Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra - Tesi di dottorato

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Questa collezione raccoglie le Tesi di Dottorato afferenti al Dipartimento Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell'Università della Calabria.

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Author: search.filters.author.Muto, Francesco

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    Ground Displacement due to tectonics and gravity in Corace river Catchment. Gimigliano case study in Calabria Region Italy
    (2018-03-16) Filomena, Luciana; Pantano, Pietro; Muto, Francesco
    Scopo del lavoro di tesi è valutare una nuova correlazione tra alcuni parametri per caratteristici dei bacini idrografici con l'attività tettonica recente e le deformazioni del terreno. Questo lavoro fornisce un rilevamento dettagliato di fenomeni franosi a scala di bacino, nel bacino idrografico del Fiume Corace e su scala locale nel centro abitato di Gimigliano, in Calabria. Inoltre, questo lavoro presenta i risultati dell'applicazione del metodo delle matrice nel calcolo della suscettibilità da frana in un sistema informativo geografico (GIS). La tesi presenta i risultati ottenuti per valutare il fattore della tettonica attiva come uno dei diversi fattori determinanti all’interno del calcolo della suscettibilità da frana. il punto di partenza è l'utilizzo di diversi indici geomorfici relativi alla rete di drenaggio fluviale, ai bacini fluviali e ai versanti. Questi indici sono calcolati e valutati in ambiente GIS, oltre a osservazioni sul campo..Per quanto riguarda l’influenza dell’attività tettonica, l'analisi GIS fornisce una correlazione significativa con le frane. In generale, le zone instabili osservate sono legate a forti pendenze dei corsi d’acqua. Una maggiore frequenza di frane è legata a zone con indici superiori di tettonica attiva nei versanti orientali del bacino di Corace e anche, in aree in cui il valore dell’indice risultava elevato, proprio in corrispondenza del centro abitato di Gimigliano. Queste correlazioni tra densità di frane e intensità di tettonica attiva, espresse da indici geomorfici, suggeriscono l'utilità dell'integrazione della tettonica attiva, tra i principali fattori determinanti nella valutazione della suscettibilità da frana dell'area di Gimigliano che può essere applicata a aree simili in tutto il mondo. L'approccio di questo lavoro è quello di fornire un metodo quantitativo, per concentrarsi su aree per un lavoro più dettagliato per stabilire i tassi di tettonica attiva. A tale scopo, sono stati calcolati alcuni indici geomorfici nell'intera area del bacino del Fiume Corace e di sette sottobacini idrografici di terzo ordine. Alcuni indici geomorfici di tettonica attiva noti per essere utili in studi tettonici attivi sono stati selezionati tra cui: • Stream length-gradient index (SL); • Asimmetria del bacino di drenaggio (Af); • Integrale ipsometrico (Hi); • Rapporto tra la larghezza del fondovalle e l'altezza della valle (Vf); • Indice della forma del bacino di drenaggio (Bs); • Indice della sinuosità del fronte montuoso (Smf). È un metodo per valutare un indice su un'area che rappresenta un'attività tettonica relativa (Ifat). I vari indici sono divisi in tre classi, con la prima classe ad alta attività e la terza a bassa attività. Al fine di sviluppare una distribuzione areale, Ifat è ottenuto dalla media delle diverse classi di indici geomorfici e diviso in quattro classi, dove la classe 4 è un'attività tettonica molto alta, la classe 3 è alta attività tettonica di classe 2 è la tettonica moderatamente attiva di classe 1 è bassa tettonica attiva. La metodologia proposta, sviluppata in ambiente GIS la realizzazione di una mappa dell’'attività tettonica. Questo metodo è stato correlato con la carta della suscettibilità da frana. Infine viene elaborata la mappa di suscettibilità da frana per ogni tipo di frana. Le mappe sono state convalidate, verificando il grado di aggiustamento tra gli inventari di frana e le classi di suscettibilità risultanti. La validazione ha mostrato alte correlazioni tra il verificarsi di nuove frane e classi di suscettibilità delle frane disponibili con un grado di aggiustamento superiore al 72% per classi di suscettibilità da alte a molto alte e inferiori al 10% per classi di suscettibilità da basse a molto basse, mostrando l'utilità di queste mappe di suscettibilità alle frane future aree franose. Gli eventi franosi sono tra i processi geologici più complessi a causa dell’interazione tra diversi fattori, spesso difficili da classificare e da prevedere. Scopo della terza sezione è l'utilizzo di dati di telerilevamento per rilevare e mappare le frane, per valutarne l'evoluzione spaziale e temporale. Le tecniche InSAR possono rappresentare un utile supporto alle tecniche di monitoraggio nelle aree in frana e possono essere utilizzate come nuovi metodi per la mappatura e l'inventario delle frane. Al fine di valutare le deformazioni in termini spaziali e temporali e di fornire un’analisi degli spostamenti nel centro abitato di Gimigliano, sono stati analizzati i dati Sentinel 1, acquisiti nell'ottobre 2014 - ottobre 2016 e confrontati con evidenze geologiche e geomorfologiche derivanti da dati ausiliari quali come database di frane e ortofoto riferiti a date diverse, infine validati con rilevamento sul campo. L'approccio applicato ha dimostrato essere un utile supporto della valutazione della suscettibilità alle frane, poiché la tecnica di PSI ha il potenziale per lavorare in sinergia con gli strumenti geomorfologici convenzionali. I dati del telerilevamento mediante interferometria SAR (InSAR) sono diventati un potente strumento per il monitoraggio spazio-temporale di movimenti terrestri quali cedimenti, spostamenti superficiali dovuti a frane o attività tettonica, vulcanismo e processi antropici in aree urbanizzate. Nell'ultimo decennio, i metodi per il rilevamento degli spostamenti del suolo da parte dell'interferometria radar a apertura sintetica hanno avuto una importanza notevole. Negli ultimi anni l'interferometria differenziale delle immagini RADAR è diventata una delle tecniche di telerilevamento più accurate nella valutazione di deformazioni neturali o antropicamente indotte, relativa agli studi sui rischi naturali o sulle risorse naturali. In particolare l'interferometria SAR differenziale DInSAR è diventata uno strumento di telerilevamento molto utile per misurare con precisione l'evoluzione spaziale e temporale degli spostamenti di superficie su un'area vasta.
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    Relazione tra weathering e tettonica nei processi morfoevolutivi di una porzione del versante occidentale del massiccio della Sila, Calabria
    (2019-05-21) Biondino, Deborah; Critelli, Salvatore; Muto, Francesco; Borrelli, Luigi; Tripodi, Vincenzo
    Il weathering attraverso i suoi processi di degradazione chimico-fisica porta al disfacimento delle rocce cristalline con conseguente formazione di una coltre più o meno spessa di roccia alterata, a grado di alterazione variabile sulla base delle trasformazioni subite dalle caratteristiche originarie del bedrock inalterato, che condiziona la stabilità e l’evoluzione dei versanti in cui affiorano gli ammassi rocciosi (Deere & Patton 1971; Ietto, 1975; Fookes, 1978; Hencher et al. 1984; Brand 1985; Critelli et al., 1990,1991; Cascini et al., 1992; Gullà et al. 2004; Borrelli et al. 2007,2014,2015). Inoltre, la dinamica evolutiva dei versanti risulta fortemente influenzata dai fenomeni di erosione, dai movimenti in massa e dalla presenza di strutture tettoniche e/o fratturazione. La tettonica, infatti, oltre a dare un notevole contributo allo sviluppo dei processi alterativi attraverso il disfacimento meccanico delle rocce lungo i piani di discontinuità e il possibile trasferimento delle acque meteoriche in profondità secondo direzioni preferenziali, svolge un ruolo rilevante nell’evoluzione dei fenomeni franosi con controllo sui cinematismi che li caratterizzano. Tali fenomeni di instabilità, non facilmente riconoscibili poiché attuatisi in tempi brevi e senza segni premonitori chiaramente identificabili, diffusamente intaccano, con le più svariate fenomenologie franose, le rocce cristalline intensamente alterate che costituiscono l’ossatura del Massiccio della Sila, e più in generale, la maggior parte dei massicci calabresi con una presenza di circa il 25% dell’intero territorio regionale (Guzzetta, 1974; Ietto, 1975; Cascini et al., 1988, 1992). Nell’analisi di degradazione delle rocce cristalline calabresi bisogna tener conto della storia geologica complessa ed estremamente attiva che rende la Calabria un territorio unico ma presentante i principali fattori di predisposizione ai fenomeni franosi. Tale passato geologico ha visto, nel tempo, il susseguirsi di diverse fasi tettoniche che hanno portato alla strutturazione del massiccio silano fino alla conformazione attuale, con i derivanti stati di fratturazione e fagliazione, nonché il verificarsi dei processi di weathering che hanno intaccato le rocce fin dalle prime fasi del rapido sollevamento di detto edificio cristallino, con produzione di un profondo mantello di alterazione dell’ordine di decine di metri preservato nel tempo ed attualmente esposto a seguito dell’intensa erosione verificatasi nella regione (Guzzetta, 1974). I volumi di roccia alterata che si estendono dalla roccia madre “fresca” fino alla superficie topografica e per definizione corrispondono al profilo di alterazione, variano in profondità nel territorio calabrese sotto l’influenza di molteplici fattori interagenti (clima, tempo, tettonica e rilievo) che ne controllano l’età o determinano il ringiovanimento dei fronti stessi (Scarciglia, 2015). Determinare l’età e l’origine della coltre alteritica in un contesto che vede l’interazione Ad integrazione dei dati ottenuti, una successiva fase sviluppatasi in laboratorio, attraverso appropriate analisi minero-petrografiche e geochimiche dei campioni appartenenti alle diverse classi di alterazioni, ha condotto alla caratterizzazione del grado di alterazione in profondità ed ha determinato, inoltre, la possibilità di creare una modellazione predittiva che permette di valutare l’evoluzione mineralogica al procedere del weathering, ovvero le modalità e le principali trasformazioni (fase primarie disciolte e fase secondarie precipitate) che interessano i litotipi gneissici durante l’interazione acqua- roccia. I risultati delle indagini hanno consentito di affermare come i diversi aspetti del weathering analizzati siano connessi tra di loro, e le relazioni esistenti tra caratteristiche geologiche, strutturali, minero-petrografiche del weathering si riflettono sulle proprietà fisico-meccaniche dei terreni, sul loro comportamento reologico, concorrendo ad influenzare lo sviluppo dei fenomeni franosi. La metodologia applicata può rappresentare uno strumento utile per la pianificazione dell'uso del territorio e può proficuamente consentire di caratterizzare le frane e di valutare in modo quantitativo il rischio ad esse connesso, nell’ampio quadro conoscitivo delineato che ha fornito uno scenario preliminare delle possibili problematiche che possono insorgere per la pianificazione territoriale e per la realizzazione di opere rilevanti. Dunque, le indicazioni esposte nel presente lavoro consentono di indirizzare e programmare in maniera efficace ed incisiva gli approfondimenti di studio ed indagini necessari alla progettazione, realizzazione e gestione di specifici interventi.
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    Geological and structural evolution of tectonically active areas of the central Calabria Arc
    (2016-03-04) Brutto, Fabrizio; Pantano, Pietro; Muto, Francesco; Loreto, Maria Filomena; Critelli, Salvatore
    The Catanzaro Trough is a Neogene-Quaternary basin developed between the Serre and the Sila Massif, filled by up to 2000 m of Upper Miocene to Quaternary sedimentary succession, belonging to the central Calabrian Arc and extended from offshore, Sant’Eufemia Basin (SE Tyrrhenian Sea), to the onshore, Catanzaro Basin. By joining on land geo-structural with marine geophysical data, we performed a detailed analysis of processes that during last 5 My have controlled the evolution of western portion of the Catanzaro Trough. The fieldwork study, focused on the onshore area, has allowed to acquire more than 700 fault planes, classified on the base of kinematics and fault directions, whereas the geophysical data (sub-bottom, multi- and mono-channel seismic profiles), coming from some scientific cruises within the Sant’Eufemia Gulf (SE Tyrrhenian Sea), gave us the opportunity to reconstruct the tectono-stratigraphic evolution of the offshore area. The combination amongst abrupt sea level changes, transpressional and trans/extensional tectonics and back-arc Tyrrhenian subsidence during SE-drifting of Calabrian Arc controlled sedimentary basin hosted by the Catanzaro Trough, as the result we have recognized three tectonic events formed in the Upper Miocene- Zanclean, Piacezian-Lower Pleistocene, and Middle-Upper Pleistocene. The data analysis provide information about stratigraphy and tectonics in the strata and also give some indication of the tectono-stratigraphic architecture. Sedimentary basin, in fact, looks to be mainly controlled by the activity of NW–SE and NE–SW oriented fault systems. The NW-SE oriented faults showing strike slip and oblique kinematics can be considered responsible for the opening of a WNW–ESE paleo-strait connecting the Tyrrhenian Sea with the Ionian Sea during multi-phases tectonics that have acted in the study area since Miocene. The integrated geo-structural and geophysical data show a change from left-lateral to right-lateral kinematics during Piacezian-Lower Pleistocene, as the result of a change of the stress field. Since Middle Pleistocene, the study area experienced an extensional phase, WNWESE oriented, controlled mainly by NE-SW and subordinately N-S oriented normal faults, which split obliquely the western Catanzaro Trough, producing up-faulted and downfaulted blocks, arranged as graben-type systems, extending from onshore to offshore area. In agreement with and Jacques et al., (2001) and Presti et al., (2013), the NE-SW and NS trend normal faults play a relevant role as part of recent seismotectonic processes controlling the Late Quaternary geodynamic of the central Calabrian Arc, representing the source of the main destructive earthquakes occurred in the area. Thanks to these multidisciplinary approach we are able to provide a more reliable and detailed structural frame of the central Calabria segment, providing new elements about recent activity of faults, and giving a further contribution for the seismogenetic potential assessment of an area historically considered with the highest earthquake and tsunami risk throughout Italy.
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    <> studio dei luoghi della memoria e dei terrmoti in Calabria attraverso la Geografia della percezione, la Geoetica e le nuove tecnologie
    (2014-11-26) De Pascale, Francesco; Pantano, Pietro; Bernardo, Marcello; Muto, Francesco
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    Caratterizzazione idrogeochimica, isotopica e geologica delle aree termali della Calabria Settentrionale
    (2014-11-26) Vespasiano, Giovanni; Pantano, Pietro; Apollaro, Carmine; Muto, Francesco; De Rose, Rossana
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