• quaternary geology
• tephrochronology
• tephrostratigraphy
• volcanology

Negli ultimi 20 anni, la tefrocronologia, ovvero l'uso delle ceneri vulcaniche (tefra) come marker crono-stratigrafici, si è dimostrata uno strumento fondamentale per la correlazione cronologica e stratigrafica ad alta risoluzione, nonché per la sincronizzazione dei record archeologici, geologici, paleoecologici e paleoclimatici. Lo studio dei tefra identificati all’interno delle sequenze sedimentarie marine, lacustri e continentali svolge un ruolo cruciale anche nella ricostruzione della frequenza degli eventi eruttivi, della loro intensità e dinamica, nonché nella comprensione della storia magmatica. Negli ultimi dieci anni, le sequenze sedimentarie dell’area tirrenica centrale si sono rivelate ideali per le ricostruzioni tefrocronologiche. Questa tesi di dottorato mira ad applicare i metodi della moderna tefrocronologia alla sequenza sedimentaria del maar di Castiglione. La ricerca è stata condotta nel contesto del progetto AMUSED (A MUltidisciplinary Study of past global climatE changes from continental and marine archives in the MeDiterranean region), finanziato dal Dipartimento Ambiente dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - INGV. L'obiettivo principale del progetto è stabilire la cronologia, le dinamiche e i meccanismi trainanti dei cambiamenti climatici nella regione mediterranea negli ultimi 280.000 anni, impiegando un approccio integrato e multidisciplinare. Il maar di Castiglione, situato a circa 20 km a est di Roma, è stato scelto come sito di perforazione perché ospita al suo interno una successione sedimentaria lacustre, lunga e continua, e che potenzialmente copre almeno gli ultimi ~250.000 anni. Nel mio progetto di dottorato, ho caratterizzato in dettaglio i tefra macroscopici identificati nella sequenza del maar di Castiglione. Sono state condotte analisi litologiche, tessiturali, mineralogiche e geochimiche (analisi della composizione degli elementi maggiori e in traccia) di tutti i tefra identificati, nonché la cronologia 40Ar/39Ar di dieci livelli selezionati. Sono stati identificati i principali marker tefrocronologici noti per l’area tirrenica meridionale, derivanti dall'attività esplosiva dei complessi vulcanici del Vulsini, del distretto vulcanico di Vico, del complesso vulcanico Sabatini, dei Colli Albani, del Roccamonfina e di Ischia durante gli ultimi circa 360.000 anni. La ricerca fornisce inoltre nuovi dettagli sull'attività esplosiva di questi complessi vulcanici; infatti, sono state riconosciute diverse eruzioni precedentemente sconosciute. I dati derivati da ciascun livello analizzato contribuiscono significativamente a una migliore e più dettagliata comprensione della storia esplosiva dei vulcani italiani nel periodo preso in esame. Le età 40Ar/39Ar determinate direttamente sui tefra del maar di Castiglione e le età derivate indirettamente (correlando i tefra di Castiglione con tefra già datati) hanno inoltre fornito un modello Bayesiano di età per la sequenza del maar di Castiglione che copre un intervallo temporale di oltre 363.000 anni, dal MIS 1 al MIS 10. Questo modello di età-profondità costituisce la base iniziale per la futura esplorazione del record di Castiglione, a scopi paleoambientali e paleoclimatici ad alta risoluzione.

Inglese:
In the last 20 years, tephrochronology, which involves using volcanic ash (tephra) as chrono-stratigraphic markers, has proven crucial for high-resolution temporal and stratigraphic correlation, as well as for synchronizing archaeological, geological, paleoecological, and paleoclimatic records. Additionally, the study of tephra layers found in marine, lacustrine, and continental sediment sequences plays a crucial role in reconstructing the timing and patterns of volcanic activity, as well as understanding eruptive dynamics and magmatic history. Over the past decade, sediment records in central-southern Italy have proven to be ideal for tephrostratigraphic reconstructions. This Ph.D. thesis aims to apply tephrochronology to the sediment sequences of Castiglione maar. The research has been conducted as part of the AMUSED (A MUltidisciplinary Study of past global climatE changes from continental and marine archives in the MeDiterranean region) project, funded by the Dipartimento Ambiente of Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - INGV. The overarching goal of the project is to establish the chronology, dynamics, and driving mechanisms of climate change in the Mediterranean region over the last 280,000 years, employing an integrated and multidisciplinary approach. The Castiglione maar, situated approximately 20 km east of Rome, was chosen as the coring site due to its thick and continuous lacustrine sediment succession, spanning at least the last ~250,000 years. In my PhD project, I provide a comprehensive characterization of several tephra layers found intercalated in the Castiglione maar sequence. A complete lithological, geochemical (major and trace elements), and chronological characterization (40Ar/39Ar) of the investigated tephra layers is provided. The key tephrochronological markers in the region have been identified, deriving from the explosive activity of Vulsini Volcanic complex, Vico Volcanic district, Sabatini Volcanic complex, Colli Albani, Roccamonfina, and Ischia during the last c. 360,000 years. This research also provides new insights into the volcanic activity of these volcanic complexes; in fact, several previously unknown eruptions have been recognized. Data derived from each tephra significantly contribute to a more detailed understanding of the explosive history of Italian volcanoes within the investigated timeframe. The 40Ar/39Ar ages determined for tephra layers of the Castiglione maar sequence and the ages indirectly derived by correlating with already dated proximal and distal tephra layers found in other records also provided a Bayesian age model for the Castiglione maar sequence. According to the results, the Castiglione maar composite sequence covers a time interval spanning the last c. 365 ka encompassing MIS 1 to MIS 10. This preliminary age-depth model sets the very first basis for the future exploration of high-resolution paleoenvironmental and paleoclimatic multiproxy records of the Castiglione maar.