xxxi ciclo-curriculum terra - Dottorato in Scienze della Terra e dell

XXXI CICLO-CURRICULUM TERRA
Bresciani Ilenia
Titolo: Il telerilevamento da drone applicato a studi di carattere ambientale
Tutore: Professoressa Luisa Pellegrini
SSD GEO 04
Il progetto di dottorato ha come scopo quello di mettere a punto tecniche di rilevamento e flussi di lavoro utilizzando
piattaforme aeree e terrestri per il telerilevamento di dettaglio, sia in aree difficilmente accessibili, che in aree molto
estese. Durante il primo anno di ricerca sono state effettuate numerose sperimentazioni sul campo, in diversi ambiti di
indagine. Per quanto attiene ad aspetti geologico strutturali, abbinando piattaforme aeree e fotocamera RGB sono state
rilevate due pareti rocciose in Oltrepo Pavese e l’elaborazione dei dati delle riprese ha permesso di ottenere i modelli
3D delle pareti. Tali modelli consentono di effettuare non solo analisi di carattere strutturale, ma anche relative alla
pericolosità (analisi di fratture, analisi stratigrafica, studio di stabilità dei versanti). In ambito geomorfologico sono stati
effettuati rilievi fotogrammetrici su alcuni fontanili nell’area cremasco lodigiana, con sensore RGB per avere un
modello digitale di dettaglio del terreno (DTM) al fine della loro caratterizzazione idrogeomorfologica (sia per lo
sfruttamento della risorsa idrica che per un’eventuale valorizzazione scientifica, didattica, geoturistica ecc.). Con la
stessa tecnica è stata rilevata un’area collinare nel comune di Montebello della Battaglia per la quale si è ottenuto un
DTM centimetrico su cui sono state svolte analisi delle pendenze, dell’esposizione e del deflusso delle acque
superficiali. Sono in corso prove di rilievi lungo la rete irrigua dei canali del pavese, per la mappatura delle reti
primaria, secondaria e terziaria (stato di fatto, estrazione delle opere idrauliche, bilancio idrico). Questa mappatura
costituisce il primo passo per un monitoraggio di dettaglio per la funzionalità e conservazione di tale rete. In ambito
naturalistico e agronomico sono iniziati dei monitoraggi con sensore multispettrale su alcune aree campione: due aree
boschive, in provincia di Pavia e in provincia di Cremona, aree con coltivazione a riso nella pianura pavese, con
coltivazioni a mais e due vigneti nell’Oltrepo Pavese.
Attività didattica
Nessuna
Corsi, Seminari, Convegni
Dicembre 2015 - Conferenza: Programma Copernicus: sfide e prospettive per la ricerca UE e lo sviluppo di
programmi operativi in campo geologico, ecologico e ambientale (Andrea Taramelli IUSS, Pavia)
Dicembre 2015 – Conferenza: Come ricostruire il clima passato: sinergia tra modelli climatici e record geologici
(Florence Colleoni - Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, Bologna)
Stages e/o soggiorni in Italia
Nessuno
Stages e/o soggiorni all’estero
Nessuno
Pubblicazioni
Perotti C., Chiariotti L., Bresciani I., Cattaneo L., Toscani G., 2016. Evolution and timing of salt diapirism in the
Iranian sector of the Persian Gulf, Tectonophysics, Vol. 679, 180-198.
Lloret Quirante Joan
Titolo: Stratigraphic-sedimentary reconstruction in the Permian-Triassic succession of the Central Pyrenees and its
significance in Western Tethys plate reorganization
Tutore: Prof. Ausonio Ronchi, Dr. José López-Gómez (IGEO-CSIC-UCM)
Co-tutore: Prof. Raúl De la Horra (UCM)
SSD GEO 07
The main aims of this research project are: 1) The stratigraphical-sedimentological analysis of the Central Pyrenean
Late Palaeozoic-Early Mesozoic terrestrial successions which crop out in the Bielsa-Sort area. This detailed study will
be coupled by paleontologic, tectonic and petrographical-geochemical insights. 2) The Permo-Triassic boundary, which
was a crucial moment in Earth History for his extreme features in such continental deposits. 3) Last aim will be to try to
widen the paleoenvironmetal and stratigraphic correlation among this studied sector with others selected in a wide PeriTethian area. This will allow a detailed paleogeographic reconstruction.
During the first year of PhD project the tectonic and stratigraphical-sedimentological analysis (and insights of
palynology and paleontological data) of Bielsa-Sort area has been done on the 70% of proposed studied zone.
Consequently, the fieldwork stages had become the mainly objective for the first year and data has been collected
successfully for further investigations and publications. Next research steps are: complete the stratigraphicsedimentologic study, prepare petrographic thin sections, consider geochemical analysis for volcanic and volcanoclastic levels and study fossil record with specialists group.
At this moment, the analysis of studied area reveals an interesting development of different sub-basins during Late
Palaeozoic–Early Mesozoic. These sub-basins were controlled by tectonic activity. In addition, stratigraphicsedimentologic record shows a clear evolution: Late Carboniferous: the environment was controlled for volcanic
activity in wet and humid conditions. Early Permian – Middle Permian: the volcanic activity decreased, fluvial and
lacustrine environments were developed. Early Triassic: Playa-lake deposits became the main environment during this
period, meaning dry and arid climate conditions. Part of collected data has been included in a publication that will be
printed in 2017.
Attività didattica
Assistant in the course Rilevamento geologico field trip (one day).
Corsi, Seminari, Convegni
26th November – Vivere a spese degli altri – dalla biologia alla società (Claudia Bordese, Biologa e divulgatrice).
17th December - Come riconstruire il clima passato: sinergia tra medelli climatici e record geologici (Florence Colleoni,
Ocean Modeling and Data Assimilation, Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, Bologna)
18th February – Interazione monumento storico con ambiente (Lorenzo Appolonia, Direttore Soprintendenza per i beni
e la attività culturali della Valle d’Aosta)
23th July – 1st Augst: International Summer School: Upper Palaeozoic Energy Resources of European Russia:
Sedimentology, Geochemistry and Organic Facies. 5 ECTS credits certificated. Federal University of Kazan: Institute
of Geology and Petroleum Technology.
7 - 9 September: Poster 20-12: Stratigraphic and sedimentary evolution of the Upper Carboniferous Middle Triassic
Malpàs-Sort (Erillcastell) Basin (central Pyrenees): a facies analysis approach to the paleogeography reconstruction.
Lloret, Ronchi, López-Gómez, De la Horra, Berrenechea, Gretter and Arche. S 20. Evolution of continental margins and
associated basins: insights into stratigraphy, tectonics and volcanism. 88o SGI Congress (Napoli)
During the year - Conferences organized by “Dipartamenti di Scienze della Terra e dell’Ambiente” performed by
external professors and internal PhD students.
Stages e/o soggiorni in Italia
Stages e/o soggiorni all’estero
8th January – 1st February: Universidad Complutense de Madrid - CSIC under the supervision of Dr. López-Gómez
and Dr. De la Horra.
20th March – 8th April: Field work (Pyrenees – Spain) and Universidad Complutense de Madrid – CSIC under the
supervision of Dr. López-Gómez and Dr. De la Horra.
5th July – 31 July: Field work (Pyrenees – Spain) and International Summer School (Kazan – Rusia).
Pubblicazioni
Collaboration (order to decide), (2017): The beginning of the Break up of Pangea. The Pyrenees. Geology of Iberia: A
geodynamic approach. Springer Editorial.
Menegoni Niccolò
Titolo: Fracture identification, analysis and fluid circulation in sedimentary rocks
Tutori: Claudia Meisina e Cesare Perotti
SSD GEO/03–GEO/05
Lo scopo della tesi di dottorato è quello di sviluppare una metodologia di analisi e caratterizzazione della fratturazione
di rocce sedimentarie attraverso l’utilizzo di tecniche di telerilevamento fotogrammetrico prossimale (terrestre o da
droni). In particolare verranno studiate le relazioni della fratturazione con le principali strutture geologiche e con la
circolazione dei fluidi. Lo studio della fratturazione sarà elaborato attraverso metodi di modellizzazione numerica per
ottenere un modello geometrico del network di fratture e di conseguenza una serie di parametri quantitativi per
applicazioni di tipo idrogeologico e geomeccanico. Allo scopo sono state selezionate due aree campione ubicate
nell’Appennino Settentrionale (alta Val Staffora) e nelle Prealpi lombarde (Prealpi bresciane).
Il lavoro svolto nel primo anno di dottorato si è sviluppato nelle seguenti fasi: i)rilevamento geologico e
fotogrammetrico nell’alta Val Staffora; ii) messa a punto delle tecniche di misura ed analisi della fratturazione mediante
metodi fotogrammetrici; iii) sviluppo dei modelli digitali dell’affioramento (Digital Outcrop Model, DOM)
attraverso la tecnica ‘Structure from Motion’; iv) modellizzazione stocastica del network di fratture utilizzando
l’approccio del ‘Discrete Fracture Network modeling’ (DFN modeling).
I principali risultati ottenuti nel primo anno di attività sono stati i seguenti: i) i metodi fotogrammetrici utilizzati hanno
evidenziato una ottima qualità di accuratezza nelle misure, che è stata verificati mediante il confronto con rilievi diretti
sul terreno; ii) sono stati determinati i sistemi di discontinuità presenti nei calcari di Monte Antola in alta Valle Staffora;
iii) è stata eseguita una prima modellizzazione del network di fratture attraverso l’utilizzo della metodologia ‘DFN
modeling’.
Corsi, Seminari, Convegni
Novembre 2015-Maggio2016 – Conferenze interne organizzate dal Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente
dell’Università di Pavia.
1 Febbraio 2016 – 5 Maggio 2016 – Corso ‘Linguaggi, problemi e metodi della comunicazione della ricerca
scientifica’, organizzato dalla SAFD dell’Università di Pavia e tenutosi al Collegio Nuovo (Pavia).
17-22 Aprile 2016- Convegno ‘General Assembly of European Geosciences Union’ tenutosi a Vienna (Austria) con
presentazione di un poster dal titolo ‘Fracture characterization of flysch formation by terrestrial digital
photogrammetry: an example in the Antola Formation (upper Staffora Valley, Italy)’.
Stages e/o soggiorni all’estero
17 Maggio 2016–19 Luglio 2016 – ‘Visiting Research Student’ presso il ‘Department of Earth Sciences’ della ‘Simon
Fraser University’ sotto la supervisione del Prof. Doug Stead.
Pubblicazioni
Meisina, C., Menegoni, N., & Perotti, C. (2016, April). Fracture characterization of flysch formation by terrestrial
digital photogrammetry: an example in the Antola Formation (upper Staffora Valley, Italy). In EGU General Assembly
Conference Abstracts (Vol. 18, p. 15817). (Poster)
Mazzucchelli Mattia Luca
Titolo: In-situ elastic geobarometry for Ultra-High pressure Metamorphic (UHPM) rocks
Tutore: M.C. Domeneghetti
Co-tutore: M. Alvaro, R.J. Angel (Università di Padova)
SSD GEO/06
È noto che inclusioni solide in altri minerali, durante l’esumazione, sviluppano una pressione residua come risultato del
contrasto in proprietà termoelastiche tra le due fasi. Questo fenomeno può essere interpretato in chiave geobarometrica
per calcolare la pressione di formazione delle rocce metamorfiche di alta pressione in cui si rinvengono tali sistemi
ospite-inclusione. Tuttavia, i modelli analitici attualmente utilizzati ricorrono ad alcune approssimazioni, in particolare
riguardanti l’idealità della geometria del sistema (i.e. inclusione sferica al centro di un ospite infinitamente grande).
L’effetto sulla pressione residua dato dalla geometria non ideale può essere valutato esclusivamente mediante tecniche
numeriche come il Finite Element Modeling (FEM).
Durante il periodo trascorso presso la University of Nevada, Las Vegas (1 Febbraio -10 Aprile 2016) ho appreso dalla
Prof.ssa Burnley come realizzare e risolvere modelli FEM 2D e 3D di sistemi ospite-inclusione con varie geometrie. Si
è inoltre raggiunto un accordo per l’utilizzo in remoto delle macchine con software FEM, che ha così permesso di
proseguire l’analisi numerica anche dall’Università di Pavia.
I risultati ottenuti con il modeling numerico sono stati generalizzati per includere le variazioni di proprietà elastiche di
ospite ed inclusione, e successivamente confrontati con il modello esistente. In questo modo sono state valutate le
incertezze associate al modello analitico quando questo viene applicato a sistemi con geometria non ideale, permettendo
di estendere la geobarometria elastica potenzialmente a qualsiasi sistema ospite-inclusione reale. I risultati preliminari
ottenuti sono stati presentati alla International School of Cristallography (ISCoC, Erice), alla European Mineralogical
Conference (EMC 2016) e al workshop “Solid inclusions in minerals as records of geological processes”, e saranno
inoltre oggetto di una pubblicazione in fase di scrittura.
Attività didattica
Supporto didattico come tutore per il corso di Mineralogia
Invited talk - Department of Geoscience - University of Nevada Las Vegas (UNLV), Nevada, USA
Lecturer at the International workshop ”Solid inclusions in minerals as records of geological processes” – European
Mineralogical Conference 2016
Corsi, Seminari, Convegni
Gennaio 2016 – Methods, databases and applications od X-ray powder diffraction (Pavia)
Marzo 2016 – Lunar and Planetary Science Conference, Houston, Texas (USA)
Aprile 2016 – European Geoscience Union General Assembly, Vienna (Austria)
Maggio 2016 - International School of Crystallography 2016, Erice (Italia)
Giugno 2016 – Corso “Modelling the mineralogical word: how and why”, Roma (Italia)
Giugno 2016 – Escursione multidisciplinare Alpi centrali (Cima di Gagnone, Canton Ticino, CH)
Settembre 2016 – European Mineralogical Conference 2016, Rimini (Italia)
Settembre 2016 - Workshop ”Solid inclusions in minerals as records of geological processes”, Rimini (Italia)
Stages e/o soggiorni in Italia
Nessuno
Stages e/o soggiorni all’estero
1 Febbraio – 10 Aprile 2016 Department of Geoscience, University of Nevada Las Vegas (UNLV). Supervisor: Dr
Pamela Burnley
Grants and Awards
PhD Student Award 2016 – International Mineralogical Association (IMA)
Travel Award 2016 – Minerals international journal
Travel Grant for the International School of Crystallography 2016 - NATO Advanced Study Institute
Pubblicazioni
Peer reviewed papers:
S. Milani, R.J. Angel, L. Scandolo, M.L. Mazzucchelli, T. Boffa Ballaran, S. Klemme, M.C. Domeneghetti, R.
Miletich, K. S. Scheidl, M. Derzsi, K. Tokár, M. Prencipe, M. Alvaro, F. Nestola, 2016. Thermo-elastic behaviour of
grossular garnets at high pressures and temperatures. Lithos (in press)
Conference abstracts:
Mazzucchelli M.L., Burnley P., Angel R.J., Domeneghetti M.C., Nestola F., Alvaro M.. Elastic geobarometry:
uncertainties arising from the shape of the inclusion. (EMC, 2016)
Alvaro M., Angel R.J., Mazzucchelli M.L., Nestola F. New Constraints on PT evolution of metamorphic rocks from
single inclusion piezobarometry. (EMC, 2016)
Rustioni G., Angel R.J, Mazzucchelli M.L., Milani S., Nimis P., Domeneghetti M.C., Marone F., Harris J.W., Nestola
F. & Alvaro M. Pressure release for host – inclusion systems: the interplay between brittle failure and fluid phase.
(EMC, 2016)
Scandolo L., Milani S., Mazzucchelli M.L., Alvaro M.,Di Prima M., Domeneghetti M.C., Nestola F., Geiger C.A.,
Stagno V. Thermoelastic properties of silicate garnets and their use in the study of diamond formation. (EMC, 2016)
M.L. Mazzucchelli, R.J. Angel, P. Burnley, C.M. Domeneghetti, F. Nestola, M. Alvaro. Elastic geobarometry:
principles and practice (International School of Crystallography, Erice, 2016)
M.L. Mazzucchelli, R.J. Angel, G. Rustioni, S. Milani, P. Nimis, M.C. Domeneghetti, F. Marone, J. W. Harris, F.
Nestola, and M. Alvaro. Elastic geobarometry and the role of brittle failure on pressure release. (EGU conference,
2016)
R. Angel, M. Alvaro, M. Mazzucchelli, P. Nimis, and F. Nestola. Single inclusion piezobarometry confirms hightemperature decompression path for Variscan granulites. (EGU conference, 2016)