Kinematics of the Sicily and Calabria Subduction System from Elastic Block Modeling of GPS Data

We use data from about 700 GPS stations in the EuroMediterranen region to investigate the present-day behavior of the the Calabrian subduction zone within the Mediterranean-scale plates kinematics and to perform local scale studies about the strain accumulation on active structures. We focus attenction on the Messina Straits and Crati Valley faults where GPS data show extentional velocity gradients of ∼3 mm/yr and ∼2 mm/yr, respectively. We use dislocation model and a non-linear constrained optimization algorithm to invert for fault geometric parameters and slip-rates and evaluate the associated uncertainties adopting a bootstrap approach. Our analysis suggest the presence of two partially locked normal faults. To investigate the impact of elastic strain contributes from other nearby active faults onto the observed velocity gradient we use a block modeling approach. Our models show that the inferred slip-rates on the two analyzed structures are strongly impacted by the assumed locking width of the Calabrian subduction thrust. In order to frame the observed local deformation features within the present- day central Mediterranean kinematics we realyze a statistical analysis testing the indipendent motion (w.r.t. the African and Eurasias plates) of the Adriatic, Cal- abrian and Sicilian blocks. Our preferred model confirms a microplate like behaviour for all the investigated blocks. Within these kinematic boundary conditions we fur- ther investigate the Calabrian Slab interface geometry using a combined approach of block modeling and χ2ν statistic. Almost no information is obtained using only the horizontal GPS velocities that prove to be a not sufficient dataset for a multi-parametric inversion approach. Trying to stronger constrain the slab geometry we estimate the predicted vertical velocities performing suites of forward models of elastic dislocations varying the fault locking depth. Comparison with the observed field suggest a maximum resolved locking depth of 25 km.

3D probability tomography: theoretical developments and applications to high-resolution geophysical prospecting

The theory of the 3D multipole probability tomography method (3D GPT) to image source poles, dipoles, quadrupoles and octopoles, of a geophysical vector or scalar field dataset is developed. A geophysical dataset is assumed to be the response of an aggregation of poles, dipoles, quadrupoles and octopoles. These physical sources are used to reconstruct without a priori assumptions the most probable position and shape of the true geophysical buried sources, by determining the location of their centres and critical points of their boundaries, as corners, wedges and vertices. This theory, then, is adapted to the geoelectrical, gravity and self potential methods. A few synthetic examples using simple geometries and three field examples are discussed in order to demonstrate the notably enhanced resolution power of the new approach. At first, the application to a field example related to a dipole–dipole geoelectrical survey carried out in the archaeological park of Pompei is presented. The survey was finalised to recognize remains of the ancient Roman urban network including roads, squares and buildings, which were buried under the thick pyroclastic cover fallen during the 79 AD Vesuvius eruption. The revealed anomaly structures are ascribed to wellpreserved remnants of some aligned walls of Roman edifices, buried and partially destroyed by the 79 AD Vesuvius pyroclastic fall. Then, a field example related to a gravity survey carried out in the volcanic area of Mount Etna (Sicily, Italy) is presented, aimed at imaging as accurately as possible the differential mass density structure within the first few km of depth inside the volcanic apparatus. An assemblage of vertical prismatic blocks appears to be the most probable gravity model of the Etna apparatus within the first 5 km of depth below sea level. Finally, an experimental SP dataset collected in the Mt. Somma-Vesuvius volcanic district (Naples, Italy) is elaborated in order to define location and shape of the sources of two SP anomalies of opposite sign detected in the northwestern sector of the surveyed area. The modelled sources are interpreted as the polarization state induced by an intense hydrothermal convective flow mechanism within the volcanic apparatus, from the free surface down to about 3 km of depth b.s.l..

Phylogeny and genetic diversity of Italian species of hares (genus Lepus)

In this study we have analysed the genetic variability in ca. 700 samples belonging to six species of genus Lepus using maternal and biparental molecular markers (mitochondrial DNA, microsatellites, Single Nucleotide Polimorphisms). We aimed to reconstruct the phylogenetic relationships of species of hares living in Europe, and assess the occurrence of hybridization between the European hare Lepus europaeus and the Italian hare Lepus corsicanus. Results showed a deep genetic differentiation and absence of hybridization between L. corsicanus and L. europaeus, confirming that they are distinct and distantly related biological species. In contrast, we showed small genetic distances and a close phylogenetic relationship between the Italian hare and Cantabrian hare L. castroviejoi, which suggest a deeper evaluation of their taxonomic status. Populations of L. corsicanus are geographically differentiated. In particular, the peninsular and Sicilian populations of Italian hares are sharply genetically distinct, which calls for avoiding any translocation between Italy and Sicily. Information on genetic variability and population structure is being used to implement the Italian Action Plan for L. corsicanus.

La cultura architettonica del periodo normanno e l'influenza bizantina in Sicilia

The arguments of the thesis is the relationship between the Norman domination and the Greek-speaking people living in Sicily and Southern Italy. Particularly the ascendancy of the greek culture on the norman architecture and his role in the construction of the Norman Kingdom.

Satellite and in situ data integrated analysis to study the upper ocean an coastal environment of the Italian seas

The thesis objectives are to develop new methodologies for study of the space and time variability of Italian upper ocean ecosystem through the combined use of multi-sensors satellite data and in situ observations and to identify the capability and limits of remote sensing observations to monitor the marine state at short and long time scales. Three oceanographic basins have been selected and subjected to different types of analyses. The first region is the Tyrrhenian Sea where a comparative analysis of altimetry and lagrangian measurements was carried out to study the surface circulation. The results allowed to deepen the knowledge of the Tyrrhenian Sea surface dynamics and its variability and to defined the limitations of satellite altimetry measurements to detect small scale marine circulation features. Channel of Sicily study aimed to identify the spatial-temporal variability of phytoplankton biomass and to understand the impact of the upper ocean circulation on the marine ecosystem. An combined analysis of the satellite of long term time series of chlorophyll, Sea Surface Temperature and Sea Level field data was applied. The results allowed to identify the key role of the Atlantic water inflow in modulating the seasonal variability of the phytoplankton biomass in the region. Finally, Italian coastal marine system was studied with the objective to explore the potential capability of Ocean Color data in detecting chlorophyll trend in coastal areas. The most appropriated methodology to detect long term environmental changes was defined through intercomparison of chlorophyll trends detected by in situ and satellite. Then, Italian coastal areas subject to eutrophication problems were identified. This work has demonstrated that satellites data constitute an unique opportunity to define the features and forcing influencing the upper ocean ecosystems dynamics and can be used also to monitor environmental variables capable of influencing phytoplankton productivity.

Paleosecular variation of the magnetic field recorded in Pleistocene-holocene volcanics from Pantelleria (italy) and Azores archipelago (portugal): implications for local volcanic history

The primary goal of volcanological studies is to reconstruct the eruptive history of active volcanoes, by correlating and dating volcanic deposits, in order to depict a future scenario and determine the volcanic hazard of an area. However, alternative methods are necessary where the lack of outcrops, the deposit variability and discontinuity make the correlation difficult, and suitable materials for an accurate dating lack. In this thesis, paleomagnetism (a branch of Geophysics studying the remanent magnetization preserved in rocks) is used as a correlating and dating tool. The correlation is based on the assumption that coeval rocks record similar paleomagnetic directions; the dating relies upon the comparison between paleomagnetic directions recorded by rocks with the expected values from references Paleo-Secular Variation curves (PSV, the variation of the geomagnetic field along time). I first used paleomagnetism to refine the knowledge of the pre – 50 ka geologic history of the Pantelleria island (Strait of Sicily, Italy), by correlating five ignimbrites and two breccias deposits emplaced during that period. Since the use of the paleomagnetic dating is limited by the availability of PSV curves for the studied area, I firstly recovered both paleomagnetic directions and intensities (using a modified Thellier method) from radiocarbon dated lava flows in São Miguel (Azores Islands, Portugal), reconstructing the first PSV reference curve for the Atlantic Ocean for the last 3 ka. Afterwards, I applied paleomagnetism to unravel the chronology and characteristics of Holocene volcanic activity at Faial (Azores) where geochronological age constraints lack. I correlated scoria cones and lava flows yielded by the same eruption on the Capelo Peninsula and dated eruptive events (by comparing paleomagnetic directions with PSV from France and United Kingdom), finding that the volcanics exposed at the Capelo Peninsula are younger than previously believed, and entirely comprised in the last 4 ka.

I manufatti egizi ed egittizzanti in Sicilia

Il progetto di ricerca si è posto l'obiettivo di analizzare una serie di manufatti egizî e di tradizione egizia della Sicilia preromana e di evidenziare le eventuali sopravvivenze della cultura egittizzante sull’isola fino all'età tardoantica. La realizzazione di un corpus, aggiornato sulla scorta di nuovi rinvenimenti, di recenti riletture e di studi su materiali inediti custoditi nei musei siciliani, ha contribuito a tracciare una mappa distributiva delle aree di rinvenimento e di attestazione, con particolare riferimento alle diverse etnie che recepiscono tali prodotti e alla possibilità di ricostruire l’ambientazione storica della domanda diretta o indiretta. Si è scelto di privilegiare lo studio tipologico, iconografico e iconologico di alcune “categorie” di materiali maggiormente documentati sull’isola, quali amuleti, scarabei e scaraboidi, cretule, ushabti, gioielli, bronzi figurati, gemme, con l’individuazione di riscontri in ambito mediterraneo. La documentazione delle testimonianze antiquarie contenenti notizie su reperti oggi non più reperibili ha permesso, infine, non solo l’acquisizione d’informazioni spesso ritenute perse, ma anche una comprensione storicizzata delle dinamiche del collezionismo siciliano e del suo ruolo nel più vasto ambito europeo dal XVII al XIX secolo. È stato importante, infatti, chiarire anche alcuni aspetti della cultura egittologica del periodo, legata in genere alla circolazione di stereotipi e alla mancanza di una conoscenza diretta della realtà faraonica.

Il Dionisismo nelle comunità puniche: il caso di Mozia

La ricerca sul «Dionisismo nelle comunità fenicie e puniche: il caso di Mozia» prende in considerazione le diverse attestazioni del dionisismo quale si evidenziano, con le sue ricadute politiche e cultuali, nelle comunità fenicie e puniche della Sicilia, della Sardegna e della stessa Cartagine. Accanto ad una lettura testuale utile alla storicizzazione contestualizzata del fenomeno, fra cui lo stesso pitagorismo, si propone un corpus che comprende prodotti delle categorie artigianali che restituiscono iconografie di’ambientazione dionisiaca, testimonî dell'adozione sociale e pubblica di una cultualità la cui origine si mostra sempre più vicina a contesti vicino-orientali. Da una rilettura storicizzata del dionisismo, quindi, si mettono in evidenza con un approccio multidisciplinare e comparativistico le caratteristiche del culto, di cui si sottolinea fra l’altro la componente ctonia. In particolare il santuario tofet, con le sue recenti riletture di santuario cittadino e pluricultuale, sembra proporre analogie fra il mlk e la ritualità dionisiaca. Analogie che confermano la vocazione mediterranea ed interculturali delle comunità fenicie e puniche e che in più di un caso daranno luogo a sincretismi che si trasmetteranno sino ed oltre l’età romana. In questo colloquio interetnico Mozia svolge un ruolo non secondario insieme a Selinunte, vero e proprio laboratorio del sincretismo cultuale della Sicilia Occidentale pre-romana, dove i culti di Zeus Melichios e di Demetra si pongono come realtà rituali fra le più utili alla coesione sociale, quell’analoga coesione solciale elitaria perseguita dal dionisismo.

"Tra centro e periferia" Istituzioni e processi di industrializzazione nella Sicilia del secondo dopoguerra

In Sicilia lo strumento principale che ha caratterizzato le modalità d’intervento dei poteri pubblici in economia è stato quello della partecipazione diretta o indiretta, quello cioè della Regione che si propone come ente fautore del sostegno allo sviluppo dell’industria e successivamente come soggetto imprenditore. Le formule organizzative attraverso le quali si è concretizzato l’intervento regionale in economia furono la società per azioni a partecipazione regionale, l’azienda autonoma regionale e l’ente pubblico regionale1. La storia dello sviluppo economico siciliano nel secondo dopoguerra conferma come il ricorso allo strumento dell’ente pubblico economico sia stato molto frequente nella realtà locale come, peraltro, anche in altre Regioni d’Italia. Tracce, queste, di una vicenda storica che intuiamo subito avere complesse implicazioni tali da generare la necessità di interrogarsi sul modo nel quale le istituzioni politiche hanno influito sulle dinamiche economiche siciliane nel secondo dopoguerra; per quanto noti e approfonditi siano stati infatti gli elementi caratterizzanti e i percorsi peculiari dello sviluppo economico siciliano, rimangono scarsamente approfonditi il tenore dei rapporti e i nessi politici, istituzionali ed economici tra centro e periferia, in altre parole rimane ancora parzialmente inesplorata quella parte dell’indagine inerente l’evoluzione dei processi di industrializzazione della Sicilia nel secondo dopoguerra attuata parallelamente dalle autorità regionali e dallo Stato attraverso i loro enti e strumenti. È lecito chiedersi quali siano stati i tempi, le modalità, gli ostacoli e gli eventuali risultati delle azioni di pianificazione intraprese dai poteri pubblici centrali e regionali nella prospettiva dello sviluppo economico del territorio; il coordinamento delle azioni di promozione del progresso industriale si presentava in tal senso, sin dall’inizio, come una delle sfide fondamentali per un adeguato e consistente rilancio economico delle aree più arretrate del Mezzogiorno italiano; ecco che lo studio dei provvedimenti legislativi emanati rappresenta un approfondimento indispensabile e obiettivo primario di questo lavoro.

Conservation genetics of European wildcat (Felis silvestris silvestris): a wide and integrating analysis protocol for admixture inferences and population structure

Introgression of domestic cat genes into European wildcat (Felis silvestris silvestris) populations and reduction of wildcats’ range in Europe, leaded by habitat loss and fragmentation, are considered two of the main conservation problems for this endangered feline. This thesis addressed the questions related with the artificial hybridization and populations’ fragmentation, using a conservation genetics perspective. We combined the use of highly polymorphic loci, Bayesian statistical inferences and landscape analyses tools to investigate the origin of the geographic-genetic substructure of European wildcats (Felis silvestris silvestris) in Italy and Europe. The genetic variability of microsatellites evidenced that European wildcat populations currently distributed in Italy differentiated in, and expanded from two distinct glacial refuges during the Last Glacial Maximum. The genetic and geographic substructure detected between the eastern and western sides of the Apennine ridge, resulted by adaptation to specific ecological conditions of the Mediterranean habitats. European wildcat populations in Europe are strongly structured into 5 geographic-genetic macro clusters corresponding to: the Italian peninsular & Sicily; Balkans & north-eastern Italy; Germany eastern; central Europe; and Iberian Peninsula. Central European population might have differentiated in the extra-Mediterranean Würm ice age refuge areas (Northern Alps, Carpathians, and the Bulgarian mountain systems), while the divergence among and within the southern European populations might have resulted by the Pleistocene bio geographical framework of Europe, with three southern refugia localized in the Balkans, Italian Peninsula and Iberia Peninsula. We further combined the use of most informative autosomal SNPs with uniparental markers (mtDNA and Y-linked) for accurately detecting parental genotypes and levels of introgressive hybridization between European wild and domestic cats. A total of 11 hybrids were identified. The presence of domestic mitochondrial haplotypes shared with some wild individuals led us to hypnotize the possibility that ancient introgressive events might have occurred and that further investigation should be recommended.

The genetic history of Italians: new-insights from uniparentally-inherited markers

Genetic differences among human groups can be ascribed both to the broad-scale extents of pre-historical and historical migrations and to the fine-scale impacts of socio-cultural and geographic heterogeneity. In this thesis, the genetic information provided by uniparental markers were exploited to address different aspects of the Italian population history, by combining macro- and micro-geographic investigations at different spatial and temporal scales. To firstly assess the overall Italian variability, Y-chromosome and mtDNA markers were deeply typed in ~900 individuals from continental Italy, Sicily and Sardinia. Sex-biased patterns and contrasting demographic histories were observed for males and females. Differential European and Mediterranean contributions were invoked to explain the paternal genetic sub-structure observed in peninsular Italy, compared to the homogeneous maternal genetic landscape. If Neolithic showed to be one principal determinant of the detected paternal structure, local insights into specific Italian regional contexts highlighted the importance of Post-Neolithic contributions. Among them, migrations from the Balkans (particularly Greece) during late Metal Ages, played a relevant role in the cultural and genetic transitions occurred in Sicily and Southern Italy. On a finer geographic and temporal perspective, the more recent layers of Italian genetic history and some aspects of the gene-culture interaction were assessed by exploring the genetic variability within two “marginal populations”: Arbereshe of Southern Italy and Partecipanza in Northern Italy. The Arbereshe are Albanian-speaking communities settled in Sicily and Calabria since the end of Middle Ages. Despite sharing common genetic and cultural backgrounds, these groups revealed diverging micro-evolutionary histories, implying different founding events and different patterns of cultural isolation and local admixture. Partecipanza is an idiosyncratic institution of Medieval origin aimed at sharing and devolving collective lands. This case-study exemplified that socio-economic stratification within the same population may induce sex-biased genetic structuring and the maintenance of otherwise hidden historical genetic traces.

“Studio antropologico dei resti umani appartenenti alla Famiglia principesca degli Aragona Tagliavia di Castelvetrano: l’importanza delle ossa nell’analisi storica in contesto archeologico – funerario”

Per comprendere le vicende di una famiglia illustre e nobile il cui ruolo politico e sociale in Sicilia si data alle soglie del XIV secolo, non possiamo astenerci dal ricordare i fatti e gli eventi che hanno dominato la storia siciliana e determinato l’ascesa di Castelvetrano come centro signorile per eccellenza. E’ necessario, quindi, collocare geograficamente e storicamente l’isola per inserirla all’interno di un preciso quadro socio-politico. All’origine della sua storia sono sicuramente da individuare sia il legame intercorso nei secoli tra l’Asia e l’Europa, in particolare tra l’Asia Minore bizantina e l’area mediterranea unificata proprio dall’impero di Bisanzio, sia le lotte per l’egemonia tra Chiesa e Impero, (che abbastanza presto sarà impero d’Occidente) lotte che vedono entrambe le parti impegnate a contendersi il ruolo di guida politica, morale e spirituale dell’intera cristianità medievale, ritenendo ogni altro potere subordinato al proprio.

Ricerca e applicazione di metodologie ecotossicologiche nel monitoraggio di ambienti marino-costieri: Sviluppo di nuovi bioassay e biomarker

Obiettivo del lavoro è stato lo sviluppo e la validazione di nuovi bioassay e biomarker quali strumenti da utilizzare in un approccio ecotossicologico integrato per il biomonitoraggio di ambienti marino-costieri interessati da impatto antropico negli organismi che vivono in tali ambienti. L’ambiente reale impiegato per l’applicazione in campo è la Rada di Augusta (Siracusa, Italia). Una batteria di bioassay in vivo e in vitro è stata indagata quale strumento di screening per la misura della tossicità dei sedimenti. La batteria selezionata ha dimostrato di possedere i requisiti necessari ad un applicazione di routine nel monitoraggio di ambienti marino costieri. L’approccio multimarker basato sull’impiego dell’organismo bioindicatore Mytilus galloprovincialis in esperimenti di traslocazione ha consentito di valutare il potenziale applicativo di nuovi biomarker citologici e molecolari di stress chimico parallelamente a biomarker standardizzati di danno genotossico ed esposizione a metalli pesanti. I mitili sono stati traslocati per 45 giorni nei siti di Brucoli (SR) e Rada di Augusta, rispettivamente sito di controllo e sito impattato. I risultati ottenuti supportano l’applicabilità delle alterazioni morfometriche dei granulociti quale biomarker di effetto, direttamente correlato allo stato di salute degli organismi che vivono in un dato ambiente. Il significativo incremento dell’area dei lisosomi osservato contestualmente potrebbe riflettere un incremento dei processi degradativi e dei processi autofagici. I dati sulla sensibilità in campo suggeriscono una valida applicazione della misura dell’attività di anidrasi carbonica in ghiandola digestiva come biomarker di stress in ambiente marino costiero. L’utilizzo delle due metodologie d’indagine (bioassay e biomarker) in un approccio ecotossicologico integrato al biomonitoraggio di ambienti marino-costieri offre uno strumento sensibile e specifico per la valutazione dell’esposizione ad inquinanti e del danno potenziale esercitato dagli inquinanti sugli organismi che vivono in un dato ambiente, permettendo interventi a breve termine e la messa a punto di adeguati programmi di gestione sostenibile dell’ambiente.