Dramis, Francesco

We here first described field evidence of Holocene transpressive faulting in north-eastern Calabria, about 15 km east of Rossano, in the area of Mirto. There, we analysed a stratigraphic sequence exposed along a WNW-ESE trending, 4-km-long scarp, anomalous in the local geomorphic context. The sequence was made of marine deltaic sediments with embedded colluvial deposits, daylighted by an excavation for a building. The excavation occurred on top of a fluvial terrace at ~15 m a.s.l., that was embedded in a MIS 5a marine terrace. Micropaleothological analysis and 14C radiometric dating defined an Early(-Middle) Pleistocene age for the marine sequence and a Holocene age for the overlain colluvial deposits. The whole sequence was back-tilted, warped and offset along shear planes showing an evident reverse sense of motion. The uphill sense of displacement, the local geomorphic setting and the available literature allowed to exclude any other cause (e.g. deep-seated or shallow landsliding, salt diapirism) than tectonics for the observed deformations. By considering the current knowledge about the structural and active tectonic framework of the northern Calabrian Arc, the observed reverse fault planes can be the surface expression of either local active compressional deformations (i.e. restraining bend) along the Rossano-Cirò Marina strike slip shear zone, being part of the regional, left-later strike-slip Pollino Line, or an inland splay of the active transpressional tectonic structures offshore of the Sibari Plain and the Rossano area. Even if at an early stage, our observations can represent a new piece in the active tectonics puzzle of the boundary region between the Calabrian Arc and the southern Apennines. They also provide new hints for seismotectonic evaluations, taking into thorough consideration that the ob-served tectonic features occur in the epicentral area of the 1836 (Mw 6.2) earthquake, the causative fault of which is still debated. Ultimately, the present study raises new questions about reverse surface faulting hazard assessment for this region.

Active faulting is one of the main factors that induce deep-seated gravitational slope deformations (DGSDs). In this study, we investigate the relationships between the tectonic activity of the NW–SE normal fault system along Mt. Morrone, central Apennines, Italy, and the evolution of the associated sackung-type DGSD. The fault system is considered to be the source of M 6.5–7 earthquakes. Our investigations have revealed that the DGSD began to affect the Mt. Morrone SW slope after the Early Pleistocene. This was due to the progressive slope instability arising from the onset of the younger western fault, with the older eastern fault acting as the preferred sliding zone. Paleoseismological investigations based on the excavation of slope deposits across gravitational troughs revealed that the DGSD was also responsible for the displacement of Late Pleistocene–Holocene sediments accumulated in the sackung troughs. Moreover, we observed that the investigated DGSD can evolve into large-scale rock slides. Therefore, as well as active normal faulting, the DGSD should be considered as the source of a further geological hazard. Overall, our approach can be successfully applied to other contexts where active normal faults control the inception and evolution of a DGSD.

This paper illustrates a geographic information system (GIS) supported methodology for the assessment of landslide susceptibility. The methodology involves four operational steps: survey, site analysis, macro- area analysis and susceptibility analysis . The Survey includes the production (or acquisition) of a large-scale litho-technical map, a large-scale geomorphological map, a detailed inventory of past and present land- slide events, and a high resolution DTM (Digital Terrain Model. Site analysis leads to the definition of discriminating parameters (commonly, lithological and morphometric conditions necessary but not suffi- cient to trigger a landslide of a given type) and predisposing factors (conditions that worsen slope stability but are not sufficient to trigger a landslide of a given type in the absence of discriminating parameters ). The different predisposing factors are subdivided into classes, whose intervals are established by descriptive, statistical analysis of landslide inventory data. A numerical index, based on the frequency of landslide occurrence, quantifies the contribution of each class to slope instability. Macro-area analysis includes the generation of Litho-Morphometric Units (LMU) by overlaying discrimina- ting parameters , manual drawing of LMU envelopes ( macro-areas ), generation of predisposing factor maps from the spatial distribution of predisposing factors , and heuristic weighting of predisposing factor indices. Susceptibility analysis includes the generation of Homogeneous Territorial Units (HTU) by overlaying macro- areas and predisposing factor maps , and the application of a susceptibility function to the different HTU. The resulting values are normalized before the generation of the landslide susceptibility maps . The methodo- logy has been applied to the Fiumicino River catchment, located in the western side of Latium Apennine (Central Italy) between 200 and 1300 m a.s.l. and developed on Late Miocene calcarenites, sandstones with clay intercalations, and marls. The resulting landslide susceptibility maps will be employed in envi- ronmental management. They also represent the preliminary step for the assessment of landslide hazard and risk

In the present work we analyse one of the active normal faults affecting the central Apennines, i.e. the Mt. Morrone normal fault system. This tectonic structure, which comprises two parallel, NW-SE trending fault segments, is considered as potentially responsible for earthquakes of magnitude C 6.5 and its last activation probably occurred during the second century AD. Structural observations performed along the fault planes have allowed to define the mainly normal kinematics of the tectonic structure, fitting an approximately N 20 trending extensional deformation. Geological and geomorphological investigations performed along the whole Mt. Morrone south-western slopes permitted us to identify the displacement of alluvial fans, attributed to Middle and Late Pleistocene by means of tephro-stratigraphic analyses and geomorphological correlations with dated lacustrine sequences, along the western fault branch. This allowed to evaluate in 0.4 ± 0.07 mm/year the slip rate of this segment. On the other hand, the lack of synchronous landforms and/or deposits that can be correlated across the eastern fault segment prevented the definition of the slip rate related to this fault branch. Nevertheless, basing on a critical review of the available literature dealing with normal fault systems evolution, we hypothesised a total slip rate of the fault system in the range of 0.4 ± 0.07 to 0.8 ± 0.09 mm/year. Moreover, basing on the length at surface of the Mt. Morrone fault system (i.e. 22–23 km) we estimated the maximum expected magnitude of an earthquake that might originate along this tectonic structure in the order of 6.6–6.7.

GIS methodology to assess landslide susceptibility: application to a river catchment of central Italy This paper illustrates a GIS supported methodology for the assessment of landslide susceptibility. The methodology involves four steps: survey, site analysis, macro-area analysis, and susceptibility analysis. Statiscal and GIS processing of basical large scale geological dataset leads to the recognition of discriminating parameters (land conditions necessary but not sufficient to trigger landslides) and predisposing factors (conditions that worsen slope stability) separately for each landslides types. The susceptibility function combines GIS data to draw landslide susceptibility maps. These results represent the preliminary step for the assessment of landslide hazard and risk.

L’Appennino Centrale è interessato da sistemi attivi di faglie normali potenzialmente responsabili di terremoti di elevata magnitudo (fino a 7). Alcuni forti terremoti storici avvenuti in questo settore di catena appenninica sono stati attribuiti all’attivazione di alcune di questi sistemi di faglia, mediante analisi paleosismologiche e il confronto fra la distribuzione del danneggiamento associato a tali eventi sismici e la distribuzione spaziale delle faglie attive. Ad alcune di queste strutture tettoniche attive, invece, non è possibile associare alcun evento sismico storico noti da catalogo e per questo esse vengono considerate come strutture sismogenetiche silenti. Pertanto, a queste faglie è comunemente attribuita un’elevata pericolosità sismica. Il presente studio è mirato a caratterizzare l’attività tardo-Quaternaria di una queste faglie silenti, nello specifico quella che borda il versante occidentale del Monte Morrone (nell’Appennino abruzzese), cercando di definirne 1) la cinematica, 2) il tasso di movimento e 3) la massima magnitudo attesa da un evento di attivazione. Le analisi (comprendenti rilevamento geologico, geomorfologico e strutturale, nonché datazioni al 14C e determinazioni tefrostratigrafiche) effettuate lungo l’espressione in superficie di questa struttura tettonica, costituita da due segmenti di faglia paralleli, orientati NW-SE, hanno permesso di confermare che essa è prevalentemente caratterizzata da una cinematica normale, con una minore componente obliqua sinistra. Tale cinematica sarebbe consistente con un’estensione orientata circa N 20°. Il tasso di movimento del segmento di faglia occidentale è stato definito mediante l’individuazioni di depositi (prevalentemente conoidi alluvionali), cronologicamente vincolati, dislocati dall’attività di tale segmento. Lo slip rate è risultato essere dell’ordine di 0.4±0.07 mm/anno. Per quanto concerne il segmento orientale, la sua attività tardopleistocenica – olocenica è indicata dalla dislocazione lungo di esso di depositi di versante attribuiti all’UMG. Tuttavia, la mancanza di sedimenti e/o morfologie coevi nel blocco di letto ha impedito di valutare il tasso di movimento di questo segmento. Tuttavia, le analisi geologico-strutturali effettuate, unite ad una revisione critica della letteratura disponibile sui modelli evolutivi dei sistemi di faglie normali, hanno permesso di ipotizzare per il segmento di faglia orientale uno tasso di movimento >0 ma inferiore a quello definito per il segmento occidentale, ossia <0.4±0.07 mm/anno. Questo consente di definire per l’intero sistema di faglie del Monte Morrone uno slip rate compreso fra 0.4±0.07 e 0.8±0.09 mm/anno. Infine, applicando le equazioni empiriche proposte da Wells e Coppersmith (1994) che legano la magnitudo momento e i) la lunghezza in superficie della struttura tettonica e ii) il rigetto (massimo e medio) per evento di attivazione – considerando un tempo di ricorrenza di circa 2000anni – è stato possibile definire che la massima magnitudo attesa da un terremoto originato lungo il sistema di faglie normali del Monte Morrone (lungo circa 23 km) è dell’ordine di 6.6-6.7.

Questo lavoro ha l’obiettivo di indagare la relazione fra l’attività tettonica e l’innesco di deformazioni gravitative profonde lungo i versanti montuosi. In base alla letteratura esistente, la tettonica può svolgere un duplice ruolo nell’influenzare l’evoluzione in senso gravitativo dei versanti: i) un ruolo passivo, legato all’influenza sull’assetto strutturale dei versanti che può essere ereditato da una fase tettonica non più attiva; ii) un ruolo attivo, rappresentato dalle modifiche che essa può determinare sui versanti, producendo incrementi dell’energia del rilievo e dello stress tensionale subito dai volumi di roccia. In quest’ottica è stato effettuato uno studio lungo il versante occidentale del Monte Morrone, rilievo che delimita ad oriente il bacino di Sulmona, nell’Appennino abruzzese, e che costituisce un’anticlinale da thrust formatasi durante il Mio-Pliocene. Questo versante del rilievo è interessato da un sistema attivo di faglie normali (orientato NW-SE), lungo circa 23 km, costituito da due segmenti di faglia paralleli, uno localizzato nel settore intermedio del versante e uno localizzato alla base del rilievo. Lungo questo versante sono state riconosciute in passato alcune morfologie – quali trincee, depressioni allungate, scarpate in contropendenza – indicanti l’occorrenza di movimenti gravitativi profondi (tipo sackung). Sono state condotte osservazioni geomorfologico-strutturali atte a mappare tutti gli elementi morfologici legati ai movimenti gravitativi profondi. Sono stati altresì realizzati 4 scavi geognostici all’interno di due trincee gravitative per cercare di ottenere elementi utili alla caratterizzazione dell’evoluzione recente di questi fenomeni gravitativi (Fig.1). Le analisi condotte hanno permesso di definire che tali fenomeni gravitativi di grande scala sono determinati dall’incremento dell’energia del rilievo prodotta dall’attività del segmento di faglia occidentale. La faglia orientale, invece, viene esclusivamente utilizzata, nella sua porzione più superficiale, come superficie di scivolamento delle masse rocciose. L’innesco dei fenomeni gravitativi sarebbe dunque avvenuto successivamente all’inizio dell’attività del segmento di faglia occidentale che, secondo Gori et al. (2007), avrebbe avuto luogo in un momento successivo all’attivazione del segmento orientale, dopo il Pleistocene Inferiore. Questo quadro evolutivo è suggerito dal fatto che la formazione di alcune delle trincee gravitative ha dislocato brecce di versante attribuite al Pleistocene Inferiore. Queste, infatti, si sono depositate su un paleo-paesaggio, attualmente individuabile fra i due segmenti di faglia, sospeso sulla piana attuale, che era localizzato alla base della scarpata di faglia relativa al segmento orientale, quando quello occidentale non era ancora attivo. La realizzazione di scavi geognostici all’interno di due trincee gravitative ha permesso di individuare la dislocazione dei depositi di riempimento lungo le scarpate che delimitano tali depressioni e lungo piani di taglio gravitativi secondari. I depositi messi alla luce dagli scavi sono prevalentemente costituiti da detrito di versante, sedimenti di origine colluviali e paleosuoli. Datazioni radiometriche effettuate su campioni di materiale organico prelevato dai paleosuoli e su frammenti di carbone contenuti nelle unità colluviali, indicano che i movimenti lungo le scarpate delle trincee è proseguito anche nel corso del tardo Olocene, nello specifico successivamanete a 10660-10540 cal. a.C./10430-9910 cal. a.C.. Questo indicherebbe che le deformazioni gravitative che interessano il versante occidentale del Monte Morrone possono considerarsi attive. Infine, anche se non sono state riconosciute chiare evidenze che mettano in relazione eventi di attivazione del sistema di faglie normali del M. Morrone con episodi di accelerazione dei movimenti gravitativi, questo non può essere escluso e, anzi, deve essere considerato come probabile.

The Calabrian arc represents an accretionary wedge located between the southern Apennines and the Maghrebian chain from which it is separated by two regional shear zones, i.e. the “Pollino Line” and “Taormina Line”, respectively. Since the Pliocene, extension affected the Calabrian chain, determining the formation of normal faults systems. Paleoseismological investigations allowed to associate some of the strongest historical earthquakes occurred in the Calabrian region (Mw up to 7.5) to some of these normal faults. We analyse the north-eastern sector of the arc which is characterised by a complex structural setting, being affected by the Pollino Line. Indeed, an ~E-W trending fault system (Rossano Fault) cut the area. This fault system displays a complex kinematic history, with the superimposition, during the Quaternary, of a normal kinematics over an older strike-slip one. About two km SE of the Mirto village, an excavation exposed marine deposits, attributed by means of paleontological analyses to an age not older than the Lower Pleistocene, overlain by alluvial-colluvial sediments. These deposits have been deformed by a compressive, NW-SE trending fault, verging landwards. The continental sediments affected by the fault have been radiocarbon dated between 10.018±43 BP and 8397±47 BP. This fault may represent the surficial expression of 1) a splay of a back-thrust, related to a main active thrust verging towards NE or 2) an active NW-SE transpressive fault or 3) a local compressive deforma-tion (i.e. a restraining bend) related to an active strike-slip fault. Works are still in progress in order to define the relationship of this compressive fault with the near Rossano fault, to which Galli et al (2006d) attributes a Late Holocene normal activity, considering that this sector has been struck in 1836 by a strong earthquake (Mw=6.2), the causative fault of which has been only tentatively related to the aforementioned Rossano fault.

Il settore dell’arco Calabro è interessato da sistemi di faglie normali attive, responsabili di forti terremoti storici di Magnitudo superiore a 6. Gli eventi sismici maggiori sono avvenuti principalmente tra lo stretto di Messina e la valle del Crati. Tra questi il terremoto del 1783 (M=6.9), del 1905 (M=7.3), del 1638 (M=6.7), del 1832 (M=6.5) e del 1836 (M=6.2) (Working Group CPTI 04). Alcuni di questi eventi sono stati associati all’attivazione di alcune strutture tettoniche (Galli & Scionti 2006; Galli & Bosi 2002; Valensise & Pantosti 2001). L’evento del 1836, che ha colpito il settore nord-orientale della Calabria, poco a sud della piana di Sibari, è stato associate tentativamente da Moretti (2000) all’attivazione di una serie di segmenti di faglia orientati E-W e NW-SE individuati tra Corigliano e Rossano. Questo lavoro ha come scopo quello di individuare strutture sismogenetiche attive nell’area colpita dall’evento sismico del 1836 ed, in particolare, quelle causative dell’evento sismico del 1836. A tal fine sono stati effettuati rilevamenti geologici e geomorfologici, con particolare riguardo alla zona dell’abitato di Mirto, poco a sud della città di Rossano Calabro, dove uno scavo ha messo in evidenza depositi di origine marina in facies deltizia, datati per via paleontologica ad un’età non più antica dell’Emiliano (Pleistocene inferiore), dislocati da una struttura tettonica ad orientazione circa NNW-SSE, a cinematica prevalentemente inverse, con senso di trasporto verso SSW. La dislocazione sembra interessare anche depositi continentali fluvio-colluviali incassati all’interno dei depositi deltizi e separati da questi da una superficie di erosione. Da questi sedimenti continentali è stato prelevato un campione per effettuare una datazione radiometrica, ancora in corso. La localizzazione di questa struttura tettonica è compatibile con l’ubicazione della zona epicentrale del terremoto del 1836, derivata dai dati macrosismici (CPTI 04). Inoltre, lungo il lineamento, pochi km a nord dello scavo studiato, in località Cento Fontane, viene segnalata risorgenza di acque calde in occasione dell’evento sismico menzionato.

Il bacino di Leonessa è una delle maggiori depressioni tettoniche intermontane dell’Appennino Centrale. A differenza dalle altre depressioni, disposte in direzione appenninica con la faglia bordiera principale sul lato orientale, il bacino è orientato in senso WNW - ESE ed ha la faglia bordiera principale sul suo margine sud-occidentale. Il più antico deposito di origine continentale che riempie la depressione non è affiorante ed è stato rinvenuto solo in alcuni sondaggi. E’ costituito da alternanze di sabbie-argillose e ghiaie (attribuite da GE.MI.NA. ad un generico Pliocene). I sedimenti affioranti sono stati distinti in sintemi. Quello stratigraficamente più basso è il Sintema di Villa Pulcini, costituito da un alternanza di argille, argille torbose, marne e sabbie argillose di ambiente deposizionale da lacustre a piana a canali intrecciati (braided plain), attribuibili alla parte alta del Pleistocene inferiore. Il Sintema di Villa Pulcini è parzialmente coperto dal Sintema di Leonessa, costituito da depositi di conoide alluvionale (conoide della Vallonina) a ovest e da depositi lacustri a est, ambedue contenenti, nella parte alta, intercalazioni di vulcaniti risedimentate. Il ritrovamento di un molare di M. (M.) trogontherii all’interno di depositi alluvionali consente di riferire al Galeriano (U.F. Slivia - ? U.F. Fontana Ranuccio) la porzione basale del sistema. I due sintemi precedenti sono coperti a tratti da sabbie e sabbie argillose rossastre (Sintema di Terzone), con spessore che raramente supera i 5 metri, ricche di elementi vulcanici rimaneggiati. Nella parte più meridionale del bacino, all’interno della profonda incisione del Fosso Tascino, sono localmente presenti due ordini di terrazzi alluvionali. Attualmente il Fosso Tascino mostra un tipico esempio di letto a canali intrecciati (braided), con una piana che supera i 100 m di larghezza. Nella zona di raccordo tra il versante NE del Monte Tilia e i Sintemi di Leonessa e di Terzone, sono stati riconosciuti due ordini di conoidi alluvionali sovrapposti, costituiti in prevalenza da sedimenti ghiaiosi con una minore componente sabbiosa, poggianti in discordanza sui sedimenti più antichi. La definizione degli eventi erosivo-deposizionali che hanno contraddistinto l’evoluzione del paesaggio nel bacino di Leonessa costituisce un passo ulteriore verso un più preciso inquadramento temporale dell’attività tettonica distensiva, del sollevamento regionale e dei cambiamenti climatici che hanno portato all’attuale assetto geomorfologico dell’Appennino Centrale.