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Bando di concorso 38° ciclo
Admission to Ph.D. programme, 38th cycle

SCIENZE DELLA TERRA



Tipologia di procedura selezionata: PROCEDURA UNICA

Descrizione del dottorato
description

descrizione: Il Corso di Dottorato in Scienze della Terra (SdT) costituisce il terzo livello di formazione universitaria su tematiche di ricerca avanzata inerenti il sistema terra solida-idrosferaatmosfera. L’obiettivo principale del Corso di Dottorato è formare esperti di alta qualificazione scientifica. Le attività di ricerca che verranno sviluppate durante il corso verteranno su tematiche di punta nell’ambito delle Scienze della Terra, che potranno essere sviluppate sia in ambito nazionale che internazionale. Lo studente di dottorato in Scienze della Terra acquisirà conoscenze specifiche e svilupperà un progetto di ricerca avanzato sulle maggiori tematiche dibattute a livello internazionale in uno dei seguenti ambiti: Geodinamica, Vulcanologia, Ambiente, Territorio, Energia, Risorse, Rischi, Clima. Il Corso di Dottorato in SdT è organizzato nei seguenti due curricula: (1) Geodinamica, Vulcanologia. Lo studente afferente a questo curriculum svilupperà un progetto di ricerca avanzato inerente alle maggiori tematiche dibattute a livello internazionale di Geologia Strutturale, Tettonica, Geofisica, Geodinamica e Vulcanologia. Lo studente approfondirà conoscenze specifiche riguardanti la deformazione e reologia della crosta e litosfera continentale, tettonica regionale, vulcanismo, modellazione di processi tettonici, vulcanici e geodinamici, meccanismi eruttivi, reologia e proprietà fisiche dei magmi. (2) Risorse, Ambiente e Territorio. Lo studente afferente a questo curriculum svilupperà un progetto di ricerca avanzato inerente alle maggiori tematiche dibattute a livello internazionale di Ambiente, Territorio, Energia, Risorse, Rischi, Clima. Lo studente approfondirà conoscenze specifiche riguardanti ricostruzioni paleoclimatiche e paleoambientali, risorse energetiche, (idrocarburi, geotermia), risorse idriche e dissesto idrogeologico, pianificazione e salvaguardia del territorio, geochimica e geochimica ambientale. Il collegio dei docenti è composto da esperti riconosciuti internazionalmente delle discipline menzionate. Nel corso del Dottorato gli studenti lavoreranno nell’ambito della ricerca sia di base sia applicata. Le tesi di dottorato verranno svolte in laboratori altamente qualificati e/o sul terreno in aree del mondo di specifico interesse. Gli studenti di dottorato lavoreranno in un ambiente altamente stimolante caratterizzato da una collaborazione di gruppi di ricerca afferenti a diverse discipline al fine di realizzare una solida base scientifica e professionale per le loro future carriere nei campi della ricerca delle Scienze della Terra. Il percorso formativo del Corso SdT è rivolto a formare professionalità con potenziale sviluppo occupazionale presso società pubbliche e private, nazionali e internazionali e università e centri di ricerca, pubblici e privati, che sviluppano didattica e ricerca avanzata su tematiche inerenti le discipline delle Scienze della Terra.
title: Earth Sciences
description:The PhD program in “Earth Sciences” (SdT) is the third level of university education on topics focused on the cutting-edge research in solid earth-hydrosphere-atmosphere. The main aim of the program is to train experts of high scientific qualification. The research activities that will be developed encompass fundamental Earth sciences disciplines at both national and international levels. The PhD student will acquire specific knowledge and professional skills and will develop a research project on advanced topics, debated in the international community, in Geodynamics, Volcanology, Environment, Climate, Resources, Energy and Geological Risks. The program in “Earth Sciences” is organized in two main curricula: (1) Geodynamics and Volcanology (2) Resources and Environment. (1) Geodynamics and Volcanology. The student will develop a research project focused on the main topics debated at international levels related to Structural Geology, Tectonics, Geophysics and Volcanology. The student will acquire specific knowledge on the deformation and rheology of the crust and continental lithosphere, regional tectonics, modelling of tectonic, volcanic and geodynamic processes, eruptive dynamics and rheology and physical properties of magma. (2) Resources and Environment. The student will develop a research project focused on the main topics debated at international levels related to Resources, Energy, Environment, Climate and Geological Risks. The student will acquire specific knowledge on the paleo-environment and paleo-climatic reconstructions, energy (hydrocarbons and geothermal energy), hydric resources and hydrogeological risk, territory management, geochemistry and environmental geochemistry and modelling of geological processes. The board of supervisors consists of worldwide recognized experts specialized in the cited disciplines. Within the Ph.D. Course, students will benefit from top-level basic and applied research. Doctoral theses will be carried out in laboratories characterized by multidisciplinary research approach, and/or field work in selected regions around the world. Ph.D. students will work in a stimulating environment characterized by a strong integration and cooperation among different Earth science disciplines, building up a strong background for their future career in Earth science research fields. The Ph.D. program aims at creating professional figures in public institutions and private companies, national and international and in universities and research centers devoted to research and education in Earth science.


Procedure attivate procedures

PROCEDURA STANDARDSI (OBBLIGATORIA) - standard procedure
PROCEDURA RISERVATA PER STRANIERI - reserved procedureSI

Tematiche definite per il dottorato

- Materiali e strategie per la conservazione di strutture in terra cruda nei siti Patrimonio Mondiale
Il tema di questo progetto è quello di chiarire le sfide e i problemi nella conservazione dei siti archeologici di terra cruda con particolare attenzione ai metodi tradizionali e alle risorse disponibili. L'obiettivo principale della ricerca è quello di affrontare i diversi problemi che sono tipicamente trascurati nell'approccio di conservazione a lungo termine di strutture archeologiche in terra cruda. A tal fine, il sito patrimonio mondiale di Choqa Zanbil in Iran sarà esaminato come caso di studio. Verranno valutati metodi sostenibili dal punto di vista economico e le strategie tecniche adeguate in grado di garantire la conservazione a lungo termine delle costruzioni. In particolare saranno esaminati i principali fattori ambientali di degrado legati ai cambiamenti climatici, come forti piogge ed elevata erosione delle strutture esposte. Dopo uno studio geologico/mineralogico dettagliato dei materiali utilizzati per le costruzioni, saranno valutate le risorse disponibili localmente e i metodi tradizionali anche con la partecipazione delle maestranze locali per un approccio di conservazione sostenibile. Saranno progettati e testati in laboratorio e in situ possibili materiali alternativi. Le caratteristiche come durata, resistenza meccanica e resistenza all'acqua di intonaci e mattoni in terra cruda (adobe) dopo il trattamento saranno studiate utilizzando un approccio multi-metodologico tramite mineralogia ottica, diffrazione dei raggi X, SEM-EDS e spettroscopie vibrazionali. Sono inoltre previste collaborazioni per metodi innovativi con tomografia a raggi X.
- Optimizing materials and strategies for the conservation of earthen structures in World Heritage Sites
This proposal is aimed at clarifying challenges and problems in the conservation of earthen archaeological sites with a focus on traditional methods and available resources. The main goal of this research is at addressing the problems that have been neglected in long-term preservation approach of earthen sites. To this purpose, the Choqa Zanbil World Heritage Site in Iran will be examined as a case of study. Sustainable methods from the economic point of view and suitable technical strategies able to ensure long-term conservation of the constructions will be evaluated. In this project we will examine the main detrimental environmental factors caused by climate changes such as heavy rainfall and high erosion of repaired earthen plasters. After a detailed geological/mineralogical study of the materials used for the site structures, locally available resources and traditional methods with local participation will be evaluated for a sustainable conservation approach. Possible alternative materials will be designed and tested in the laboratory and will be finally tested in situ. Features like durability, strength and water resistant of repaired plaster and adobe will be addressed by using a multimethodological approach including optical mineralogy, X-ray diffraction, SEM-EDS and vibrational spectroscopies. Collaborations for novel XTC (X-ray tomography) methods are also envisaged.

- La transizione climatica del Pleistocene inferiore / medio nel Mediterraneo orientale: un approccio integrato per ricostruire il suo impatto sull'evoluzione dei bacini sedimentari della Turchia sud-occidentale
La Turchia meridionale ospita, a diverse quote, depositi marini riferiti a bacini sedimentari del Pleistocene inferiore e medio (ad esempio, i bacini di Mut e Antalya). La transizione del Pleistocene inferiore/medio è un periodo ben noto di cambiamento climatico nel mondo, che ha portato all'aumento del volume del ghiaccio globale. Questo cambiamento climatico del Pleistocene medio ha gravemente influenzato il biota e il paesaggio fisico del nostro pianeta. Questo progetto di dottorato mira a svelare una dettagliata biostratigrafia del nannoplancton calcareo per definire bene la transizione del Pleistocene inferiore/medio nei bacini sedimentari del Mediterraneo orientale. Lo studente acquisirà competenze interdisciplinari collaborando con ricercatori esperti in diverse discipline. Il dottorando, in collaborazione con diversi esperti internazionali, fornirà analisi dei pollini, nonché analisi degli isotopi stabili dell'ossigeno e del carbonio sui test dei foraminiferi, per capire i cambiamenti climatici del Pleistocene inferiore e medio nel Mediterraneo orientale. Questo studio fornirà la ricostruzione della paleogeografia pleistocenica sulla Turchia sudoccidentale attraverso un approccio comparativo integrato, che indagherà l'analisi delle facies, le variazioni di paleo-profondità (dati di ostracodi e foraminiferi bentonici) e i cambiamenti del paleoclima, registrati da questi bacini sedimentari marini del Mediterraneo orientale.
- The Early-/Middle Pleistocene climate transition in the eastern Mediterranean: an integrated approach to reconstruct its impact on the evolution of the SW Turkey sedimentary basins.
Southern Turkey hosts marine deposits, at different elevations, of Early-Middle Pleistocene sedimentary basins (e.g., Mut and Antalya basins). The Early/Middle Pleistocene transition is a well-known period of climate change in the world, which led to the increase of global ice volume. This Middle Pleistocene climate change severely influenced the biota and the physical landscape of our planet. This PhD project aims at unraveling a detailed calcareous nannoplankton biostratigraphy to well define the Early/Middle Pleistocene transition in the Eastern Mediterranean sedimentary basins. The student will gain interdisciplinary expertise by coworking with researchers skilled in different discipline. The PhD student, in collaboration with different international experts, will provide pollen analyses, as well as oxygen and carbon stable isotope analyses on foraminifer tests, to figure out the Early-Middle Pleistocene climate changes in the Eastern Mediterranean. This study will provide the reconstruction of the Pleistocene paleogeography on SW Turkey through an integrated comparative approach, which will investigate facies analysis, paleodepth variations (data from ostracods and benthic forams), and paleoclimate changes, as recorded by these Eastern Mediterranean marine sedimentary basins.

- Analisi geofisica multidisciplinare del margine adriatico orientale in Albania e Grecia NW
Il presente progetto di ricerca ha come oggetto lo studio tettonico e geofisico del margine orientale della placca adriatica, transizione tra subduzione continentale e subduzione oceanica, tra catena albanide e la catena ellenica. Questo margine presenta un grado elevato di pericolosità e associato rischio sismico, essendo caratterizzato da sistema di thrust attivi, come manifestato recentemente per il terremoto di Durazzo del 2019 e per il distruttivo terremoto del 1979 al confine Albania-Montenegro. La ricerca proposta si inserisce pienamente nel mandato istituzionale dell’INGV, che è quello di comprendere la sismo-tettonica e la geodinamica della placca Adria e dei suoi margini soprattutto per le sue implicazioni sulla sismicità. Il margine, si presenta fortemente asimmetrico, con importanti zone di svincolo come la Scutari-Pec, che hanno avuto una storia polifasica: dalla tettonica estensionale mesozoica (delimita zone paleogeografiche differenti tra Dinaridi ed Albanidi), durante il Cenozoico. Tuttavia, nonostante il suo interesse di carattere geologico e sismo-tettonico, mancano quasi del tutto studi dettagliati sull’evoluzione strutturale della zona Scutari-Pec dal Mesozoico ad oggi. Lo scopo principale di questo progetto è lo studio multidisciplinare del margine orogenico tra Albania e Grecia. La metodologia di studio prevede: ● analisi geologico-strutturale lungo i fronti principali, e definizione delle geometrie cinematiche ed età delle zone di svincolo, con particolare attenzione alla Zona Scutari-Pec ; ● analisi paleomagnetica di maggiore risoluzione rispetto agli studi pionieristici di Speranza et al. (1991; 1995), e con un focus particolare nella zona di Scutari-Pec, per vincolare tramite rotazioni di blocchi il suo eventuale comportamento trascorrente; ● modellazione geodinamica di laboratorio e numerica per studiare transizione tra subduzione oceanica e continentale e sviluppo di slab tear;
- Tectonic evolution of the eastern Adria margin from the Dinarides to the Hellenides
The aim of the research project is to understand the eastern margin of the Adria plate, at the transition from the Dinarides to Hellenides, from continental to oceanic subduction. The study will be carried out by geophysical and structural studies. This margin shows an elevated seismic risk, being characterized by active thrust and normal faults, as manifested by the 2019 Durace earthquake or the destructive 1979 Montenegro earthquake. The research is fully embedded within the INGV topics, that is to unravel the seismo-tectonics and geodynamic of the Adria plate and of its margin and the related seismic risk. The margin is highly asymmetric as it shows important tectonic structure as the Scutari-Pec fault, functioning as transfer and showing a poliphased history: from the extensional Mesozoic history (paleogeographic boundary between Dinarides and Albanides), to the Cenozoic one. Despite its relevance and its seismo-tectonics relevance there is still a lack of detailed study in the region. The methodology includes: ● structural-geological analysis along the main structures and definition of the geometry, kinematics and age of the main fault and in particular along the Scutari-Pec; ● paleomagnetic analysis implementing early studies (Speranza et al. 1991; 1995), with a focus of the Scutari-Pec fault zone, to constraints the block rotation of the region; ● analogue modelling to study the transition from continental to oceanic subduction and development of slab tear;

- Studio delle sequenze storiche dei terremoti e dell'influenza del danno cumulativo sui parametri sismologici e sulle relative inferenze
In termini di pericolosità sismica, l’Arco calabro è uno dei sistemi strutturali più attivi in Italia, con molti forti terremoti avvenuti negli ultimi 400 anni. La sequenza sismica paradigmatica per la sismicità italiana è rappresentata da quella avvenuta nel 1783 in Calabria, citata nel Catalogo parametrico dei terremoti italiani con tre eventi di magnitudo prossima a 7 e almeno altri due significativi. Questa concentrazione di eventi così forti all'interno di uno spazio abbastanza limitato e in poco tempo mantiene aperte diverse questioni riguardanti le cause di questa straordinaria sequenza. In casi come la sequenza sismica del 1783, l'aspetto più critico è la ricostruzione cronologica dell'andamento degli effetti dovuti ai singoli terremoti. Infatti, un'interpretazione che non tenesse conto del problema della progressione del danno sul patrimonio edilizio può ragionevolmente cadere sia in una errata localizzazione dell'epicentro sia in una sopravvalutazione dell'entità e della dimensione della faglia. Recenti tentativi hanno iniziato a valutare un nuovo approccio per disaggregare gli effetti dei singoli terremoti di una sequenza sismica mediante un metodo macrosismico, con l'obiettivo di definire meglio le caratteristiche delle faglie causative. La ricerca proposta mira a: a) una nuova lettura della sequenza forte calabrese alla luce dell'approccio macrosismico che tenga conto del danno cumulativo, mediante un'attenta ricostruzione della cronologia degli effetti; b) la nuova parametrizzazione dei singoli terremoti della sequenza e loro inquadramento nel contesto sismotettonico calabrese.
- Investigation on historical earthquake sequences and the influence of cumulative damage on seismological parameters and related inferences.
In terms of seismic hazard Calabrian Arc is one the most active structural systems in Italy, with many strong earthquakes occurred during the last 400yr. The paradigmatic seismic sequence for the Italian seismicity is represented by the one that occurred in 1783 in Calabria, quoted in the Parametric Catalog of the Italian Earthquakes (CPTI15, Rovida et al., 2021) with three events of magnitude close to 7 and at least two other significant ones. This concentration of such strong events within a quite limited space (DISS Working Group, 2018 and references therein) and short time keeps open several issues concerning the causative sources of this remarkable sequence. In cases like the 1783 seismic sequence, the most critical aspect is the chronological reconstruction of the progression of the effects due to the single earthquakes. In fact, an interpretation that did not take into account the problem of the progression of damage on the building stock can reasonably fall into both a mislocation of the epicentre and an overestimation of the magnitude and the fault dimension (Tertulliani, 2019). Recent attempts (Tertulliani et al., 2021) have begun to evaluate a new approach to disaggregate the effects of single earthquakes of a seismic sequence by a macroseismic method , with the aim to better define the characteristics of the causative faults. The proposed research aims to: a) a new reading of the strong Calabrian sequence in the light of the macroseismic approach that takes into account the cumulative damage, by a careful reconstruction of the chronology of the effects; b) the new parametrization of the single earthquakes of the sequence and their framework in the Calabrian seismotectonic context.

- Biochar, un rimedio verde per la lotta ai cambiamenti climatici: creazione di un workflow dalla caratterizzazione all'utilizzo
Nella lotta ai cambiamenti climatici, l’utilizzo del biochar può contribuire alla limitazione della produzione di CO2 e a ridurre le emissioni di vari gas serra. Infatti, durante il processo di produzione del biochar, infatti, una quota significativa di carbonio di origine vegetale viene “intrappolata” nel biochar. Oltre all’aspetto di puro stoccaggio nel suolo di CO2, l’applicazione del biochar alle colture agricole e in zootecnica contribuisce alla riduzione delle emissioni dei gas serra, come ad esempio il protossido di azoto in primis (N2O), gas serra con un potenziale di riscaldamento globale molto superiore a quello della CO2 e al miglioramento della qualità del suolo. L’obiettivo principale deI progetto consiste nella creazione di un modello sperimentale di riferimento per la caratterizzazione analitica, la produzione e la misura dell’efficacia dell’uso del biochar. Il progetto è adatto per uno studente con robuste basi di geologia, geochimica e una conoscenza/competenza di base di varie tecniche analitiche per la caratterizzazione dei materiali geologici, tra cui la sostanza organica nei sedimenti. Una formazione specifica sulle tecniche e metodi di indagine verrà svolta nel corso del dottorato presso varie istituzioni o aziende, offrendo la possibilità di acquisire, in particolare, una buona conoscenza e capacità nella realizzazione di un workflow solido per la caratterizzazione del biochar. Il training verrà svolto presso Roma Tre, aziende di settore, istituzioni di ricerca e università all’estero che collaboreranno al progetto e comprenderà anche corsi di alta formazione sui temi del climate change e della sostenibiltà ambientale.
- Biochar, a green remedy against climate change: creating a workflow for characterisation and usage.
In the fight against climate change, the use of biochar can contribute to the limitation of CO2 production and reduce emissions of various greenhouse gases. In fact, during the biochar production process, a significant proportion of plant-derived carbon is "trapped" in biochar. In addition to the pure soil storage aspect of CO2, the application of biochar to agricultural crops and in animal husbandry contributes to the reduction of greenhouse gas emissions, such as nitrous oxide in primis (N2O), a greenhouse gas with a much higher global warming potential than CO2, and to the improvement of soil quality. The main objective of the project is to create an experimental reference model for analytical characterization, production and measurement of the effectiveness of biochar use. The project is suitable for a student with a robust foundation in geology, geochemistry and a basic knowledge/competence of various analytical techniques for the characterization of geological materials, including organic matter in sediments. Specific training on investigation techniques and methods will be carried out during the Ph.D. at various institutions or companies, offering the opportunity to acquire, in particular, good knowledge and skills in the implementation of a robust workflow for biochar characterization. The training will be carried out at Roma Tre, industry companies, research institutions and universities abroad that will collaborate on the project, and will also include advanced training courses on the topics of climate change and environmental sustainability.

- Speleotemi fosfatici come possibili indicatori paleoambientali
Il progetto si propone di indagare nel dettaglio le caratteristiche mineralogiche, cristallografiche, chimiche e microbiologiche degli speleotemi fosfatici formati in diversi contesti geologici, nonché le condizioni fisico-chimiche in cui si sono questi si sono sviluppati. L'intero progetto sarà realizzato secondo un approccio multi metodologico. La composizione mineralogica e la struttura cristallografica saranno determinate utilizzando la diffrazione a raggi X e ove possibile, affinamento con metodo Rietveld; la morfologia e la composizione chimica tramite SEM-EDS, EMPA oltre a spettroscopie IR e Raman. Particolare attenzione sarà focalizzata sugli speleotemi ad apatite carbonatica in quanto possibili portatori di informazioni circa le condizioni ambientali in cui sono cresciuti. Allo scopo si prevede la possibilità di applicare la tecnica dei clumped isotopes a questa tipologia di speleotemi carbonatici per estrarre informazioni paleoambientali. In collaborazione con i biologi dell’Università dell’Aquila, esperti nel campo, sarà condotta la parte micro-biologica del progetto che prevede, oltre alla ricerca di impronte microbiche, la caratterizzazione delle comunità di Archaea e Batteri e lo studio dei possibili processi coinvolti nella formazione di questi rari speleotemi. Le indagini biologiche si rivolgeranno alla ricerca di comunità batteriche con capacità di precipitazione di fosfati allo scopo di studiare la fattibilità sul possibile utilizzo di questi speleotemi come fonti di isolamento dei batteri precipitanti fosfati per il recupero di fosfati da acque reflue domestiche e agricole per possibili applicazioni tecnologiche (ad esempio, fertilizzanti). L'identificazione mineralogica di questo tipo di speleotemi e i processi geochimici e biologici coinvolti nella loro formazione potrebbero far luce sugli ambienti chimici originari, e quindi essere utili per future ricostruzioni paleoambientali.
- Phosphate speleothems as markers of paleoenvironmental significance
The project aims to investigate in detail the mineralogical, crystallographic, chemical and microbiological features of phosphate speleothems formed in different geological contexts, as well as the physico-chemical settings in which the speleothems developed. The whole project will be carried out using a multi methodological approach. The mineral composition and crystallographic structure will be determined using X-ray diffraction with Rietveld's refinement, the mineral morphology and chemical analysis by SEM-EDS microprobe and the functional groups forming the minerals and the amorphous materials will be identified by IR and Raman spectroscopy. Particular attention will be focalized to distinguish the physico-chemical conditions in which carbonate-bearing apatites form because the minerals could give valuable clues to the cave micro-environment in which they grew. The main goal of the project is to use, for the first time, the clumped isotope technique for carbonate-bearing apatite speleothems to extract paleoenvironmental information. The biological investigation will be focused on the search for microbial imprints (microbial presences, traces, and aggregation structures within the matrix) by SEM-EDS. To unravel possible applications of the project, the biological investigations will also target the culturable bacterial community with phosphate precipitating abilities. Based on the number of isolates and crystal production abilities, a feasibility study will be conducted on the possible use of these speleothems as isolation sources of phosphate precipitating bacteria for the recovery of phosphate from domestic and agricultural wastewaters for possible technological applications (e.g., fertilizers). The mineralogical identification of this kind of speleothems and the geochemical and biological processes involved in their formation might shed light on the original chemical environments, and thus be useful for future paleo environmental reconstructions.

- Interazione tra processi superficiali e profondi lungo i margini di subduzione
I margini di subduzione, estesi dalla zona di forearc alle zone di backarc, mostrano una grande varietà di geometrie e stili di deformazione e regime sismotettonico. La loro evoluzione è stata messa in relazione alla all’evoluzione della superficie di interfaccia, ovvero megathrust, capace di liberare terremoti di grande magnitudo e tusnami. Nonostante importanza sociale di questi processi, esiste ancora poco accordo circa il processo che regola la meccanica della zone di subduzione. La finalità di questo progetto è comprendere l’influenza del clima e del trasferimento di sedimenti nella dinamica delle zone di subduzione. L’approccio si basa sul concetto che le zone di subduzione sono un sistema dinamico, in cui la variazione di uno dei parametri può avere ripercussioni sull’intero sistema e in cui i processi di superficie hanno uno stretto legame con i processi profondi. La metodologia che viene proposta è basata su analisi di aree chiave e la realizzazione di modelli analogici di laboratorio adatti alla simulazione di questi processi. Questo progetto consiste nello sviluppare modelli predittivi del comportamento dei margini di subduzione al variare delle condizioni climatiche e del trasferimento di sedimenti. A questo fine, verranno mese a confronto aree selezionate lungo il margine cileno quali la zona del Deserto di Atacama e la zona della Patagonia, dove le condizioni climatiche sono sensibilmente diverse. In queste aree sono disponibili un gran numero di dati che permettono di vincolare i processi superficiali e profondi. Questo tipo di vincoli verranno utilizzati per sviluppare e vincolare modelli laboratorio per simulare l’influenza del clima e dei sedimenti nella dinamica dei processi di subduzione
- Understanding the coupled surface-to mantle dynamics of subduction zones
Subduction zone margins, extending from forearc to back-arc region, show a variety of shapes, styles of deformation, and seismic regimes. Their evolution has been related to shear resistance along the subduction interface, a seismogenic megathrust capable to trigger the largest magnitude earthquakes and tsunami on Earth. Despite its societal and scientific importance, there is still limited agreement on the constitutive laws controlling the mechanics of the subduction interface. The aim of the project, is to investigate the impact of climate, surface processes and mass transfer as key parameters controlling the evolution of subduction zone margins. The approach is to evaluate, model, and understand the subduction zone margin as a coupled, dynamic system in which surface, tectonics, deep mantle processes and seismicity are connected. To tackle this interdisciplinary problem, we will use an innovative modelling and data integration program using a novel hybrid experimental and numerical methods. This will establish capabilities for studying the feedback between surface and deep processes at subduction zone margins (or any margin) in a fully dynamic, 3-D, and quantitative way. The project will focus on the impact of climate, bridging the long-term with catastrophic mass wasting events, and investigating the megathrust shear strength variation from geological to seismic time-scales. The challenge is to provide a predictive model of margin evolution at scales from individual crustal faulting to entire subduction zones. The success of the project relies on the iterative feedbacks between modelling and validation at well-documented natural laboratories where is possible to quantifying mass fluxes and changes on forearc geometry over a wide range of spatial-temporal scales. One of the focus regions will be Chile, where we have the transition from erosive margin to accretionary margin to the south.

- Caratterizzazione delle proprietà fisiche della crosta continentale sulla base dell’attenuazione delle onde sismiche.
I processi dinamici della crosta continentale dipendono dal suo comportamento reologico che è regolato dalle sue condizioni fisiche (i.e. temperatura e composizione). Gli studi sismici forniscono l’informazione più dettagliata sulla struttura fisica della crosta. Le velocità delle onde sismiche non sono comunque molto sensibili alla presenza di fluidi e di fusione parziale, ed i modelli globali della crosta sono basati principalmente su studi di onde compressionali. L’attenuazione delle onde sismiche, d’altra parte, è molto più sensibile alle condizioni fisiche della crosta e fornisce informazioni anche su altre proprietà di trasporto, quali la conducibilità elettrica e la reologia della crosta. Proponiamo qui di basarci su un approccio interdisciplinare sviluppato di recente dal nostro gruppo (vedi pubblicazioni incluse). In particolare, miriamo a mappare, ad una risoluzione mai ottenuta prima, la struttura di velocità (VS) e di attenuazione (QS) delle onde di taglio a scala globale (utilizzando USarray, Alparray e tutte gli altri network sismici disponibili) e di ricavarne le implicazioni per quanto riguarda i) le proprietà reologiche della crosta, ii) la profondità della transizione fragile-duttile ed iii) i meccanismi fisici che governano l’attenuazione sismica sia nella parte fragile che in quella duttile della crosta. I nostri risultati potranno chiarire il ruolo (e la presenza) dei fluidi nella crosta e permetteranno di comprendere meglio i processi geodinamici che creano e modellano la crosta continentale.
- Physical characterization of global continental crust from seismic attenuation
The dynamics processes of the continental crust depend on its rheological behavior which is regulated by its physical conditions in terms of temperatures and composition. Seismic studies provide the best constraint on the crustal physical structure. Seismic velocities, however, are not very sensitive to fluids and melts and global models are mostly based compressional-wave studies. The attenuation of seismic waves, on the other hand, is much more sensitive to the physical conditions of the crust and provides information also on other transport properties, such as electrical conductivity and rheology of the crust. Here we propose to build upon our recent efforts to study the crust with an interdisciplinary approach (see references attached). In particular, we aim at mapping, at unprecedented resolution, the shear velocity (VS) and attenuation (QS) crustal structure on a global scale (using USarray, Alparray and all available dense arrays of seismic broadband stations around the world) and to draw inferences on i) current rheological properties of the crust, ii) on the brittle-to-ductile transition (BDT) depth and iii) on the physical mechanisms governing seismic attenuation both in the brittle than in the ductile part of the crust. Our results may shed light on the presence and role of fluids and melts in the crust and will help to understand geodynamic processes of crustal formation and evolution.

- Dinamiche eruttive dei magmi peralcalini dell’isola di Pantelleria.
Il Progetto di ricerca, della durata di tre anni, verte sullo studio e sull’ analisi critica delle dinamiche eruttive delle rioliti peralkaline dell’isola di Pantelleria, e ha lo scopo di analizzare e quantificare i peculiari meccanismi eruttivi delle pantelleriti e comenditi. Tali magmi infatti, a fronte di una viscosità di circa 2 -3 ordini di grandezza inferiore rispetto alle rioliti calcoalcaline, sono in grado di raggiungere le condizioni di frammentazione fragile e produrre eruzioni pliniane di proporzioni devastanti, ma allo stesso tempo generare eruzioni stromboliane di bassa intensità, quest’ultime più tipicamente associate a magmi mafici. Tale progetto comprenderà: 1) indagini delle caratteristiche deposizionali dei depositi e analisi della variabilità tessiturale e composizionale della componente juvenile; 2) studio delle proprietà reologiche del magma e della cinetica di cristallizzazione; 3) analisi dei tempi di residenza in camera magmatica e di risalita lungo il condotto tramite profili di concentrazione degli elementi maggiori e in traccia dei cristalli; 4) simulazioni di dinamica di condotto a partire dai risultati delle analisi effettuate. Il Progetto è dedicato a studenti con un forte background in vulcanologia fisica e petrologia con spiccato interesse per lo studio di terreno, di laboratorio e sperimentale.
- Eruptive dynamics of peralkaline magmas from Pantelleria Island
The project will be focused on the investigation of the eruption dynamics of peralkaline rhyolites from Pantelleria, in order to understand how these magmas, whose volatile-free melt viscosity is 2 to 3 orders of magnitude lower than that of calcalkaline rhyolites, are nevertheless able to reach fragmentation and produce caldera forming plinian eruptions of devastating proportions, but also effusive to low-intensity strombolian eruptions, these latter more typical of mafic magmas. The study will comprise: (i) analyses of the depositional features of the deposits together with compositional and textural variability of the juvenile component; (ii) experimentally-derived magma rheological properties and crystallization kinetics; (iii) major and trace elements concentration profiles in phenocrysts; (iv) modeling of the selected eruption by the combination of all the analyses carried out, of original depth and volatile content via chemical analyses and melt inclusions, magma chamber residence time and ascent velocity (diffusion profile and textural data), rheological variation as a function of temperature, water content, crystallisation and strain rate. The project would suit a student with a strong background in physical volcanology and petrology and interests in field, laboratory and experimental work.

- Indagine strutturale e sismologica del caldera unrest
Il modo in cui si attivino le risorgenze nelle caldere è una questione ancora irrisolta, necessità primaria per comprendere e valutare il rischio vulcanico. Questo progetto si concentra sulla definizione di strutture e processi in alcune caldere risorgenti durante specifici periodi di unrest attraverso un'analisi congiunta di dati sismologici e vulcanologici. Lo studio verrà applicato all'isola di Vulcano e alla caldera dei Campi Flegrei, due esempi paradigmatici di vulcani pericolosi. I dati sismologici raccolti dagli array permanenti e temporanei verranno analizzati per svelare l'evoluzione dei processi magmatici e idrotermali e inseriti in uno scenario evolutivo 4D, finalizzato alla definizione di rischio a breve termine.
- Structural and seismological investigation of caldera unrest
How the activity resurges in calderas is a still unresolved issue, primary need for understanding and evaluating volcanic hazard. This project focuses on the definition of structures and processes at some resurgent calderas during specific periods of unrest from a joint analysis of seismological and volcanological data. Applications will be done at Vulcano island and at Campi Flegrei caldera, two paradigmatic examples of hazardous volcanoes. Seismological data collected by permanent and temporary arrays will be analyzed to unravel the evolution of magma-related and hydrothermal processes and inserted in an evolutive 4D scenario, finalized to the definition of short-term hazard

- TEMATICA GENERICA DEL DOTTORATO
- Generic PhD topic

Il candidato sceglierà una tematica in fase di presentazione della candidatura on line



Procedura concorsuale

Valutazione titoli La valutazione dei titoli riguarda il percorso formativo universitario, gli eventuali ulteriori percorsi formativi, le esperienze professionali e di ricerca, più eventuali pubblicazioni scientifiche. La valutazione è in trentesimi.
The evaluation of qualifications concerns the university training course, any further training courses, professional and research experiences, plus scientific publications The evaluation is out of thirty.
Prova orale La Commissione Giudicatrice valuterà l'attitudine alla ricerca di ogni singolo candidato ammesso a sostenere la prova orale. Oltre a domande specifiche inerenti la tematica di ricerca per la quale il candidato ha presentato domanda, verranno discussi il progetto di ricerca e i titoli presentati.
The Selection Committee will evaluate the aptitude for research of each individual candidate admitted to take the oral exam. In addition to specific questions relating to the research topic for which the candidate has applied, the research project and other qualifications will be discussed.

Recapiti e ulteriori informazioni (validi per il dottorato e per tutti gli eventuali curricola)

Informazioni e recapiti E-mail: dottorato.scienze@uniroma3.it Sito web: http://scienze.uniroma3.it/dottorato/2020/scienze-della-terra-dott507/
Eventuali ulteriori informazioni

Curriculum studiorum

data e voto di laurea (obbligatorio)
elenco degli esami sostenuti per la laurea MAGISTRALE e relative votazioni (obbligatorio)
elenco cronologico di Borse di studio, Assegni di ricerca (et similia) percepiti
Diplomi/certificati di conoscenza lingue estere
Diplomi/attestati di partecipazione di corsi universitari post-lauream
Attestati di partecipazione a gruppi di ricerca
Attestati di partecipazione a stage
Altri riconoscimenti (p. es.: premiazione in concorsi, seconda laurea)

Ulteriore documentazione richiesta ai candidati

progetto di ricerca Obbligatorio
prima lettera di presentazione (a cura di un docente) Obbligatorio
seconda lettera di presentazione (a cura di un docente) Non obbligatorio
elenco delle pubblicazioni Non obbligatorio
descrizione delle precedenti esperienze di ricerca Non obbligatorio
lettera di motivazione con scelta del curriculum (a cura del candidato) Obbligatorio

Competenza linguistica richiesta ai candidati

Il candidato dovrà obbligatoriamente conoscere le seguenti lingue:
INGLESE


Procedura riservata per stranieri

Procedura concorsuale

Valutazione titoli La valutazione dei titoli riguarda il percorso formativo universitario, gli eventuali ulteriori percorsi formativi, le esperienze professionali e di ricerca, più eventuali pubblicazioni scientifiche. La valutazione è in trentesimi, descrittivo
The evaluation of qualifications concerns the university training course, any further training courses, professional and research experiences, plus any scientific publication-. The evaluation is out of thirty,
Prova orale La Commissione Giudicatrice valuterà l'attitudine alla ricerca di ogni singolo candidato ammesso a sostenere la prova orale. Oltre a domande specifiche inerenti la tematica di ricerca per la quale il candidato ha presentato domanda, verranno discussi il progetto di ricerca e i titoli presentati.
The Selection Committee will evaluate the aptitude for research of each individual candidate admitted to take the oral exam. In addition to specific questions relating to the research topic for which the candidate has applied, the research project will be discussed and titles presented.

Recapiti e ulteriori informazioni (validi per il dottorato e per tutti gli eventuali curricola)

Informazioni e recapiti E-mail: dottorato.scienze@uniroma3.it Sito web: http://scienze.uniroma3.it/dottorato/2020/scienze-della-terra-dott507/
Eventuali ulteriori informazioni

Curriculum studiorum

data e voto di laurea (obbligatorio)
elenco cronologico di Borse di studio, Assegni di ricerca (et similia) percepiti
Diplomi/certificati di conoscenza lingue estere
Diplomi/attestati di partecipazione di corsi universitari post-lauream
Attestati di partecipazione a gruppi di ricerca
Attestati di partecipazione a stage
Altri riconoscimenti (p. es.: premiazione in concorsi, seconda laurea)

Ulteriore documentazione richiesta ai candidati

progetto di ricerca Obbligatorio
prima lettera di presentazione (a cura di un docente) Obbligatorio
seconda lettera di presentazione (a cura di un docente) Non obbligatorio
elenco delle pubblicazioni Non obbligatorio
descrizione delle precedenti esperienze di ricerca Non obbligatorio
lettera di motivazione (a cura del candidato) Obbligatorio

Competenza linguistica richiesta ai candidati

Il candidato dovrà obbligatoriamente conoscere le seguenti lingue:
INGLESE


Roma, 20 luglio 2022



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