Finite element models of coseismic deformation due to the 2009 L'Aquila (Italy) and 2008 Wenchuan(China) earthquakes

The topic of my Ph.D. thesis is the finite element modeling of coseismic deformation imaged by DInSAR and GPS data. I developed a method to calculate synthetic Green functions with finite element models (FEMs) and then use linear inversion methods to determine the slip distribution on the fault plane. The method is applied to the 2009 L’Aquila Earthquake (Italy) and to the 2008 Wenchuan earthquake (China). I focus on the influence of rheological features of the earth's crust by implementing seismic tomographic data and the influence of topography by implementing Digital Elevation Models (DEM) layers on the FEMs. Results for the L’Aquila earthquake highlight the non-negligible influence of the medium structure: homogeneous and heterogeneous models show discrepancies up to 20% in the fault slip distribution values. Furthermore, in the heterogeneous models a new area of slip appears above the hypocenter. Regarding the 2008 Wenchuan earthquake, the very steep topographic relief of Longmen Shan Range is implemented in my FE model. A large number of DEM layers corresponding to East China is used to achieve the complete coverage of the FE model. My objective was to explore the influence of the topography on the retrieved coseismic slip distribution. The inversion results reveals significant differences between the flat and topographic model. Thus, the flat models frequently adopted are inappropriate to represent the earth surface topographic features and especially in the case of the 2008 Wenchuan earthquake.

Metamorfosi temporali e spaziali: dal “Revisore” di Nikolaj Gogol’ alla “Morte accidentale di un anarchico” di Dario Fo.

La tesi si propone di tracciare un confronto tra due autori molto distanti tra loro sia nel tempo che nello spazio: Nikolaj Gogol’ e Dario Fo; in particolare si analizzano le commedie Il Revisore di Gogol’ (1836) e Morte accidentale di un anarchico di Fo (1970). Il nesso tra le due opere è stato individuato dalla critica italiana (Franco Quadri, Ferdinando Taviani, Paolo Puppa). Tuttavia gli spunti interpretativi e comparativi non sono mai stati sviluppati appieno della critica. Nonostante le grandi distanze temporali e spaziali, l’analisi si propone dunque di evidenziare i numerosi motivi di consonanza tra le due opere e i due autori, che peraltro testimoniano anche della grande fortuna arrisa all’estero all’autore ucraino, attraverso la mediazione del teatro russo-sovietico del XX secolo. L’approccio metodologico adottato si fonda sui testi dei formalisti russi, di Lotman, sulla Stilkritik di Aurbach, sugli studi di Frye sulla Bibbia intesa come “grande canone” della letteratura occidentale, e soprattutto sull’analisi della cultura carnevalesca e popolare condotta da Bachtin. Lo studio è indirizzato su alcuni elementi precisi: la trama, lo scambio della personalità, l’impostura, la paura e il riso. Per ciascun di questi elementi è stata svolta l’analisi comparativa delle due opere, situandole in un contesto letterario e culturale che va all’antichità e al Medio Evo, dal quale entrambi gli autori mutuano molte suggestioni.

'A Distortion in the mirror of being': verso un modello liquido di personaggio. Da Nabokov alle sperimentazioni contemporanee in ambito slavo

La tesi mira a ridefinire lo statuto del personaggio nell’ambito del self-conscious novel postmoderno, alla luce delle più recenti tendenze narratologiche, con particolare riferimento all’unnatural narratology. Per poter presentare un modello scientificamente valido si è fatto ricorso alla comparazione della produzione letteraria di due macro-aree: quella britannica e quella slava (Russia - Unione Sovietica - e Polonia). Come figura di mediazione tra queste due culture si pone senza dubbio Vladimir V. Nabokov, cardine e personalità di spicco della ricerca. Tra le analisi testuali proposte sono stati presi in considerazione i seguenti autori: Julian Barnes, Vladimir Nabokov, Daniil Charms, Konstantin Vaginov, Andrej Bitov, Saša Sokolov, Bruno Schulz e Tadeusz Kantor.

La narrazione spettacolare. Nuove forme dello storytelling: dai testi narrativi al teatro.

Il lavoro di tesi parte da un presupposto di osservazione empirica. Dopo aver rilevato la ricorrenza da parte di registi teatrali del panorama internazionale all’adattamento di testi non drammatici, ma narrativi per la scena, si è deciso di indagare come la natura narrativa dei testi di partenza si adatti, permanga o muti nel passaggio dal medium narrativo a quello spettacolare. La tesi si suddivide in tre parti. Nella parte intitolata “Della metodologia” (un capitolo), viene illustrato il metodo adottato per affrontare l’analisi degli spettacoli teatrali. Facendo riferimento alla disciplina semiotica teatrale, si è definito l’oggetto empirico di studio come testo spettacolare/performance text. La seconda parte della tesi, “Della comparazione dei modelli comunicativi”, (due capitoli), procede nella definizione: 1) dell’elemento teorico da indagare nei testi spettacolari, ovvero, la “narratività”; 2) dei modelli comunicativi della narrazione e dello spettacolo teatrale e delle loro intersezioni o differenze. Nella terza parte della tesi, “Della critica”, (due capitoli), vengono analizzate alcune delle opere del regista Jurij Ljubimov (Russia), Eimuntas Nekrošius (Lituania), Alvis Hermanis (Lettonia). La scelta è ricaduta sulle opere di questi registi in base a una considerazione: 1) culturale: si è deliberatamente circoscritta la sfera di indagine alla produzione teatrale russa e post-sovietica; 2) estetica: è stato osservato che la linea registica inaugurata da Jurij Ljubimov va permeando l’attività registica di registi più giovani come Nekrošius e Hermanis; 3) statistica: Ljubimov, Nekrošius, Hermanis hanno scelto di mettere in scena testi non drammatici con una elevata frequenza. La tesi è corredata da un’ampia appendice iconografica. Per l’analisi dei testi spettacolari si è fatto riferimento alla visione degli spettacoli in presa diretta in Italia e all’estero.

Kinematic models of interseismic deformation from inversion of GPS and InSAR measurements to estimate fault parameters and coupling degree

We have used kinematic models in two Italian regions to reproduce surface interseismic velocities obtained from InSAR and GPS measurements. We have considered a Block modeling, BM, approach to evaluate which fault system is actively accommodating the occurring deformation in both considered areas. We have performed a study for the Umbria-Marche Apennines, obtaining that the tectonic extension observed by GPS measurements is explained by the active contribution of at least two fault systems, one of which is the Alto Tiberina fault, ATF. We have estimated also the interseismic coupling distribution for the ATF using a 3D surface and the result shows an interesting correlation between the microseismicity and the uncoupled fault portions. The second area analyzed concerns the Gargano promontory for which we have used jointly the available InSAR and GPS velocities. Firstly we have attached the two datasets to the same terrestrial reference frame and then using a simple dislocation approach, we have estimated the best fault parameters reproducing the available data, providing a solution corresponding to the Mattinata fault. Subsequently we have considered within a BM analysis both GPS and InSAR datasets in order to evaluate if the Mattinata fault may accommodate the deformation occurring in the central Adriatic due to the relative motion between the North-Adriatic and South-Adriatic plates. We obtain that the deformation occurring in that region should be accommodated by more that one fault system, that is however difficult to detect since the poor coverage of geodetic measurement offshore of the Gargano promontory. Finally we have performed also the estimate of the interseismic coupling distribution for the Mattinata fault, obtaining a shallow coupling pattern. Both of coupling distributions found using the BM approach have been tested by means of resolution checkerboard tests and they demonstrate that the coupling patterns depend on the geodetic data positions.

La casa ellenistica in Epiro ed Illiria meridionale

Il ritrovamento della Casa dei due peristili a Phoinike ha aperto la strada a un’intensa opera di revisione di tutti i dati relativi all’edilizia domestica nella regione, con studi comparativi verso nord (Illiria meridionale) e verso sud (il resto dell’Epiro, ovvero Tesprozia e Molossia). Tutta quest’area della Grecia nord-occidentale è stata caratterizzata nell’antichità da un’urbanizzazione scarsa numericamente e tardiva cronologicamente (non prima del IV sec. a.C.), a parte ovviamente le colonie corinzio-corciresi di area Adriatico- Ionica d’età arcaica (come Ambracia, Apollonia, Epidamnos). A un’urbanistica di tipo razionale e programmato (ad es. Cassope, Orraon, Gitani in Tesprozia, Antigonea in Caonia) si associano numerosi casi di abitati cresciuti soprattutto in rapporto alla natura del suolo, spesso diseguale e montagnoso (ad es. Dymokastro/Elina in Tesprozia, Çuka e Aitoit nella Kestrine), talora semplici villaggi fortificati, privi di una vera fisionomia urbana. D’altro canto il concetto classico di polis così come lo impieghiamo normalmente per la Grecia centro-meridionale non ha valore qui, in uno stato di tipo federale e dominato dall’economia del pascolo e della selva. In questo contesto l’edilizia domestica assume caratteri differenti fra IV e I sec. a.C.: da un lato le città ortogonali ripetono schemi egualitari con poche eccezioni, soprattutto alle origini (IV sec. a.C., come a Cassope e forse a Gitani), dall’altro si delinea una spiccata differenziazione a partire dal III sec., quando si adottano modelli architettonici differenti, come i peristili, indizio di una più forte differenziazione sociale (esemplari i casi di Antigonea e anche di Byllis in Illiria meridionale). I centri minori e fortificati d’altura impiegano formule abitative più semplici, che sfruttano l’articolazione del terreno roccioso per realizzare abitazioni a quote differenti, utilizzando la roccia naturale anche come pareti o pavimenti dei vani.

Spatial and temporal characterisation of ground deformation recorded by geodetic techniques

A critical point in the analysis of ground displacements time series is the development of data driven methods that allow the different sources that generate the observed displacements to be discerned and characterised. A widely used multivariate statistical technique is the Principal Component Analysis (PCA), which allows reducing the dimensionality of the data space maintaining most of the variance of the dataset explained. Anyway, PCA does not perform well in finding the solution to the so-called Blind Source Separation (BSS) problem, i.e. in recovering and separating the original sources that generated the observed data. This is mainly due to the assumptions on which PCA relies: it looks for a new Euclidean space where the projected data are uncorrelated. The Independent Component Analysis (ICA) is a popular technique adopted to approach this problem. However, the independence condition is not easy to impose, and it is often necessary to introduce some approximations. To work around this problem, I use a variational bayesian ICA (vbICA) method, which models the probability density function (pdf) of each source signal using a mix of Gaussian distributions. This technique allows for more flexibility in the description of the pdf of the sources, giving a more reliable estimate of them. Here I present the application of the vbICA technique to GPS position time series. First, I use vbICA on synthetic data that simulate a seismic cycle (interseismic + coseismic + postseismic + seasonal + noise) and a volcanic source, and I study the ability of the algorithm to recover the original (known) sources of deformation. Secondly, I apply vbICA to different tectonically active scenarios, such as the 2009 L'Aquila (central Italy) earthquake, the 2012 Emilia (northern Italy) seismic sequence, and the 2006 Guerrero (Mexico) Slow Slip Event (SSE).

Monitoring time-dependent deformation patterns through geodetic techniques

In this thesis we focus on the analysis and interpretation of time dependent deformations recorded through different geodetic methods. Firstly, we apply a variational Bayesian Independent Component Analysis (vbICA) technique to GPS daily displacement solutions, to separate the postseismic deformation that followed the mainshocks of the 2016-2017 Central Italy seismic sequence from the other, hydrological, deformation sources. By interpreting the signal associated with the postseismic relaxation, we model an afterslip distribution on the faults involved by the mainshocks consistent with the co-seismic models available in literature. We find evidences of aseismic slip on the Paganica fault, responsible for the Mw 6.1 2009 L’Aquila earthquake, highlighting the importance of aseismic slip and static stress transfer to properly model the recurrence of earthquakes on nearby fault segments. We infer a possible viscoelastic relaxation of the lower crust as a contributing mechanism to the postseismic displacements. We highlight the importance of a proper separation of the hydrological signals for an accurate assessment of the tectonic processes, especially in cases of mm-scale deformations. Contextually, we provide a physical explanation to the ICs associated with the observed hydrological processes. In the second part of the thesis, we focus on strain data from Gladwin Tensor Strainmeters, working on the instruments deployed in Taiwan. We develop a novel approach, completely data driven, to calibrate these strainmeters. We carry out a joint analysis of geodetic (strainmeters, GPS and GRACE products) and hydrological (rain gauges and piezometers) data sets, to characterize the hydrological signals in Southern Taiwan. Lastly, we apply the calibration approach here proposed to the strainmeters recently installed in Central Italy. We provide, as an example, the detection of a storm that hit the Umbria-Marche regions (Italy), demonstrating the potential of strainmeters in following the dynamics of deformation processes with limited spatio-temporal signature