverse fonti di acquisizione in campo geoscientifico. La geomatica, è stata qui intesa quale strumento di sintesi tra, l insieme delle conoscenze derivanti dalle discipline del rilevamento geologico, con quelle discipline geoscientifiche relative all acquisizione e al trattamento di dati alla scala micrometrica (ad es. Petrografia, Geochimica, Petrologia etc ) al fine di sviluppare una serie di protocolli e strumenti atti a collegare in maniera interoperabile (i.e. in grado di far dialogare in modo automatico i sistemi informatici) e completa dati articolati e complessi, comunque riconducibili ad una primitiva geografica, identificata dal punto di campionamento. Su tale base l attività di ricerca, basata su tre fasi distinte, ha consentito di: I. sviluppare un geo-database prototipale contenente tutte le informazioni relative alle analisi dei campioni di roccia alle diverse scale di osservazione, provenienti da diverse fonti strumentali; II. applicare ad un area pilota (il batolite di Squillace-Petrizzi Calabria centro orientale) alcune tecniche di interpolazione in grado di minimizzare i limiti intrinseci di una campionatura in campo geologico (ad es. distribuzione randomica e discontinua dei punti di campionamento), affiancando a queste tecniche lo sviluppo di un nuovo algoritmo atto a realizzare in maniera automatica mappe geo-litologiche su base TAS (Total Alkali Silica); III. sviluppare un insieme di strumenti in parte originali, atti ad analizzare, attraverso tecniche di analisi statistica multivariata, immagini a raggi X di campioni di rocce metamorfiche provenienti dall area di Mammola (zona meridionale del Massiccio delle Serre Calabria) con lo scopo di integrare i dati minero-chimici puntuali con mappe micro-tessiturali di tipo quantitativo ottenute su metapeliti a granato. I risultati ottenuti alla fine del triennio di attività hanno consentito di verificare come la geomatica, intesa nella sua trasversalità più ampia, sia ancora alle fasi iniziali del suo sviluppo, specialmente in alcuni campi geoscientifici. In tale contesto, scopo principale della presente tesi è stato quello di fornire al lettore uno strumento completo e versatile sullo stato dell arte ad oggi dell utilizzo delle tecniche geomatiche in campo geoscientifico, con particolare riferimento all ambito geo-petrologico. A tale obiettivo è stato altresì affiancato quello di testare ed in parte integrare, con nuovi ed opportuni algoritmi, nuove tecniche geomatiche in grado di: gestire, interpolare e trattare dati geo-petrologici a scala variabile da quella dell affioramento a quella della sezione sottile.

We investigated the relationship between seismo-volcanic events, recorded at La Fossa crater of Vulcano (Aeolian Islands, Italy) during 2004-2009, and the dynamics of the hydrothermal system. During the period of study, six episodes of increasing numbers of seismo-volcanic events took place at the same time as geothermal and geochemical anomalies were observed. These geothermal and geochemical anomalies have been interpreted as resulting from an increasing deep magmatic component of the hydrothermal fluids. Four classes of seismic events (long period, high frequency, monochromatic and tornillos events), characterised by different spectral content and various similarity of the waveforms, have been recognised. These events, clustered mainly below La Fossa crater area at depths of 0.5 1.1 km b.s.l., were space-distributed according to the classes. Based on their features, we can infer that such events at Vulcano are related to two different source mechanisms: (1) fracturing processes of rocks and (2) resonance of cracks (or conduits) filled with hydrothermal fluid. In the light of these source mechanisms, the increase in the number of events, at the same time as geochemical and geothermal anomalies were observed, was interpreted as the result of an increasing magmatic component of the hydrothermal fluids, implying an increase of their flux. Indeed, such variation caused an increase of both the pore pressure within the rocks of the volcanic system and the amount of ascending fluids. Increased pore pressures gave rise to fracturing processes, while the increased fluid flux favoured resonance and vibration processes in cracks and conduits. Finally, a gradual temporal variation of the waveform of the hybrid events (one of the subclasses of long period events) was observed, likely caused by heating and drying of the hydrothermal system. After careful analysis of the seismo-volcanic events of the Aeolian Islands area, the attention was paid to the tectonic events, in order to find possible relationships with the volcanic activity in the area. The aim of this part of the thesis was to identify spatial clusters of earthquakes, locate active seismogenic zone and their relationships with the volcanic activity in the Aeolian Islands. High precision locations were performed in the present thesis, by applying the concept of the velocity model-hypocentres joint inversion and earthquake relocations, along with an analysis of the fault plane solutions. In order to improve our knowledge on the active seismo-tectonics areas we exploited a dataset encompassing 351 events recorded during a 17 year period (1993-2010). Overall, our results show that part of the seismicity is clustered along active seismogenic structures that concur with the main regional tectonic trends whose activity furnishes new elements to better understand the dynamics of the area. A cluster of 24 events in the northern part of Vulcano, NE-SW oriented, marks the presence of a structure that seems to play a key role in magma uprising at Vulcano. These earthquakes suggest the existence of a seismogenic structure (passing just below Vulcanello), which could be interpreted as a discontinuity linking the two magma accumulation zones, thereby representing a possible preferential pathway along which magma may intrude as well as being responsible for fluid migration toward the surface. The results presented in this thesis suggest that the comparison of seismic, ground deformation and temperature data can be useful for better understanding the dynamics of a complex volcano-hydrothermal system, including a better definition of the origin of a volcano unrest, and hence for improving the estimation of the level of the local volcanic hazard.

Abstract One of the most important problem of artwork's uniqueness is related to the handling of the works for exhibitions around the world and the risks linked to this aspect (counterfeiting, etc.). With the diffusion of non-invasive methodologies in Cultural Heritage field, the historicalartistic- stylistic studies, designed for false artworks’ identification, are increasingly followed by chemical and spectrographic analyzes that allow material characterization of support and painting, underlining the important role of pigments considered "dating pigment ". Structural and texture elements of pictorial surface, painting support and chemical-mineralogical composition of pigments could be consider like “element of uniqueness” for the studied artwork. A map of these elements, that should be fundamental to writing the “condition report”, is very useful to control artwork during its movement for art-exhibition, to reduce risks of substitutions (counterfeiting, etc.) and to verify the dawning of damage phenomena in order to project suitable prevention plans. The knowledge of some artworks’ characteristics, difficult to reproduce and that are punctual placed, allows to identify uniqueness feature of artworks (like fingerprint) and to control its identity during movement phase. Further to textural characteristic (brushstroke direction, craquelures geometry, distribution and thickness of pictorial layer, pentimenti, support, kind of canvas fibers, etc.), the chemical-mineralogical of pigments could be applied to support identification of false artwork or ancient copies: finding pigment which utilization period is well known (i.e. initial use: first commercial introduction or pigment patent, etc.; final use: replaced pigment for its toxicity, etc.) permits to hypothesize proposal “post-quem” date of painting. In this way, identification of these characteristic, belonging to dating pigment, represents fundamental reference for dating actions. However, the limits of this application is linked to modern and contemporary art: if the painting was made simultaneously to commercial entry of this dating pigment, it will be difficult to distinguish if that painting is original or if it is a copy or fake. Then considering that many artificial pigments are used in restoration field, before carrying out chemical analysis, it suggests to verify if the region of interest do not present restoration act; in this way it is more easy to avoid a wrong interpretation of analyzed paintings. In spite of the important role that dating pigment have in identification studies, the complexity of color pigment and the size of pigment particles could create some problems from analytical point of view; for these reason, the research focus its attention then to look for more appropriate methodologies. This research belongs to this cognitive path in which Earth Science know-how will be transferred to Cultural Heritage domain. The current study focuses its attention to the identification of these characteristics (film thickness pictorial peculiarities of artistic technique, mapping of the distribution of the different pigments on medium, restoration, structural and material characteristics, etc.), selecting analytical methods, that will be less invasive and more appropriate according to possibility to move artwork. Earth Science approach demonstrates to be very useful especially for the White Titanium Oxide pigment in which, the identification of Rutile or Anatase phase helped in proposal dating of an analyzed painting. The identification of these “art-fingerprints” at microscopic level is tested both on pictorial specimens taken from painting made by national and international artist (J.S. Sargent, P. Picasso, A. Modigliani) both on entire painting with dubious dating or artist attribution (G. Boldini, F. De Pisis). Considering the uniqueness of analyzed paintings and samples, the analytical procedure begins using non-invasive techniques (for painting painting) and it finishes carrying out nondestructive analysis in order to preserve samples for further analysis. In conclusion, the research is useful also to evaluate conservative condition and materials composition in support to maintenance-restoration actions and dating purpose, but also it could be applied in assurance policy (uniqueness art-fingerprint), i.e. nails to nails policy, painting’s during movement for art-exhibition.

Calcarenites are the most widely used natural stones in Sicily as building materials. The comprehension of the degradation style of these natural building stone is of great interest in order to preserve the ancient masonry, especially in the case of relevant Cultural Heritages. A large number of Sicilian monuments are included in UNESCO Heritage List as their special cultural or physical significance. Considering the cultural importance of these ones, smart solutions are required in the perspective of their conservation. In the framework of restoration actions, the complete knowledge of the internal structure of building stones is fundamental in order to estimate durability and prevent degradation processes. Salt growth is a significant cause of damage for natural stones. The effects of the salt weathering are, in addition to the properties of the salt itself and the climatic conditions, strongly related to the structural and textural features of materials. For this reason, an integrate study on petrographic, physical, mechanical and porosimetric proprieties changes due to salts crystallization could be useful to highlight correlation among textural, structural and engineering parameters. Moreover, one of the main problems in conservation field is the use of suitable consolidant and protective treatments able to preserve the masonry, being compatible with the stone substrate and not affecting its aesthetical proprieties. There are numerous tests able to verify the efficiency of consolidant or protective products, mainly devoted to verify their ability to not modify the appearance of stone and its physical proprieties, especially against water; however, particularly in the case of consolidant, one of the most important feature is related to its penetration depth, often difficult to evaluate by using the standard test routines. For aforementioned, this research work is devoted to apply a multi-methodological approach for characterizing and modeling pore structure modifications due to weathering processes in a coarse grained Sicilian calcarenite used as building and replace stones in Sicilian Cultural Heritages (Sabucina Stone), also through fractal models and innovative and non invasive methods. The obtained data on Sabucina stone have been employed for planning conservative treatments devoted to coarse grained calcarenite substrates. Therefore, innovative nanostructured and hybrid consolidant and protective products have been experimented and the results of efficiency tests along with the determination of surface and sub-surface changes due to the treatments are proposed. In conclusion, the applied theoretical and empirical approach has allowed to: highlight the potential of classical and innovative complementary methods in quantifying the structural changes in porous materials due to degradation processes and conservative treatments, explain how they help to facilitate the understanding of stone weathering and validate the use of geometrical models in describing complex pore systems.

Il presente lavoro di tesi è volto allo studio dei prodotti di degrado che si sviluppano su materiali lapidei di natura carbonatica a causa di diversi fattori ambientali. Il lavoro è stato sviluppato su due distinti filoni di ricerca: a) un primo filone incentrato sulla caratterizzazione mineralogico-petrografica e geochimica di croste nere prelevate dalle superfici di monumenti; b) un secondo filone riguardante, invece, lo studio sperimentale di alcuni provini di marmo e calcareniti esposti in ambiente outdoor. La prima linea di ricerca ha riguardato la caratterizzazione di 23 campioni di crosta nera prelevati da 8 rilevanti monumenti Europei, mediante l utilizzo di un approccio multianalitico utile a valutare l interazione tra il substrato e l ambiente. Tale approccio ha riguardato lo studio dei caratteri composizionali e microtessiturali delle croste e lo stato di conservazione dei substrati lapidei, nonché l interazione di questi ultimi con le soprastanti croste. In generale, i risultati acquisiti da questo primo filone di ricerca hanno dimostrato come la variabilità osservata dai dati ottenuti su ciascun campione di crosta possa essere giustificata dal processo stesso che porta alla formazione delle croste nere, un fenomeno complesso e dinamico che è certamente influenzato nel tempo dalle diverse fonti d inquinamento (fisse o mobili) oltre che da numerosi fattori quali: altezza di campionamento, tipologia di substrato, morfologia delle superfici di deposito del particolato, esposizione agli agenti atmosferici, alle fonti di inquinamento, al wash-out e alla deposizione di aerosol atmosferico. Inoltre, la possibilità di poter analizzare la composizione geochimica, in termini di elementi in tracce, delle croste nere e dei substrati alterati, può fornire risposte utili per comprendere l influenza degli inquinanti nella genesi di queste forme di degrado. La seconda linea di ricerca ha riguardato uno studio sperimentale finalizzato al monitoraggio del processo di degrado cui sono sottoposti nel tempo i materiali lapidei di natura carbonatica posti in opera. La sperimentazione condotta ha previsto l esposizione di provini di marmo di Carrara, pietra di Noto e pietra di Comiso (sia tal quali che trattati con un materiale nano-strutturato) in due diversi ambienti outdoor, ubicati in due importanti città siciliane, Catania e Palermo. Il tempo di permanenza dei provini in ambiente outdoor e di relativo monitoraggio è stato di due anni. Sia nella fase pre-espositiva che in quella post-espositiva, la caratterizzazione è avvenuta mediante l utilizzo di diverse metodologie analitiche, al fine di ottenere informazioni circa le eventuali modificazioni fisiche, chimiche e mineralogiche subite dai provini dopo esposizione prolungata. I dati ottenuti hanno permesso di identificare le principali cause di annerimento e soiling di materiali a composizione carbonatica nei due centri di Catania e Palermo. Inoltre, le prove condotte sui provini trattati con biossido di titanio hanno evidenziato che l applicazione dei formulati deve essere testata prima del suo utilizzo sulle superfici dei monumenti d interesse storico-artistico, allo scopo di evitare interventi di restauro errati e/o privi di efficacia. Il lavoro sviluppato in questi due anni di monitoraggio contribuisce indubbiamente alla messa a punto di una metodologia finalizzata alla valutazione della durabilità di diversi litotipi nei confronti dell inquinamento (sorgenti di combustione mobili e fisse) e dell efficacia del prodotto autopulente preso in considerazione.

Since their introduction, first on paper, then on computer media, and ending with the electronic versions available via websites, databases have always been an essential tool, indispensable and not replaceable for research. This thesis analyzes databases and search engines specialized in Earth sciences and data that they collect.

Sin dalla loro introduzione, prima in forma cartacea, poi su supporti informatici, per finire alle versioni elettroniche disponibili via web, le banche dati hanno sempre rappresentato uno strumento fondamentale, indispensabile e non sostituibile della ricerca. Non di meno lo sono per i bibliotecari. Questo presupposto ci deve spingere a valorizzare sempre più il servizio di reference e di information retrieval, visto che gli strumenti a nostra disposizione aumentano di giorno in giorno, sia liberamente fruibili che sotto forma di abbonamenti annuali. Oggi le banche dati stanno varcando l’ambito per cui inizialmente erano state create e stanno per entrare in quello della valutazione della ricerca. In questo lavoro si prendono in considerazione quelle banche dati e quei motori di ricerca specialistici che oramai sono di utilizzo quotidiano in una biblioteca di scienze della terra. In particolare ci si riferirà a: Georef, Web of Science, Scirus e Google Scholar. Il lavoro inizia analizzando storicamente sia le banche dati che i motori di ricerca specialistici, per comprendere la loro natura e le motivazioni alla base della loro creazione. Si procede poi affrontando il tema della qualità del recupero dell’informazione presentata, per finire con l’analisi comparativa delle citazioni ricevute dai record estratti.
Università degli studi di Roma“La Sapienza” Scuola Speciale Archivisti e Bibliotecari
Unpublished
5.8. TTC - Biblioteche ed editoria
open

Antonio Stoppani (1824-1891) fu una personalità di grande rilievo non solo nel contesto del Lombardo-Veneto in cui operò per la prima metà della sua vicenda biografica, ma anche in quello nazionale che lo vide impegnato negli anni della maturità. Ciò nonostante, di lui non esiste un profilo organico e aggiornato che ne inquadri complessivamente la figura e l’opera. Nonostante un nuovo interesse emerso negli ultimi anni nei suoi confronti, restava necessario intraprendere uno studio a tutto tondo del suo impegno culturale in grado di renderne adeguatamente il carattere di poliedricità che lo condusse a essere una personalità di primo piano in ambiti strategici per la cultura dell’Ottocento. L’obiettivo della tesi è dunque quello di realizzare una ‘biografia in contesto’ di Stoppani attraverso cui fornire una ricostruzione organica del suo impegno culturale basata sull’individuazione delle relazioni per lui più significative con persone, istituzioni e processi che segnarono la storia italiana del XIX secolo. La vicenda biografica di Stoppani, infatti, risulta rilevante al fine di approfondire la storia della comunità e delle istituzioni scientifiche, ma si intreccia anche con vicende cruciali per la storia italiana dell’Ottocento nel suo complesso. In primo luogo, la figura del naturalista lombardo si inserisce appieno nel vivo del processo risorgimentale: ancora studente in seminario, egli prese parte ai moti del 1848 partecipando con gli altri seminaristi alle Cinque giornate di Milano. Dopo l’ordinazione, la sua carriera ebbe inizio in anni decisivi per la formazione del nuovo Stato nazionale e il primo incarico accademico giunse proprio nel 1861. La sua attività di docente e scienziato, inoltre, si mosse principalmente tra i due centri maggiori della nuova realtà nazionale: Milano, allora «capitale morale» e culturale della penisola, e Firenze, seconda capitale del Regno e sede di iniziative culturali di grande importanza. In entrambe le città Stoppani poté entrare in contatto con tutti i protagonisti del panorama intellettuale, politico e scientifico italiano dell’epoca. Nell’itinerario intellettuale e operativo di Stoppani è possibile individuare un’evoluzione e un progressivo ampliamento di interessi che hanno permesso di approfondire la conoscenza della sua vicenda biografica e del suo impegno culturale attraverso una trattazione per aree tematiche rispettando nel complesso la progressione cronologica degli eventi. Il primo capitolo intende ricostruire l’estrazione famigliare di Stoppani e gli anni della sua formazione, anni cruciali anche per la storia dello Stato nazionale. Gli anni del seminario sono quelli in cui nei seminari lombardi si diffondono da un lato gli ideali patriottici che portarono il clero milanese e lombardo a prendere parte attiva alle rivoluzioni del 1848 e alle Guerre di Indipendenza; dall’altro il pensiero di Antonio Rosmini, che avrà un’influenza determinante sulla figura di Stoppani e che porrà le basi per fare di Milano e della Lombardia il centro più importante del conciliatorismo italiano del secondo Ottocento. In merito a questa prima fase della sua vita si è tentato di ricostruire il vivace ambiente culturale della Milano della metà del XIX secolo e soprattutto capire come e quando sia maturata in Stoppani la vocazione per le scienze naturali. In secondo luogo, si è cercato di ricostruirne la carriera scientifica e accademica esplorandone anche le concezioni della didattica e dell’organizzazione dell’insegnamento universitario. Si sono indagate le reti di relazioni e gli ambienti culturali in cui si trovò inserito proprio nel momento in cui la comunità scientifica nazionale veniva costituendosi e consolidandosi. Questo senza tralasciare il suo coinvolgimento in imprese di diretto interesse economico e materiale per il Paese, prime fra tutte le ricerche volte all’estrazione del petrolio e la partecipazione ai lavori per la realizzazione della Carta geologica del Regno. In tale contesto è parso opportuno inserire l’analisi del suo contributo alla diffusione dell’alpinismo quale pratica dal molteplice valore, scientifico, educativo, spirituale. Tutto ciò rientrava in quell’idea di «scienza per la Nazione» che faceva dello scienziato un eroe al servizio della patria. Il secondo capitolo è dedicato all’analisi del contributo offerto dal naturalista lombardo alla geologia e alla paleontologia con l’obiettivo di chiarire i fondamenti teorici e metodologici del suo pensiero e di delinearne l’evoluzione in questi settori disciplinari. Si è poi cercato di comprendere quale è stato l’apporto, certamente minore ma ugualmente significativo, da lui offerto alla nascente paletnologia italiana e la posizione da lui assunta in relazione alla diffusione delle idee evoluzioniste. Fin da questo capitolo si è dedicata una certa attenzione a uno dei principali obiettivi che animarono l’impegno culturale di Stoppani, ossia la volontà di conciliare le esigenze della sua fede e del suo cattolicesimo con quelle di un’indagine naturalistica libera, rigorosa e aggiornata al fine di rivendicare uno spazio per una scienza cristiana messo fortemente in discussione in quei decenni. Infine, si è tentato di precisare il ruolo da lui svolto all’interno della comunità scientifica italiana e la rete di relazioni in cui si trovò inserito. Il terzo capitolo è dedicato all’impegno di Stoppani nel campo della divulgazione scientifica, impegno che rispondeva nel contempo a una vocazione commerciale e imprenditoriale e a quelle aspirazioni di “istruzione del popolo” che il geologo lombardo condivideva con le élites intellettuali della penisola. Si è dunque cercato di comprendere la molteplicità di ruoli che Stoppani attribuiva alla scienza. Da un lato essa era uno strumento indispensabile per lo sviluppo dell’individuo e del Paese da un punto di vista economico e materiale; dall’altro era imprescindibile per la formazione intellettuale e morale della persona, in quanto mezzo di conoscenza del mondo e, per questo tramite, di Dio e del disegno provvidenziale sottostante l’equilibro del sistema naturale. La scienza aveva quindi per Stoppani un ruolo nel contempo sociale, nazionale e spirituale; per questo doveva essere diffusa a tutti i livelli. A tale proposito si è rivelato prioritario concentrare l’attenzione sul “Bel Paese”, best-seller scientifico-divulgativo con cui egli offrì un contributo fondamentale al processo di unificazione, e su “Acqua ed aria”, opera a lungo trascurata dagli studiosi, ma che costituisce uno dei prodotti divulgativi più incisivi e originali del naturalista in grado di consegnarci la visione più completa e organica del suo pensiero. Il quarto capitolo, infine, è dedicato all’impegno in campo apologetico ed esegetico al fine di comprendere come un sacerdote, pienamente fedele alla Chiesa, al suo pontefice e al suo dogma, sia riuscito a mettere d’accordo la propria vocazione religiosa con un’altrettanto fervida passione scientifica in un periodo dominato da atteggiamenti di radicale intransigenza nei confronti della modernità da parte di settori consistenti del clero cattolico. Si è cercato di chiarire quali siano le basi del suo conciliatorismo; i presupposti teorici, di derivazione essenzialmente rosminiana, che gli consentirono di armonizzare i recenti risultati della scienza con le pagine della Genesi e il dogma in esse rivelato e, più in generale, di promuovere un riavvicinamento tra la Chiesa e lo Stato liberale, senza che questo comportasse alcun cedimento sul piano dottrinale. Si è voluto ricostruire le vicende che lo portarono al centro dello scontro tra cattolici transigenti e cattolici intransigenti e, infine, mettere in luce l’eredità stoppaniana e il contributo da essa offerto al movimento modernista sviluppatosi agli inizi del Novecento proprio a partire da un nuovo approccio – di tipo storico e scientifico - ai Testi Sacri e da un rinnovamento dell’apparato intellettuale e culturale del cattolicesimo.
Antonio Stoppani (1824-1891) was a preeminent figure not only in the Lombard-Venetian context where he was active for the first half of his life, but also in the national context to which he devoted himself in his latter years. Nevertheless, we do not have a complete profile of him and his work. Despite the renewed interest in Stoppani in recent years, it was still necessary to undertake an all-encompassing study of his cultural commitment to fully understand his wide-ranging character, that made him one of the most important cultural figures in various strategic fields of 19th Century culture. The aim of the thesis is to produce a ‘biography in context’ of Stoppani in order to provide an all-round reconstruction of his cultural commitment by identifying his most significant relationships with people, institutions and historical processes that marked the Italian 19th-Century history. In fact, the study of Stoppani’s life and work is relevant in the understanding of the history of the scientific community and scientific institutions, but, at the same time, it is interwined with pivotal events of the Italian 19th-Century history as a whole. Firstly, the Lombardian naturalist’s experience fits in fully with the Risorgimental process: when he was still in seminary he took part in the 1848 riots and partecipated, with the other students, at the ‘Cinque Giornate’ of Milan. After his ordination, Stoppani’s career began during pivotal years in the formation of the new national State and his first academic work began in 1861. Furthermore, his activity as a professor and scientist developed mainly between the two most important cities of the new national reality: Milan, at the time the moral and cultural capital of the peninsula, and Florence, the second capital of the Realm and seat of extremely important cultural initiatives. In both cities, Stoppani could interact with all the most important figures of the intellectual, political and scientific scene of the time. Throughout his intellectual and working career it is possible to identify an evolution and a gradual broadening of his interests. This provides a deeper knowledge of Stoppani’s life and cultural commitment, by exploring it through different thematic areas following the chronological order of the events. The first chapter aims to reconstruct the family background of Stoppani and his formative years, crucial years in the history of the national State. In fact, during this time the patriotic ideals that drove the Milanese and Lombardian clergy to take part in the 1848 revolutions and the Wars of Independence spread through the Lombardian seminaries. At the same time, the latter witnessed the diffusion of Antonio Rosmini’s thought, which greatly influenced Stoppani’s figure and laid the foundations for Milan and Lombardy to become the most important centres of Italian conciliatorism in the second half of the 19th Century. In relation to this first phase of his life the chapter intends to outline the lively cultural environment of Milan in the 19th Century and understand how and when Stoppani’s passion for natural sciences surfaced. Secondly, it will try to reconstruct his scientific and academic career, by exploring his ideas with regard to the organisation of university teaching. It investigates the networks and cultural environments in which he was active at the time; a time in which the national scientific community was first emerging and being consolidated. The chapter also takes into consideration his involvement in matters concerning the economic and material growth of the Country, above all his research into oil drilling and his role in establishing the geological map of the Realm. In this context it seemed appropriate to insert an analysis of his contribution to the diffusion of alpinism as an activity of multiple value: scientific, educative, spiritual. All of this was part of the idea of «science for the Nation» which made the scientist a hero in the service of the Country. The second chapter is dedicated to the analysis of the contribution offered by the Lombardian naturalist to geology and palaeontology with the aim of clarifying the theoretical and methodological basis of his thought and outlining its evolution in these disciplinary fields. Furthermore, it attempts to outline Stoppani’s contribution, albeit minor, without a doubt equally significant, to the rising Italian paletnology and his position in relation to the diffusion of evolutionistic ideas. Following this chapter some attention has been given to one of the main goals of Stoppani’s cultural commitment, that is the will to reconcile the needs of his faith and his Catholicism with those of a free, rigorous and up-dated naturalistic research in order to claim a place for a Christian science, something which was strongly called into question during the late decades. Finally, it aims to define Stoppani’s role within the Italian scientific community and the networks in which he was involved. The third chapter is dedicated to Stoppani’s commitment in the field of science popularisation. This commitment met at the same time a commercial and entrepreneurial vocation and those aspirations of “educating the people” that Stoppani shared with the intellectual élites of the peninsula. Therefore, it aims to comprehend the multiplicity of roles that Stoppani attributed to science. On one hand it was an essential instrument for the economic and material development of Man and the Country; on the other hand it was necessary for the intellectual and moral formation of the individual as a medium for knowing the world and, through it, God and the providential design underlying the equilibrium of the natural system. So, science had a social, national and spiritual role and, for these reasons, it had to be taught and popularised at all social levels. In relation to this it was a priority to focus attention on “The Beautiful Country”, a scientific-popularising best-seller that provided a decisive contribution to the process of unification, and also on “Water and Air”. This piece of work has been overlooked for a long time by scholars, but it represents one of the most incisive and original popularising contributions of the Lombardian naturalist and it offers the most complete and all-round view of his thought. Finally, the fourth chapter is dedicated to Stoppani’s commitment to the apologetic and exegetic field in order to understand how a priest, fully faithful to the Church, to its pontiff and its dogma, was able to reconcile his religious vocation with his scientific passion in an age dominated by attitudes of radical intransigence towards modernity by significant sectors of catholic clergy. It tries to clarify the basis of Stoppani’s conciliatorism; the theoretical presuppositions, essentially derived from Rosmini’s thought, that allowed him to harmonise the recent scientific results with Genesis’ pages and the catholic dogma and, more generally, further a rapprochement between the Church and the liberal State. It aims to reconstruct the events that brought him to the centre of the conflict between transigents and intransigents and, finally, highlight Stoppani’s legacy and its contribution to the modernist movement developed at the beginning of the 20th Century, which started from a new scientific and historical approach to the Sacred Texts and from a renewal of the intellectual and cultural apparatus of Catholicism.