CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA Sede: Dipartimento di Geoscienze, via Gradenigo 6, 35131 Padova http://147.162.117.100/geoscienze/dottorato/home Coordinatore: Prof. Massimiliano Zattin, tel +39-049 827 9186, [email protected] Segreteria Didattica: Sig.a Angela de Falco, tel +39-049 827 9114, [email protected] Verbale Collegio dei Docenti 20-11-2014 Docenti presenti: Claudia Agnini, Gilberto Artioli, Giorgio Cassiani, Andrea D’Alpaos, Giulio Di Toro, Andrea Marzoli, Claudio Mazzoli, Fabrizio Nestola, Giorgio Pennacchioni, Nereo Preto, Nicola Surian, Dario Visonà, Dario Zampieri, Massimiliano Zattin Docenti assenti giustificati: Bernardo Cesare, Paolo Fabbri, Matteo Massironi, Paolo Nimis, Domenico Rio, Cristina Stefani. Il Collegio Docenti si riunisce alle 17.00 presso l’Aula Arduino del Dipartimento di Geoscienze. OGGETTO 1: Attribuzione tutori dottorandi XXX° ciclo Il Coordinatore illustra al Collegio i nominativi dei vincitori del concorso per il XXX° Ciclo e le relative proposte di progetti. Vengono quindi assegnati i tutori secondo il seguente elenco. - Chiara Anzolini: prof. Fabrizio Nestola - Alberto Ceccato: prof. Giorgio Pennacchioni - Matteo Demurtas: prof. Giulio Di Toro - Giuseppa Forte: dott. Nereo Preto - Silvia Salvini: prof. Claudio Mazzoli - Elisa Savignano: prof. Massimiliano Zattin - Anna Traforte: prof. Dario Zampieri OGGETTO 2: Approvazione ammissione anni successivi Il Coordinatore introduce la discussione sulle presentazioni annuali dei dottorandi. Il parere condiviso è che, in generale, gli studenti hanno mostrato una buona capacità espositiva e i risultati della maggior pare dei singoli progetti sono di qualità. Il Collegio approva quindi l’ammissione all’anno successivo dei seguenti dottorandi: XXVIII Ciclo - Laura Agostini - Laura Brivio - Caterina Canovaro - Chiara Coletti - Giorgia Dalla Santa - Matteo Maron CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA - Giorgia Moscon Marcella Roner XXIX Ciclo - Stefano Aretusini - Laura Busato - Simone Fiaschi - Alvise Finotello - Luigi Germinario - Margherita Righini - Luca Toffolo - Valerio Vivaldi - Mariachiara Zaffani OGGETTO 3: Ammissione all’esame finale Alla luce delle presentazioni dei candidati all’esame finale, il Collegio approva la loro ammissione formulando i seguenti giudizi: Ada Castelluccio La dott.ssa Ada Castelluccio ha sviluppato nei tre anni di dottorato un progetto di ricerca che aveva come finalità principale la definizione dell’evoluzione tettonica della catena dei Carpazi. Tale progetto ha visto l’utilizzo di diverse metodologie, a partire da un intenso lavoro di campagna mirato al riconoscimento delle strutture tettoniche. La dott.ssa Castelluccio ha quindi svolto un periodo di ricerca di cinque mesi presso l’azienda inglese Midland Valley, dove ha potuto impadronirsi dei software e delle tecniche per la costruzione di sezioni bilanciate. Successivamente, la dott.ssa Castelluccio si è recata presso l’University of Texas dove ha collaborato alla messa a punto di un nuovo software in grado di ricostruire l’evoluzione del campo termico in un sistema in deformazione. Questi software sono stati quindi utilizzati per analizzare il database di dati termocronologici ottenuto nell’area in esame. L’elaborazione dei dati ha portato alla formulazione di un modello geodinamico innovativo, in grado di conciliare l’evoluzione paleogeografica e tettonica con la dinamica delle placche. Nel complesso, la Dott.ssa Castelluccio ha mostrato buona propensione alla ricerca, applicandosi con metodo e mostrando ottima autonomia sia nella gestione della stessa che negli ambiti delle collaborazioni intraprese. I risultati ottenuti in tale ambito risultano pertanto originali e di indubbio interesse scientifico. Tali risultati sono stati presentati a vari congressi e sono in parte pubblicati ed in parte sottomessi a riviste scientifiche internazionali (quattro articoli di cui due a primo nome). Il consiglio giudica molto soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Josè Bernardo Colmenares Angulo Il dott. Josè Colmenares ha condotto I suoi studi di dottorato in parte in parallelo ad altra attività di ricerca presso l’Italian Institute of Technology (IIT) di Genova. Questo ha comportato inevitabilmente un ritardo nello sviluppo del progetto che si è concretizzato nella proroga di un anno richiesta al termine del terzo anno del programma di ricerca (Novembre 2013). Il dott. Colmenares ha lavorato CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA ad un progetto di ricerca con spiccate caratteristiche computazionali, mirato a sviluppare metodi di calcolo e relazioni costitutive che aiutino a spiegare, in modo quantitativo e sulla base di principi fisico-chimici alla micro-scala, la risposta in polarizzazione indotta di mezzi porosi (suoli, rocce) contenenti soluti in fase acquosa. Questo notevole lavoro si è articolato in due fasi parallele, distinte ma complementari, ovvero: (1) lo sviluppo di un codice di calcolo mirato alla risoluzione dell’equazione di Poisson-Boltzmann nel dominio del tempo ed in quello della frequenze, e su domini spaziali tridimensionali che rappresentino in modo accurato la distribuzione delle fasi (solido, soluzione acquosa, aria) presenti nel mezzo poroso. Si tratta quindi di un modello alla scala dei pori. L’equazione di Poisson-Boltzmann è in grado di riprodurre i meccanismi di polarizzazione indotta innescati nei mezzi porosi da una molteplicità di meccanismi, tra cui la polarizzazione alla MaxwellWagner e quella della membrana. Il tutto è stato sviluppato con successo in modo da generare curve di polarizzazione p.es. in funzione della frequenza che possono essere usati per verificare ipotesi alla micro-scala una volta comparati alle risposte misurate in laboratorio. (2) Lo sviluppo di un modello costitutivo fisicamente basato ma rappresentativo alla scala del campione (e quindi più grande della scala dei pori). Questo modello è basato su una combinazione dei vincoli fisici per mezzi multifase così come definiti dai limiti di Hashin-Shtrikman. In questo complesso programma di ricerca, il dott. Colmenares ha dimostrato una buona capacità critica associata ad un sufficiente impegno seppur distribuito su quattro anziché su tre anni. Il dott. Colmenares ha spiccate attitudini per risolvere problematiche complesse dal punto di vista computazionale, con una specifica sensibilità per le problematiche in Scienze della Terra. Il consiglio giudica soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Gregorio Dal Sasso Il Dr. Gregorio Dal Sasso ha svolto nei tre anni di dottorato una attività di ricerca focalizzata sulla caratterizzazione chimico-fisica, mineralogica e geochimica di resti umani provenienti dagli scavi archeologici del sito di Al Khiday, Khartoum, Sudan svolti dagli archeologi del progetto El Salha (Donatella Usai, Sandro Salvatori). Gli scheletri della necropoli rappresentano l'unico caso di reperti completi che coprono con continuità l'intero Olocene ed includono le prime popolazioni della Valle del Nilo. I resti pongono interessanti problemi di tipo mineralogico strutturale e diagenetico, dovuti principalmente alle variate condizioni climatiche dell'area sahariana e sub-sahariana da umide a desertiche. L'obiettivo della ricerca è quello di identificare e quantificare i processi diagenetici che hanno interessato i resti ossei, al fine di interpretare la successione cronologica e stratigrafica delle deposizioni, la loro interazione con l'ambiente ed il clima, nonchè aiutare la preparazione dei campioni per la datazione diretta dei reperti mediante 14C. Durante il periodo di dottorato il Dr. Dal Sasso ha acquisito notevole preparazione ed esperienza sulle tecniche di studio e sulla interpretazione mineralogica della struttura, microstruttura e cristallochimica della bioapatite. Dal punto di vista strumentale il dottorando è completamente indipendente riguardo alle misure di caratterizzazione mediante microscopia ottica, microscopia elettronica a scansione, microsonda elettronica, misure in catodoluminescenza, diffrazione da polveri di raggi-X, spettroscopia FTIR e spettroscopia micro-Raman. Queste abilità sono state acquisite anche con periodi di misure e stages presso laboratori stranieri. Ha anche acquisito ed applicato in modo soddisfacente numerose metodiche di trattamento dati (analisi Rietveld) ed analisi statistica, giungendo ad intepretare i dati ottenuti in modo innovativo e personale. CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA Il consiglio giudica pienamente soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Sula Milani Nell’ambito del progetto di dottorato, la Dott.ssa Sula Milani ha focalizzato la propria attività di ricerca sullo studio di granati sintetici con composizioni simili a quelle che individuano nei granati inclusi nei diamanti naturali al fine di ottenere informazioni geobarometriche sulla formazione del diamante stesso. Nello specifico, la Sula Milani ha sintetizzato presso il Bayerisches Geoinstitut di Bayreuth gli end member grossularia (Ca3Al2Si3O12), uvarovite (Ca3Cr2Si3O12) e ottenuto piropo (Mg3Al2Si3O12), almandino (Fe3Al2Si3O12) ed una soluzione di composizione intermedia tra piropo e almandino (tutti campioni sintetici) dal Dr. Charles Geiger del’Università di Salisburgo. La Dr.ssa Milani ha quindi effettuato un gran numero di esperimenti di alta pressione e alta temperatura in situ sui campioni sopra descritti al fine di ottenere i coefficienti di compressibilità ed espansione termica da applicare su qualsiasi composizione intermedia in granati ritrovati come inclusioni nei diamanti. Tali proprietà termodinamiche infatti permettono di applicare il cosiddetto “metodo elastico” sulla coppia inclusione-diamante e determinare la pressione di formazione. Oltre alle attività di ricerca la Dr.ssa Sula Milani ha trascorso molti mesi all’estero principalmente presso il Bayerisches Geoinstitut (Germania) e presso l’Università di Muenster (Germania) dove ha potuto frequentare ufficialmente numerosi corsi. Nel complesso, la Dott.ssa Milani ha dimostrato di essere pronta per diventare una ricercatrice a tutti gli effetti, mostrando una grande autonomia ed un forte entusiasmo per la ricerca scientifica. Estremamente importante è oltretutto la sua capacità di lavorare in gruppo. I risultati ottenuti durante il suo dottorato di ricerca sono notevoli e costituiranno il punto di riferimento per numerosi studiosi nazionali ed internazionali. Oltre alle numerosi comunicazioni orali a congresso ha sottomesso un lavoro ISI a primo nome su Lithos che è in questo momento in revisione. Altre due lavoro su riviste ISI sono in fase di sottomissione. Il consiglio giudica molto soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Luca Penasa L'obiettivo del progetto di dottorato di Luca Penasa era quello di sviluppare tecniche di acquisizione in remote sensing di lunghe successioni stratigrafiche, sulle quali poi identificare cicli orbitali di lungo periodo (> 1 Myr). Come oggetto di questo studio è stata identificato l'intervallo Giurassico Paleogene del bacino Umbro-Marchigiano, quasi completamente composto di successioni calcareomarnoso-selcifere di mare profondo. I metodi di acquisizione previsti dal progetto comprendevano il laserscanner terrestre o Terrestrial LIDAR (TLS) e la fotogrammetria. Il candidato ha acquisito le competenze necessarie ad affrontare i problemi posti da questo progetto dapprima con corsi specifici in enti e università italiane, e poi in due soggiorni presso le università francesi di Paris-Est e Rennes. Per i fini del progetto, all'interno della successione umbro-marchigiana sono stati individuati alcuni intervalli utili a testare le problematiche dell'approccio in remote sensing all'acquisizione di serie stratigrafiche: un affioramento nel Calcare Massiccio (Giurassico inferiore) che è servito a testare la potenzialità del segnale RGB di un rilievo fotogrammetrico; una successione di Maiolica (Cretaceo inferiore) per la quale è stato sviluppato un metodo per quantificare il contenuto di selce; una successione di Scaglia Rossa paleogenica per la quale erano già disponibili un log litologico e dati CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA geochimici e biostratigrafici. Infine, si è identificata nella successione cretacea della Cava Vispi (Gubbio) la successione lunga che si intendeva ricavare. Luca Penasa ha acquisito dati in remote sensing da questi affioramenti scelti, e ha sviluppato metodi originali per la loro elaborazione in collaborazione con ricercatori di istituzioni italiane e straniere. Dai dati analizzati sono state ricavate serie litologiche (es. di abbondanza della selce, o di rapporto marna/calcare) che sono state in parte studiate dal punto di vista ciclostratigrafico, portando quindi a termine il progetto. La serie ricavata da Cava Vispi ha risoluzione e lunghezza adeguate per una indagine ciclostratigrafica che comprenda cicli orbitali a lungo periodo. Nel portare a termine il proprio progetto, Luca Penasa ha appreso e sviluppato metodi di acquisizione ed elaborazione di dati da remote sensing che sono allo stato dell'arte nell'ambito stratigrafico. Questa tematica è risultata quella a lui più congeniale, e in essa ha trovato la sua caratterizzazione. Il lavoro di ricerca è stato da lui affrontato in totale autonomia e con ingegno e originalità. In questo ha messo in luce una spiccata propensione alla ricerca. Ha avuto il ruolo di correlatore in tesi triennali, e ha ottenuto un finanziamento dal governo francese per un periodo di studio e ricerca in Francia. I suoi risultati sono stati presentati come poster e talk in congressi internazionali (EGU, AAPG) e ha pubblicato un lavoro come primo autore su una rivista scientifica di remote sensing di prima grandezza. Altre parti del suo lavoro porteranno a ulteriori pubblicazioni, al momento in fase di scrittura. Il consiglio giudica molto soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Marieke Rempe Gli obiettivi della tesi di dottorato di Marieke Rempe, la cui borsa è stata finanziata dalla Fondazione Ca.Ri.Pa.Ro., erano (1) la caratterizzazione delle microstrutture e dei minerali prodotti negli esperimenti e il loro confronto con i prodotti naturali per l’estrapolazione in natura dei processi chimico-fisici attivati in laboratorio; (2) l’identificazione dei meccanismi di indebolimento delle faglie in condizioni di deformazione cosismica in natura e negli esperimenti. Per raggiungere questi obiettivi Marieke Rempe ha applicato un approccio multidisciplinare mediante: (1) esperimenti che riproducono le condizioni di scivolamento sismico con apparati tipo rotary shear (laboratori del Dip. di Geoscienze, Univ. di Padova, dello JAMSTEC, Kochi, Giappone, e dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma), (2) studi microstrutturali latu-sensu (SEM, EPMA, analisi d'immagine, XRPD, spettroscopia microraman, etc.) di campioni di faglia naturali e sperimentali. Marieke Rempe ha concentrato le sue attività di ricerca su materiali granulari a composizione calcitica, sostanzialmente ubiquitari in faglie in carbonati. I risultati principali della sua ricerca riguardano i processi di localizzazione della deformazione e la formazione di aggregati calcitici in zone di faglia assolutamente simili ai prodotti naturali (obiettivi 1 & 2) e la prima evidenza sperimentale di pressurizzazione termica di fluidi di poro in materiali granulari in condizioni di deformazione cosismiche (obiettivo 2). Quest'ultimo è un meccanismo da lungo tempo invocato su base teorica ed estremamente difficile da verificare in laboratorio. I risultati delle sue ricerche sono stati pubblicati sul Journal of Structural Geology (Rempe et al., 2014) e in fase di elaborazione. Durante il periodo della tesi, Marieke Rempe ha mostrato un'eccellente capacità di imparare tecniche sperimentali (in particolare gli esperimenti effettuati in Giappone sono una vera sfida per lo sperimentatore!) e analitiche e applicarle in piena autonomia al problema scientifico di interesse. CORSO DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA TERRA Il consiglio giudica molto soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. Giulia Tessari L’Ing. Giulia Tessari ha svolto una ricerca sulla caratterizzazione e modellazione di processi geologici di instabilità attraverso l’utilizzo di tecniche di interferometria RADAR satellitare e simulazioni numeriche. In particolare ha verificato la possibilità di utilizzare le informazioni sulle deformazioni superficiali deducibili dall’interferometria per calibrare e verificare i risultati dei modelli numerici di instabilità, i quali forniscono informazioni sui meccanismi di innesco ed evolutivi delle instabilità stesse. I fenomeni presi in considerazione sono frane e sinkhole. Vista la formazione di tipo ingegneristico della dottoranda, la ricerca si è indirizzata verso un approfondimento metodologico delle tecniche considerate, che permettesse di sfruttare pienamente i dati di base a disposizione. Durante il suo percorso, la dottoranda ha acquisito un’ottima conoscenza delle basi dell’interferometria e ha raffinato quelle già in possesso sulle modellazioni numeriche. Attraverso periodi di tirocinio presso la SARmap sa, azienda svizzera leader mondiale nell'implementazione di sistemi di analisi dei dati RADAR, la dottoranda ha acquisito una piena conoscenza delle tecniche di processamento e ha contribuito al miglioramento degli strumenti di calcolo per il trattamento e l’interpretazione dei dati. I risultati ottenuti contribuiscono certamente ad un avanzamento delle conoscenze sulle tematiche affrontate e, inoltre, forniscono elementi utili per un impiego immediato per le attività di previsione e gestione dei fenomeni di instabilità. Per quanto riguarda i fenomeni franosi, la dottoranda ha dimostrato come è possibile, attraverso una attenta calibrazione dei fattori di input del processamento interferometrico, sfruttare pienamente il contenuto informativo dei dati RADAR ottenendo una chiara identificazione dei fenomeni in atto e della loro evoluzione spaziale e temporale. Per quanto riguarda i sinkhole, la dottoranda ha implementato un modello numerico di previsione e monitoraggio basato esclusivamente sul campo di deformazione misurabile attraverso l’interferometria, ponendo le basi per lo sviluppo di un efficace strumento di controllo dei territori affetti da tali fenomeni di instabilità. Il consiglio giudica soddisfacente l'attività svolta dal candidato ed esprime parere favorevole all'ammissione all'esame finale. OGGETTO 4: Richiesta nulla-osta Il dott. Alvise Finotello chiede di poter svolgere una collaborazione retribuita con l’Autorità di Bacino dei fiumi Isonzo, Tagliamento, Livenza, Piave, Brenta-Bacchiglione della durata di 8 settimane a partire dal 1 dicembre 2014. Vista la congruità di questa attività con il progetto di ricerca del dott. Finotello, il tutore, prof. Andrea D’Alpaos, ha dato parere positivo. Il Consiglio approva la richiesta all’unanimità. La riunione si conclude alle ore 18.00. Il Coordinatore della Corso di Dottorato Massimiliano Zattin Il Vice-coordinatore e segretario Fabrizio Nestola