The geodynamics of the Mediterranean in the framework of the global asymmetric Earth: evidences from seismological and geophysical methods

La tesi presenta l'estensione ed il raffinamento del modello cellulare tridimensionale della crosta e del mantello superiore dell'area centrale mediterranea e propone una interpretazione geodinamica del suddetto modello nel contesto della asimmetria globale della tettonica delle placche. Il modello cellulare ਠespresso in termini di velocità  delle onde di taglio (VS) e di spessore e densità  degli strati, fino ad una profondità  di 350 chilometri. Tali proprietà  caratterizzanti gli strati sono ottenute mediante avanzate tecniche di inversione non lineare, quali l'inversione con il metodo hedgehog di curve di dispersione delle velocità  di gruppo e di fase per la determinazione delle VS e l'inversione non lineare di dati gravimetrici mediante il metodo GRAV3D. Il metodo hedgehog consente la definizione di un insieme di modelli strutturali senza fare ricorso ad alcun modello a priori, considerando la VS e lo spessore degli strati come variabili indipendenti. Data la ben nota non unicità  del problema inverso, la soluzione rappresentativa di ogni cella ਠdeterminata per mezzo dell'applicazione di algoritmi di ottimizzazione ed ਠinoltre validata alla luce di dati geologici, geofisici e petrologici indipendenti, in particolare la distribuzione della sismicità , sia passata, ottenuta dai bollettini internazionali, sia presente, ottenuta mediante inversione non lineare dei meccanismi focali. Le proprietà  delle sorgenti sismiche sono state studiate utilizzando la metodologia INPAR per l'inversione di forme d'onda complete di periodo relativamente corto (fino a 10 s), che permette la determinazione realistica del tensore momento sismico in particolare per eventi poco profondi. Questa metodologia si rivela particolarmente utile nelle aree caratterizzate da eventi di moderata magnitudo, dove le tecniche globali standard non possono in genere venire applicate. Il metodo INPAR fornisce inoltre risultati attendibili anche quando sono disponibili soltanto pochi segnali registrati da un numero limitato di stazioni. L'inversione gravimetrica ਠstata vincolata alla geometria degli strati definita dal modello VS ottenuto dai dati sismologici. Ai dati gravimetrici di input ਠapplicato un rumore gaussiano con ampiezza di 1,5 mGal. Al fine di non imporre a priori l'esistenza di decrementi della densità  al crescere della profondità , il modello di densità  di riferimento utilizzato come input dell'inversione consiste, per tutte le celle, in un modello di densità  crescente o costante con la profondità , che soddisfa, entro i valori di incertezza, la relazione di Nafe-Drake. Le anomalie ottenute dal processo di inversione gravimetrica vengono poi trasformate in valori assoluti di densità  riferiti al modello di riferimento. Il modello tridimensionale cosଠottenuto, analizzato e discusso lungo sezioni perpendicolari ai complessi orogenetici dell'area di studio (Appennini, Alpi, Dinaridi) conferma l'esistenza di profonde asimmetrie strutturali tra le subduzioni est e ovest-vergenti e la presenza di litosfera sottile nell'area estensiva del bacino Tirrenico, che sovrasta una zona a bassa velocità  (LVZ) indicativa della presenza di vaste aree magmatiche o di fusione parziale, probabile sede di un flusso del mantello verso est. Tale flusso ਠpossibile causa dell'asimmetria riscontrata tra la subduzione appenninica, quasi verticale, e la subduzione alpina e dinarica, caratterizzata da un basso angolo di immersione. Ulteriore ed inaspettata caratteristica del modello ਠrappresentata dal fatto che la litosfera in subduzione risulta essere meno densa del mantello circostante. Tale risultato apre la strada a nuove interpretazioni riguardo alla dinamica delle zone di subduzione, che nella sua descrizione ortodossa vede come fattore determinante il fenomeno dello slab pull. La tesi si articola in un capitolo introduttivo iniziale dove viene esposta l'ipotesi della asimmetria della tettonica delle placche, con particolare riferimento alle evidenze in area mediterranea, mentre nei capitoli successivi vengono presentati i risultati del modello in VS e densità  ottenuto a differenti scale risolutive. Tali risultati sono poi discussi, con l'ausilio di sezioni interpretative lungo profili significativi, alla luce di evidenze indipendenti con l'intento di delineare un quadro geodinamico coerente dell'area di studio. In Appendice, unitamente alla presentazione dei risultati tabulati, sono approfondite alcune tematiche particolari.