Analysis of landslide Susceptibility and Tree Felling Due to an Extreme Event at Mid-Latitudes: Case Study of Storm Vaia, Italy

Storm Vaia on 29 October 2018, hit northeastern Italy and produced extensive damage in the immediacy of the event, including extensive tree felling in some places, as well as debris flow or earth flow landslides. This study aims to assess the susceptibility of the area following extreme events by evaluating the environmental criticality during strong winds and intense precipitation. Specifically, tree felling susceptibility due to wind and landslide susceptibility due mainly to precipitation were analysed by taking into consideration the geomorphological and environmental criticality of the areas under study. In particular, the area was modelled using fluid dynamics software, allowing an understanding of wind accelerations in relation to morphology, showing excellent agreement between the tree falls that occurred during the event and the areas with the highest wind gusts. With regard to landslides, an algorithm was prepared through GIS software that took into account the debris and earth flows that were activated during the extreme event in question, allowing the creation of a susceptibility map that delineated areas of high potential hazard. The final result is a landslide and tree-fall susceptibility map that determines the fragility of the territory during an extreme event. The procedures applied in the study area can be considered as a working method that allows critical values to be obtained for extreme events that can produce damage to the environment and beyond. It follows that this research also has an immediate application purpose by helping the political decision-maker in the choice of interventions to be implemented

A database of the coseismic effects following the 30 October 2016 Norcia earthquake in Central Italy

We provide a database of the coseismic geological surface effects following the Mw 6.5 Norcia earthquake that hit central Italy on 30 October 2016. This was one of the strongest seismic events to occur in Europe in the past thirty years, causing complex surface ruptures over an area of >400 km 2. The database originated from the collaboration of several European teams (Open EMERGEO Working Group; about 130 researchers) coordinated by the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. The observations were collected by performing detailed field surveys in the epicentral region in order to describe the geometry and kinematics of surface faulting, and subsequently of landslides and other secondary coseismic effects. The resulting database consists of homogeneous georeferenced records identifying 7323 observation points, each of which contains 18 numeric and string fields of relevant information. This database will impact future earthquake studies focused on modelling of the seismic processes in active extensional settings, updating probabilistic estimates of slip distribution, and assessing the hazard of surface faulting

Progettazione degli interventi di bonifica e ripristino ambientale dei siti inquinati

Il fenomeno della continua immissione di sostanze inquinanti e di rifiuti in genere nell’ambiente si sta tristemente proponendo all’attenzione di massa come uno dei maggiori problemi per un futuro sviluppo ecosostenibile del territorio nazionale e non solo. In particolare i siti inquinati rappresentano una delle principali emergenze ambientali dell’intera penisola italiana ed in particolare della Regione Marche, in virtù della consistente presenza nel territorio degli stessi, dei non trascurabili rischi di inquinamento, e soprattutto in virtù delle ingenti somme necessarie per bonificare in modo corretto tali siti, molto spesso in assenza di interventi da parte dei soggetti obbligati. Il DM 471/99, attuativo dell’art.17 del Dlgs 22/97 (il cosiddetto Decreto Ronchi), oltre a definire quando un sito risulta inquinato e soggetto quindi a bonifica, fornisce i criteri oggettivi per una corretta applicazione delle procedure dei siti inquinati. All’art.2 si legge: “Sito inquinato: sito che presenta livelli di contaminazione del suolo o del sottosuolo o nelle acque superficiali o nelle acque sotterranee tali da determinare un pericolo per la salute o l’ambiente. E’ inquinato il sito in cui anche una sola delle sostanze inquinanti ivi riscontrate risulta superiore ai valori limiti stabiliti nel presente D.M.”. Una corretta pianificazione ed esecuzione delle indagini costituisce, quindi, il presupposto fondamentale per la individuazione e la ricostruzione del modello concettuale del fenomeno di contaminazione, sia esso in atto che pregresso. In questo contesto che nell’a.a. 2001/02 è nato il Master Universitario di II livello in “Progettazione degli interventi di bonifica e ripristino ambientale dei siti inquinati”, attivato presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Camerino, in collaborazione con l’Ordine dei Geologi della Regione Marche. E’ motivo di soddisfazione elencare quali patrocinanti l’iniziativa, unica a carattere nazionale, il Ministero dell’Ambiente, la Regione Marche, l’Amministrazione Provinciale di Macerata, l’ARPA Marche, l’API di Falconara marittima, l’AQUATER di San Lorenzo in Campo, l’ENEA di Casaccia-CRE, la SIGEA, i Consigli Nazionali dei Geologi e dei Chimici. Con tale Master, in virtù della mancanza nel panorama professionale di una figura con le competenze fortemente a connotazione interdisciplinare di cui sopra, il Dipartimento di Scienze della Terra di Camerino si è prefisso lo scopo di formare professionisti esperti per una gestione completa di un progetto di bonifica di un sito inquinato, dalla caratterizzazione iniziale del sistema, alle successive indagini, fino alle fasi finali del disinquinamento. Il tutto perfettamente in linea con le direttive del DM. 471/99 che, all’art.4, comma 4, precisa l’iter tecnico-amministrativo con il criterio prevalente della “riduzione della movimentazione, il trattamento nel sito ed il riutilizzo del suolo e dei materiali di riporto sottoposti a bonifica”. Il Master universitario si propone sicuramente come il più valido e completo strumento per la formazione professionale in questo settore specifico della gestione dell’ambiente e del territorio, abbracciando competenze differenti nel campo della geologia e della chimica (principalmente), ma anche della biologia, della botanica, dell’ingegneria e delle scienze ambientali s.l. A differenza di altri corsi di aggiornamento o tematici su aspetti specifici e limitati del problema, in un periodo poi in cui la parola ambientale viene usata più o meno indiscriminatamente per valorizzare le iniziative sul territorio da parte di soggetti diversi, il Master universitario presenta dei requisiti ineguagliabili a livello qualitativo. Il Master, della durata complessiva di un anno e aperto ai laureati nelle discipline scientifiche, prevede un percorso formativo suddiviso in quattro moduli che sono articolati in lezioni frontali in aula e laboratorio, lezioni FAD off/line, visite a cantieri e stage finale, presso Strutture di ricerca, Impianti, Enti, ecc. A sottolineare l’elevata impronta specialistica ed il taglio professionale dato al Master è stata la realizzazione di giornate monotematiche dal contenuto fortemente tecnico e specialistico, tenute da esperti di Aziende del settore dei siti inquinati e del disinquinamento s.l., attraverso percorsi formativi che contemplano la descrizione di interventi specifici e/o la visite di aree a rischio, che porteranno sicuramente un contributo fondamentale alla formazione dei candidati. Analogamente molte Aziende ed Enti hanno manifestato la loro disponibilità ad accogliere gli iscritti al Master per il periodo di stage che hanno permesso una più efficace presa di coscienza delle problematiche da affrontare sia da un punto di vista prettamente tecnico che amministrativo; in particolare sono state conclusi accordi con: Sviluppo Italia del Ministero dell’Ambiente, il Corpo Forestale dello Stato – Direzione regionale di Ancona, Unione Petrolifera di Roma, Centro RicercAmbiente dell’Università di Camerino, Api di Falconara Marittima, ENEA di Casaccia-CRE, la Regione Marche, ARPA Marche, ARPA Veneto, Golder Associates di Torino, Proger di Pescara, ENSR di Milano, Petrolchimica di Rimini, Vaneco Valori Ambientali srl di Roma, Legambiente Marche, CAE di Ancona, ECOQuality di Spinetoli. Al termine del Master è stato rilasciato, dall’Università degli Studi di Camerino, un attestato di frequenza, con indicazione del profitto, previa verifica dell’apprendimento attraverso la discussione del progetto individuale realizzato durante lo stage ed il lavoro autonomo, da parte del Comitato Scientifico del Master. Tale attestato, con valore legale accademico, attribuisce anche 60CFU ai sensi della nuova riforma universitaria. Al fine di garantire una qualità sia scientifico-tecnica che didattica al Master stesso e quindi una formazione altamente professionale nonché amministrativa il Comitato Scientifico vede la partecipazione di esperti nel settore del disinquinamento. Tale Comitato Scientifico è così composto: Prof. Pucciarelli, Prof. G. Crema, (UNICAM); Dott.ssa Quercia (APAT); Dott. Busuoli (ENEA – Divisione TEIN); Dott. Petruzzelli (CNR di Pisa); Dott. Paoloni (ARPAM); Ing. Mezzadri (API); Ing. Battistelli, Dott. Crestaz, (ex AQUATER S.p.A.); Dott. Mariotti (Sviluppo Italia), Dott. Aglietto (Direttore scientifico rivista “Siti Contaminati”). Al Master, nelle tre edizioni finora svolte (a.a. 2001/02, 2002/03 e 2003/04), hanno partecipato oltre 70 studenti provenienti da diverse regioni italiane: di essi molti attualmente sono inseriti, a tempo indeterminato, in Aziende e/o Enti che operano nel settore del disinquinamento. In particolare, l’edizione del 2003/04 del Master, finanziato con i Fondi Sociali Europei, e che ha visto la partecipazione di 15 studenti più 4 studenti uditori, ha permesso l’attivazione di contratti a tempo determinato e/o assunzioni definitive a circa il 50% dei partecipanti, dimostrando, sia la crescente attenzione verso le tematiche del disinquinamento sia la necessità di avvalersi di personale altamente specializzato in settori tecnico-operativi multidisciplinari

La conca intramontana di Montelago: un esempio di Geopark nell'Appennino Umbro-Marchigiano

Nella conca di Montelago si riconoscono elementi geologic, geomorfologici, archeologici e storici di importante valenza ambientale e culturale. Questi elementi sono rappresentati da affioramenti rocciosi, morfologie caratteristiche e appartenenti a contesti climatici del passato, e da sicure testimonianze di frequentazioni dell' Età del Bronzo, del Ferro, di Epoca Romana e Medievale che hanno lasciato tracce significative nel paesaggio

Deep seated gravitational slope deformations in active tectonics areas of the Umbria-Marche Apennine (central Italy)

The present work illustrates three cases of deep-seated gravitational slope deformation (DSGSD) in an active tectonic area in the Umbro- Marchean Apennines. The area was affected by an intense seismic crisis that lasted eight months in 1997-98. The correct genetic attribution of the studied phenomena was possible only through the geomorphologic interpretation of numerous data acquired through geotechnical and geophysical surveys and instrumental monitoring. Two phenomena are found along the edge of the tectonic basin of Colfiorito, and the third is situated along the Chienti valley, at the foot of a wide versant on the left bank of the river. The studied phenomena involve the calcareous-marly and marly lithotypes of the «Umbria-Marche Sequence», affected by relevant tectonic dislocations: thrusts and normal and reverse faults. The epicentres of major earthquakes were aligned along the direct and reverse faults which are considered «capable»

The contribution of the "Sibilla Appenninica" legend to karst knowledge in the Sibillini Mountain (Central Apennines, Italy)

Geological studies of the Sibillini Mountains carried out mainly during the last century, provided evidence of a hypogeal karst characterized by a small number of caves of limited extent. The only one mentioned by numerous ancient authors is the ‘Grotta della Sibilla’, on account of its legendary references. This cave is the keeper of one of the most fascinating secrets of the Apennines, having been both a place of mountain cult as far back as pre-historical times and the home of the fortune-telling prophetess ‘Sibilla’. Historical sources tell of the presence of someone mysterious at the site from the time of the Romans but amongst the historical descriptions, the testimony of Antoine de la Sale is most notable: he visited the cave in 1420 and described it as a good-sized cavity within the bowels of the mountain. Nothing about this setting is mentioned in the geological literature or in topographic descriptions, made for the first time at the beginning of the 1940s, when a regular but small cave was revealed. Today rockfall deposits completely obstruct the entrance. On the basis of the above-mentioned legendary references, geomorphological and geophysical studies started helping to define the real extent of the cave. The planimetric trend of the electromagnetic anomalies surveyed allow us to make hypotheses about the presence of a vast hypogeal system

Geomorphological evidences of natural disasters in the roman archaeological site of Carsulae (Tiber basin, Central Italy)

The Roman town of Carsulae built-up after construction of the “Flaminia Way“, whose track, studied by Caius Flaminius between 220 and the 219 a.C., was realized with the aim to link Rome with the Adriatic coast. Probably arisen from the union of several communities, its importance, testified since I century A.C. by Strabone, Pliny the Younger and Tacit, was related to the excellent elevated geographical position, which allowed the control of the vast underlying lowlands, characterized by abundance of healthy waters and fertile soil. The town, built-up over a wide travertine deposits (early Pleistocene-middle Pleistocene), is located at the bottom of the Martani Ridge at elevation of about 500 m a.s.l., north of the Terni tectonic basin (Tiber Basin). Mountain ridge, made up by Mesozoic and Cenozoic limestones, forms a very thick aquifer that feeds a lot of springs along the pedemountain area; the most important one is that of San Gemini, in the surroundings of Carsulae, well known since ancient times. The passage between travertine deposit and mountain ridge is characterized by thick continental deposits, partly covering travertine itself. Historical sources attributed the progressive decline and abandoning of Carsulae, mainly to the construction of a new track of the Flaminia Way and, more, to strong earthquakes that destroyed almost entirely the town. Recent studies, based on historical seismicity, support the hypothesis of catastrophic earthquakes, because of the presence of many active faults; some authors assumed travertine local deformations as real co-seismic dislocations, also affecting archaeological remnants. First geomorphological surveys, evidenced the presence of dolines, even of great extension; a big one hosts the Roman amphitheatre. Deformations observed on the surface and disarticulating the archaeological remnants, can be related to a partial collapse of the doline edge, consequently to a strong earthquake and/or to the continuous and progressive dissolution due to surface and groundwater circulation. The latter produced also severe injuries to hydraulic works, as witnessed by historical sources. Besides, huge landslide deposits containing calcareous blocks and widely covering travertine and part of the Roman theater and amphitheatre, have been recognized. Mountainwards, where calcareous bedrock outcrops and in correspondence of an active fault, wide trenches and counterslopes are visible; these landforms are certain evidences of important mass movements (large landslides and/or deep-seated gravitational slope deformations). The present state of knowledge allows to hypothesize, among possible causes of progressive decline and desertion of the town, also the occurrence of large landslides, probably connected to seismic events and to continuous degradation of travertine plate

Geomorphological features and 3D modelling of Montelparo mass movement (Central Italy).

The ancient village of Montelparo (Marche region, Central Italy) is affected by a large translational mass movement. The relief is modeled on arenaceous and arenaceous-pelitic units overlying pelitic-arenaceous terrains; the bedding strata form a gently dipping monocline. The translational slide is about 1100 m long and 500–700 m wide. The upper boundary between the stable area and the sliding mass is marked by a large active trench near the hilltop. The main sliding surface is located at a depth ranging between 65 and 100 m, in the politic-arenaceous unit. We studied the mechanism of the slope instability along the stratigraphic contact between a rigid arenaceous unit and an underlying ductile pelitic unit. The uncovering of the contact caused by the intense downcutting processes of the river at the hill foot during the Holocene, favoured the onset of the movement. This was enhanced by the fractured bedrock and especially by the jointing. We created a numerical model based on the finite differences code FLAC_3D by using a specific approach for mesh generation. The model suggests a further enlargement and deepening of the trench, and a sliding direction not aligned with the slope dip direction. Failure in the model concentrates at and around the main trench, all the other elements staying in an elastic state and inducing a rigid sliding. The model shows that both the failure onset and the current evolutionary state can be explained by the geological and static conditions of the slope