Nell’ambito del progetto multidisciplinare “Coastal Salt Water Intrusion”, che si propone di indagare “l’Intrusione salina nella costa ravennate con i conseguenti impatti territoriali-ambientali, connessi al previsto innalzamento del livello marino per cause climatiche e di subsidenza”, si inserisce il presente studio con l’obiettivo di fornire una caratterizzazione idrogeochimica delle acque di falda e superficiali e un modello geochimico generale sui processi di salinizzazione o desalinizzazione in atto nella falda freatica costiera della costa ravennate. E’ stato fatto un confronto fra tre metodiche di estrazione del complesso di scambio della matrice solida dell’acquifero che utilizzano rispettivamente acetato di ammonio, cloruro di bario e argento-tiourea. Sono stati posizionati 5 transetti perpendicolari alla linea di costa per un totale di 44 punti di campionamento con due campagne di prelievi, al termine della primavera e al termine dell’estate. La caratterizzazione dei processi di mixing e scambio ionico con la matrice solida dell’acquifero è avvenuta mediante analisi dei cationi ed anioni fondamentali, determinazione della CEC sulla matrice solida dell’acquifero, modellizzazione mixing/scambio ionico, modellizzazione della composizione teorica della frazione scambiabile in funzione della composizione acqua all’equilibrio e interpolazione geostatistica dei dati raccolti e costruzione di mappe geochimiche (curve di iso-concentrazione). La metodologia di estrazione che utilizza il bario-cloruro è risultata la più affidabile. Le acque prelevate dalla falda superficiale evidenziano miscelazione in varie proporzioni acqua marina/acqua dolce, scambi ionici per interazione acqua/sedimento, dissoluzione di CaSO4.2H2O. I processi di salinizzazione e/o addolcimento mostrano una significativa variabilità nello spazio (variabilità legata alla distanza dalla costa, al profilo topografico e alla distribuzione dei corpi sabbiosi litoranei) e nel tempo (variabilità legata alla piovosità e alla gestione delle acque superficiali e del sottosuolo). La complessa variabilità spazio-temporale dei processi in atto nella falda superficiale non consente di evidenziare una complessiva prevalenza di fenomeni di salinizzazione rispetto a quelli di addolcimento. / The present study is inserted within the multidisciplinary project “Coastal Salt Water Intrusion” , that aims at investigating “the salt water intrusion in the ravennate coast with the consequent territorial-environmental impacts connected to the anticipated raising of the sea level for climatic and subsidence causes. Its objective is to show a hydrogeochemistry characterisation of the top freshwater and a general geochemistry model of the salinisation/refreshening. It is based on a comparison among three methods of extraction of the exchange complex of the aquiferous solid matrix, that respectively use ammonium acetate, barium chloride and silver-tiourea. Five perpendicular profiles to the line coast have been located for a total of 44 sampling points with two countries of collecting, and this at the end of spring and at the end of summer. The characterisation of the processes of mixing and ionic exchange with the aquiferous solid matrix took place through fundamental cations and anions analysis, mixing and ionic exchange modelling, theoretical composition of exchangeable fraction of the composition water to the equilibrium and geostatistic interpolation of the data collected with geochemistry maps construction (iso-concentration curves). The methodology of extraction that makes use of the barium-chloride results as the most reliable. The withdrawn waters to the top of the aquiferous show mixing in various proportions seawater/freshwater, ionic exchanges for water/sediment interaction, CaSO4.2H2O dissolution. The salinisation/refreshening process presents a meaningful variability in the space (a variability linked to the distance from the coast, to the topographical profile and the distribution of the coast sandy bodies) and in the time (a variability linked to the rainfall and the management of the superficial and subsoil waters). The complex variability space-storm of the trials in action at the top of the aquiferous doesn’t allow to underline a general prevalence of salinisation phenomena in comparison to those of refreshening.

Longstanding debates concerning the origin of the Kess Kess Emsian carbonate mounds exposed at Hamar Laghdad Ridge (eastern Anti-Atlas, Morocco) centre around the processes that induced precipitation of carbonate mud and the preservation of steep morphologies. Although in the last years an origin related to hydrothermalism seemed to be more likely, to date the Kess Kess are still considered controversial vent deposits. This study combines in updated research review information from previous work and new detailed field observations coupled with new analytical results to define a consistent framework and some new insight of current knowledge about the origin of these mounds. We obtain a complete minero-petrographic and palaeobiological data set and a detailed geochemical characterization of the different lithologies and facies of the Hamar Laghdad stratigraphic succession, including mounds, and we compared the results with the data from Maïder Basin mounds (Anti-Atlas, Morocco). Our data support the hydrothermal model proposed for the genesis and development of the Kess Kess mounds. The mechanisms linked to the mounds formation and growth are discussed in the light of the new finding of fluid-sediment interaction within a scenario driven by late magmatic fluids circulation. Conical mounds and other fluids related morphologies were also reported from Crommelin crater area (Arabia Terra, Mars). These mounds consist in meter-sized conical buildups hosted in the Equatorial Layered Deposits (ELDs) deposed during a regional groundwater fluid upwelling. Geometries and geological conditions that might have controlled the development of such morphologies were discussed. According to our data the morphological and stratigraphical characteristics of Crommelin area mounds are most consistent with a formation by fluids advection. Then we compare terrestrial and Martian data and examine the geological settings of hydrothermal mound occurrences on Earth in order to describe potential target areas for hydrothermal structures on Mars. / Da quando sono stati descritti per la prima volta i mound conici (Kess Kess) affioranti nello Hamar Laghdad (Anti-Atlante, Marocco), hanno ricevuto interpretazioni discordanti. Sebbene attualmente sembri assodata una dipendenza dalla circolazione di fluidi idrotermali, la loro origine rimane problematica e sono pertanto ambiguamente definiti depositi di vent. Questo progetto ha come obiettivo principale quello di fornire nuove evidenze della genesi dei Kess Kess e della loro interazione con fluidi idrotermali. A questo scopo è stata prodotta una dettagliata descrizione minero-petrografica, paleobiologica e geochimica di tutta la successione stratigrafica corrispondente ai Kess Kess. I dati ottenuti sono stati confrontati con quelli provenienti da mound analoghi ai Kess Kess affioranti nel Maïder Basin per il quali è stata proposta un’origine non legata ad idrotermalismo. I dati in nostro possesso hanno confermato l’influenza di fluidi idrotermali durante la formazione dei Kess Kess e, come previsto, il fattore che controlla la circolazione di fluidi all’interno dei sedimenti è risultato essere un corpo vulcanico alla base dello successione stratigrafica. In una seconda fase della ricerca sono stati descritti alcuni mound conici scoperti di recente Marte nell’area del cratere Crommelin (Arabia Terra). Questi corpi conici sono stati individuati all’interno dei così detti Equatorial Layered Deposits (ELDs) per i quali da tempo è stata suggerita un’origine legata a risalita di fluidi. I risultati ottenuti dalla descrizione di dettaglio dei mound e delle altre morfologie confermano la risalita di fluidi localizzata nelle depressioni costituite dai crateri da impatto come Crommelin. Questa risalita di fluidi oltre ad avere generato i mound e le altre morfologie descritte ha influenzato la geometria dei sedimenti all’interno dei crateri. Il confronto fra mound terrestri e marziani e lo studio di dettaglio di particolari contesti geologici sulla Terra ha permesso di ipotizzare potenziali aree affette da risalita di fluidi su Marte.

Throughout the alpine domain, shallow landslides represent a serious geologic hazard, often causing severe damages to infrastructures, private properties, natural resources and in the most catastrophic events, threatening human lives. Landslides are a major factor of landscape evolution in mountainous and hilly regions and represent a critical issue for mountainous land management, since they cause loss of pastoral lands. In several alpine contexts, shallow landsliding distribution is strictly connected to the presence and condition of vegetation on the slopes. With the aid of high-resolution satellite images, it's possible to divide automatically the mountainous territory in land cover classes, which contribute with different magnitude to the stability of the slopes. The aim of this research is to combine EO (Earth Observation) land cover maps with ground-based measurements of the land cover properties. In order to achieve this goal, a new procedure has been developed to automatically detect grass mantle degradation patterns from satellite images. Moreover, innovative surveying techniques and instruments are tested to measure in situ the shear strength of grass mantle and the geomechanical and geotechnical properties of these alpine soils. Shallow landsliding distribution is assessed with the aid of physically based models, which use the EO-based map to distribute the resistance parameters across the landscape. / In tutto l'arco alpino, le frane superficiali rappresentano un rischio estremamente attuale che ogni anno causa ingenti danni alle infrastrutture, alle proprietà e, nei casi più tragici, provocano perdite umane. Le frane superficiali rappresentano un importante fattore di evoluzione del paesaggio alpino in quanto provocano perdita di suolo e modificano quindi la distribuzione dei terreni adibiti al pascolo. L'analisi dei meccanismi di innesco delle frane superficiali e la loro distribuzione, deve essere condotta partendo da una profonda conoscenza dei parametri geomeccanici che caratterizzano il suolo e soprassuolo. Nell'area di studio, un bacino montano situato tra i 1900 e i 2400 m s.l.m., la maggior parte dei versanti è ricoperta da un fitto manto erboso, il Nardetum; questa copertura vegetale tuttavia, presenta degli evidenti pattern di degradazione, causati dall'intesa attività pastorizia. Nelle zone in cui il manto erboso è danneggiato, le resistenze calano drasticamente, aumentando quindi la vulnerabilità al franamento superficiale. L'obiettivo di questo lavoro è quello di combinare la suddivisione del territorio, fatta attraverso tecniche di classificazione automatica delle immagini satellitari alle proprietà geomeccaniche e geotecniche delle diverse coperture. La caratterizzazione di queste proprietà del suolo e soprassuolo è stata condotta utilizzando sia strumenti e metodi tradizionali, sia tecniche innovative e strumenti sperimentali. Infine per studiare la distribuzione delle frane superficiali, i dati raccolti in campagna e suddivisi nelle diverse classi di copertura, sono stati inseriti in modelli di stabilità dei versanti.

Thrust fault-related folds in carbonate rocks are characterized by deformation accommodated by different structures, such as joints, faults, pressure solution seams, and deformation bands. Defining the development of fracture systems related to the folding process is significant both for theoretical and practical purposes. Fracture systems are useful constrains in order to understand the kinematical evolution of the fold. Furthermore, understanding the relationships between folding and fracturing provides a noteworthy contribution for reconstructing the geodynamic and the structural evolution of the studied area. Moreover, as fold-related fractures influence fluid flow through rocks, fracture systems are relevant for energy production (geothermal studies, methane and CO2 , storage and hydrocarbon exploration), environmental and social issues (pollutant distribution, aquifer characterization). The PhD project shows results of a study carried out in a multilayer carbonate anticline characterized by different mechanical properties. The aim of this study is to understand the factors which influence the fracture formation and to define their temporal sequence during the folding process. The studied are is located in the Cingoli anticline (Northern Apennines), which is characterized by a pelagic multilayer characterized by sequences with different mechanical stratigraphies. A multi-scale analysis has been made in several outcrops located in different structural positions. This project shows that the conceptual sketches proposed in literature and the strain distribution models outline well the geometrical orientation of most of the set of fractures observed in the Cingoli anticline. On the other hand, the present work suggests the relevance of the mechanical stratigraphy in particular controlling the type of fractures formed (e.g. pressure solution seams, joints or shear fractures) and their subsequent evolution. Through a multi-scale analysis, and on the basis of the temporal relationship between fracture sets and their orientation respect layering, I also suggest a conceptual model for fracture systems formation. / Le anticlinali carbonatiche presentano un’intensa fratturazione indotta dalla deformazione durante il piegamento. Caratterizzare e comprendere lo sviluppo dei sistemi di fratture collegati al processo plicativo risulta essere di notevole interesse sia da un punto di vista scientifico che applicativo. I sistemi di fratture forniscono un contributo fondamentale per la comprensione dell’evoluzione cinematica della pieghe, inoltre, la comprensione delle relazioni tra sistemi di fratture e pieghe può contribuire a definire l'evoluzione strutturale dell'area di studio. Da un punto di vista applicativo è ormai noto come i sistemi di fratture incidono enormemente sulla circolazione dei fluidi. Di conseguenza la loro definizione trova un'applicazione importante nel settore energetico (flussi geotermici, stoccaggio gas e CO2, esplorazione petrolifera), ambientale (dispersione di inquinanti nel sottosuolo), e sociale (caratterizzazione degli acquiferi ecc.). La tesi di Dottorato presenta uno studio sull’analisi e la caratterizzazione di sistemi di fratture in un’anticlinale carbonatica caratterizzata da un multistrato con diverse caratteristiche meccaniche. Il progetto di Dottorato si pone l’obiettivo di comprendere i fattori che maggiormente influenzano le proprietà dei sistemi di fratture e di definire la loro evoluzione nel tempo. A tal fine è stata analizzata l’anticlinale di Cingoli (Appennino settentrionale) che espone una serie di interessanti affioramenti in calcari pelagici. Attraverso analisi a diverse scale di osservazione sono stati quindi caratterizzati i sistemi di fratture in affioramenti posizionati lungo tutta l’anticlinale e in diverse posizioni strutturali. Nel lavoro è stato osservato e discusso come la posizione strutturale e soprattutto la stratigrafia meccanica influiscono sulla formazione dei sistemi di fratture. In particolare è stato osservato come i modelli proposti in letteratura sintetizzano e schematizzano bene l’assetto geometrico di alcune fratture osservate a Cingoli. In questo lavoro, però, si è evidenziato come la stratigrafia meccanica ha un ruolo decisivo soprattutto per quanto riguarda la tipologia meccanica di fratture.

Five manhole models, three composed of brick and two composed of concrete, were created in the laboratory with the goal of simulating existing manholes in the field that have been deteriorated by stress and corrosion. The samples were rehabilitated using three different liners: a plastic polyurea spray-on liner applied to a brick manhole, an HDPE slip liner (grouted in place) applied to a brick and concrete specimen, and a calcium aluminate grout applied to a brick and concrete specimen. Each sample was tested under axisymmetric pressure in the hoop compression cell, simulating horizontal effective stresses that act on a manhole in a radially symmetric manner. At 500 kPa, minimal radial deflections were observed with no notable damage to any specimen. Each specimen was then tested in a diametrically opposed 2-point loading setup to test the manhole in bending which may be induced to on a structure in the field by surface activity or adjacent excavation. The sample rehabilitated with the plastic spray-on liner behaved in a ductile manner, yielding at the lowest strength. The samples rehabilitated with the calcium aluminate grout exhibited high peak strengths, but yielded in catastrophic failure at small deformations. The samples repaired with the HDPE slip liner also produced high peak strengths with the grout component yielding in brittle failure, but residual strengths mobilized in the HDPE liner prevented total collapse of the samples. Although all of the liners tested present viable rehabilitation solutions within the prescribed deformation limits, the HDPE slip liner is the preferred method of treatment solely based on considerations of strength and ductility; practical considerations of cost and constructability also need consideration. / Thesis (Master, Civil Engineering) -- Queen's University, 2007-09-21 12:14:38.983

The Variscan basement of Northern Apennines (Northern Italy) is a polymetamorphic portion of continental crust. This thesis investigated the metamorphic history of this basement occurring in the Cerreto Pass, in the Pontremoli well, and in the Pisani Mountains. The study comprised fieldwork, petrography and microstructural analysis, determination of the bulk rock and mineral composition, thermodynamic modelling, conventional geothermobarometry, monazite chemical dating and Ar/Ar dating of muscovite. The reconstructed metamorphic evolution of the selected samples allowed to define a long-lasting metamorphic history straddling the Variscan and Alpine orogenesis. Some general petrological issues generally found in low- to medium-grade metapelites were also tackled: (i) With middle-grade micaschist it is possible to reconstruct a complete P-T-D path by combining microstructural analysis and thermodynamic modelling. Prekinematic white mica may preserve Mg-rich cores related to the pre-peak stage. Mn-poor garnet rim records the peak metamorphism. Na-rich mylonitic white mica, the XFe of chlorite and the late paragenesis may constrain the retrograde stage. (ii) Metapelites may contain coronitic microstructures of apatite + Th-silicate, allanite and epidote around unstable monazite grains. Chemistry and microstructure of Th-rich monazite relics surrounded by this coronitic microstructure may suggest that monazite mineral was inherited and underwent partial dissolution and fluid-aided replacement by REE-accessory minerals at 500-600°C and 5-7 kbar. (iii) Fish-shaped white mica is not always a (prekinematic) mica-fish. Observed at high-magnification BSE images it may consist of several white mica formed during a mylonitic stage. Hence, the asymmetric foliation boudin is a suitable microstructure to obtain geochronological information about the shearing stage. (iv) Thermodynamic modelling of a hematite-rich metasedimentary rock fails to reproduce the observed mineral compositions when the bulk Fe2O3 is neglected or determined through titration. The mismatch between observed and computed mineral compositions and assemblage is resolved by tuning the effective ferric iron content by P-XFe2O3 diagrams.

Lo studio dei processi biogeochimici che avvengono all’interfaccia acqua-sedimento riveste grande importanza per comprendere quali fattori ambientali siano responsabili di un eventuale modifica nel bilancio del carbonio organico e di altri elementi maggiori o minori e può` fornire un' indicazione su quali siano le aree più sensibili a tali processi. In questo studio sono stati analizzati i meccanismi che guidano la mineralizzazione della sostanza organica in aree caratterizzate da differenti condizioni idrodinamiche, batimetriche e trofiche nel Mediterraneo centrale. In particolare sono state prelevate carote di sedimento e analizzate le acque interstiziali in siti localizzati nell'Adriatico centro-meridionale, caratterizzati da basse profondità, alti tassi di sedimentazione e elevati apporti di sostanza organica, e in siti localizzati nello Ionio centro-settentrionale, caratterizzati da profondità crescenti, minori tassi di sedimentazione e ridotti apporti fluviali. L'analisi dei processi di degradazione della sostanza organica evidenzia differenze regionali tra il bacino adriatico e quello ionico: processi di mineralizzazione ossica e subossica appaiono intensi nei sedimenti adriatici, diversamente il bacino ionico appare caratterizzato principalmente da processi di degradazione ossica della sostanza organica. Inoltre, relativamente ai flussi bentici di Carbonio Inorganico Disciolto (DIC) flussi inversi sono stati registrati nei due bacini: i sedimenti adriatici si comportano come sourse di DIC, mentre i sedimenti Ionici si comportano come dei sink di DIC suggerendo una possibile precipitazione di carbonati nel bacino ionico. / It is known that the burial of organic carbon (OC) in marine sediments is one of the major long-term sinks of reduced carbon on Earth and the long-term sink of particulate OC in marine sediments contribute to moderate atmospheric CO2 levels on geological time scales. For this reason several efforts have been made to understand early diagenetic zonation and evaluate the associated benthic fluxes. In this study we investigate the features controlling the early diagenetic processes in areas of different sedimentation in the central Mediterranean Sea. Sediments core were collected in 7 stations characterized by different bathymetry, hydrological setting and trophic conditions. Northern stations, located in the central and southern Adriatic depressions, are characterized by shallow depths, higher sedimentation rates and higher organic matter inputs. Southern stations, located in the Northern and Central Ionian Sea, are characterized by increasing depths, different provenances of terrigenous sediments, lower productivity, lower sedimentation rates and organic matter inputs. The early diagenesis processes recorded in the Adriatic and Ionian seas showed regional differences between the Adriatic and Ionian basins. Higher inputs of reactive organic matter promote a northern-southern and shallow-deep trend in Adriatic sediments. These sediments are characterized by oxic-suboxic degradation processes and a lowering of remineralization processes in accord with distance from terrestrial inputs is evident. In the Ionian basin the remineralization processes takes place mainly by means of oxic reactions. The inputs of reactive organic matter in this area are lower for the lower productivity of this basin and for the higher distance from fluvial inputs. However, inverse DIC fluxes occur, Adriatic sediments are a net source of DIC while Ionian sediments show a sink of DIC suggesting a possible precipitation of carbonate in the Ionian basin.

Oceanic islands can be divided, according to their origin, in volcanic and tectonic. Volcanic islands are due to excess volcanism. Tectonic islands are mainly formed due to vertical tectonic motions of blocks of oceanic lithosphere along transverse ridges flanking transform faults at slow and ultraslow mid-ocean ridges. Vertical tectonic motions are due to a reorganization of the geometry of the transform plate boundary, with the transition from a transcurrent tectonics to a transtensive and/or transpressive tectonics, with the formation of the transverse ridges. Tectonic islands can be located also at the ridge–transform intersection: in this case the uplift is due by the movement of the long-lived detachment faults located along the flanks of the mid-ocean ridges. The "Vema" paleoisland (equatorial Atlantic) is at the summit of the southern transverse ridge of the Vema transform. It is now 450 m bsl and it is capped by a carbonate platform 500 m-thick, dated by 87Sr/86Sr at 10 Ma. Three tectonic paleoislands are on the summit of the transverse ridge flanking the Romanche megatrasform (equatorial Atlantic). They are now about 1,000 m bsl and they are formed by 300 m-thick carbonate platforms dated by 87Sr/86Sr, between 11 and 6 Ma. The tectonic paleoisland “Atlantis Bank" is located in the South-Western Indian Ridge, along the Atlantis II transform, and it is today 700 m bsl. The only modern example of oceanic tectonics island is the St. Paul Rocks (equatorial Atlantic), located along the St. Paul transform. This archipelago is the top of a peridotitic massif that it is now a left overstep undergoing transpression. Oceanic volcanic islands are characterized by rapid growth and subsequent thermal subsidence and drowning; in contrast, oceanic tectonic islands may have one or more stages of emersion related to vertical tectonic events along the large oceanic fracture zones.

The purpose of this thesis is the atomic-scale simulation of the crystal-chemical and physical (phonon, energetic) properties of some strategically important minerals for structural ceramics, biomedical and petrological applications. These properties affect the thermodynamic stability and rule the mineral-environment interface phenomena, with important economical, (bio)technological, petrological and environmental implications. The minerals of interest belong to the family of phyllosilicates (talc, pyrophyllite and muscovite) and apatite (OHAp), chosen for their importance in industrial and biomedical applications (structural ceramics) and petrophysics. In this thesis work we have applicated quantum mechanics methods, formulas and knowledge to the resolution of mineralogical problems ("Quantum Mineralogy”). The chosen theoretical approach is the Density Functional Theory (DFT), along with periodic boundary conditions to limit the portion of the mineral in analysis to the crystallographic cell and the hybrid functional B3LYP. The crystalline orbitals were simulated by linear combination of Gaussian functions (GTO). The dispersive forces, which are important for the structural determination of phyllosilicates and not properly con-sidered in pure DFT method, have been included by means of a semi-empirical correction. The phonon and the mechanical properties were also calculated. The equation of state, both in athermal conditions and in a wide temperature range, has been obtained by means of variations in the volume of the cell and quasi-harmonic approximation. Some thermo-chemical properties of the minerals (isochoric and isobaric thermal capacity) were calculated, because of their considerable applicative importance. For the first time three-dimensional charts related to these properties at different pressures and temperatures were provided. The hydroxylapatite has been studied from the standpoint of structural and phonon properties for its biotechnological role. In fact, biological apatite represents the inorganic phase of vertebrate hard tissues. Numerous carbonated (hydroxyl)apatite structures were modelled by QM to cover the broadest spectrum of possible biological structural variations to fulfil bioceramics applications. / Scopo della presente tesi di dottorato è la simulazione su scala atomica delle proprietà cristallochimiche e fisiche di alcuni minerali di importanza strategica per applicazioni ceramiche strutturali, biomediche e petrologiche. Tali proprietà influenzano le caratteristiche di stabilità termodinamica e guidano fenomeni all’interfaccia minerale-ambiente, con importanti ricadute economiche, (bio)tecnologiche, petrologiche e ambientali. I minerali di interesse appartengono alla famiglia dei fillosilicati (talco, pirofillite e muscovite) e delle apatiti (idrossiapatite), scelti per la loro importanza in ambito industriale, biomedico e petrofisico. In questo lavoro di tesi abbiamo applicato metodi, formule e conoscenze della meccanica quantistica a problemi di natura mineralogica (“Mineralogica Quantistica”). L’approccio teorico scelto è la Density Fuctional Theory (DFT), adoperata insieme a condizioni periodiche al contorno per limitare la porzione di minerale in analisi alla sola cella cristallografica e al funzionale ibrido B3LYP. Gli orbitali cristallini sono stati simulati mediante una combinazione lineare di funzioni gaussiane (GTO). Le forze dispersive, importanti per la determinazione strutturale dei fillosilicati e non propriamente considerate dal metodo DFT puro, sono state incluse mediante una correzione semi-empirica. Inoltre, sono state calcolate le proprietà fononiche e meccaniche. L’equazione di stato, sia in condizioni atermiche, sia in un ampio intervallo di temperature, è stata ricavata mediante variazioni dei volumi di cella e approssimazione quasi-armonica. Alcune proprietà termo-chimiche dei minerali (capacità termiche isocora e isobara) sono state calcolate, in quanto di notevole importanza in ambito applicativo. Per la prima volta sono forniti grafici tridimensionali relativi a queste proprietà a diverse pressioni e temperature. L’idrossiapatite è stata studiata dal punto di vista strutturale e fononico per il ruolo ricoperto dal minerale in ambito biotecnologico. Infatti, l’apatite biologica rappresenta la fase inorganica dei tessuti duri degli organismi vertebrati. Sono stati realizzati numerosi modelli di (idrossi)apatite carbonatata per coprire il più ampio spettro di possibili variazioni strutturali biologiche per applicazioni bioceramiche.

Lo scopo di questa tesi di dottorato è la comparazione di metodi per redarre mappe della vulnerabilità degli acquiferi all’inquinamento. Sono state redatte le mappe di vulnerabilità dell’acquifero della conoide del Reno utilizzando i metodi parametrici SINTACS (Civita e De Maio, 1997) e DRASTIC (Aller et al., 1987). E' stato elaborato un modello tridimensionale del flusso tramite l'utilizzo del software di modellistica numerica FEFLOW. I risultati ottenuti sono stati confrontati con le mappe derivanti dall'appllicazione dei PCSM. E’ stato, inoltre, approfondito lo sviluppo di un modello inverso, che, partendo dalla distruzione del carico piezometrico, fornisce la distribuzione della conducibilità idraulica dell’acquifero.La conoscenza di questo parametro è, infatti, il punto di partenza per lo sviluppo di un nuovo metodo per la definizione della vulnerabilità basato sulla caratterizzazione dell'area di acquifero potenzialmente inquinabile rispetto ad uno sversamento in superficie di un inquinante.L’indice di vulnerabilità viene definito sulla lunghezza del cammino che un inquinante percorrere nell’arco di un anno.