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I gusci fossili dei molluschi rappresentano archivi naturali in grado di registrare le variazioni chimico fisiche dell’ambiente di formazione. Per garantire l’attendibilità delle informazioni paleoambientali ottenibili dallo studio geochimico ed isotopico dei gusci, è necessario verificarne lo stato di conservazione in modo tale da escludere eventuali alterazioni diagenetiche. La sclerocronologia, che studia le variazioni chimiche e fisiche registrate nelle parti dure degli organismi durante la crescita, consente di ricostruire le condizioni ambientali del passato. Tra i bivalvi, il genere Glycymeris si distingue per la grande longevità e per la capacità di fornire archivi continui e di lungo termine delle variazioni di temperatura, salinità e nutrienti. Questo lavoro integra analisi sistematiche, tafonomiche, geochimiche e isotopiche su esemplari fossili e attuali di Glycymeris provenienti da tre località toscane: G. bimaculata del Pliocene da Certaldo (Firenze), G. glycymeris del Calabriano da Riparbella (Pisa) e G. nummaria attuale da Piombino (Livorno) al fine di confrontare il materiale fossile con quello recente.
Un primo approccio metodologico ha visto lo studio icnologico delle valve plioceniche sulle quali è presente una buona diversità di tracce che testimoniano un ambiente marino prossimale a medio-alto idrodinamismo. Si è proceduto poi con la valutazione comparativa delle condizioni di conservazione del guscio, effettuata attraverso la caratterizzazione micro- e ultrastrutturale, la determinazione della composizione mineralogica e la misurazione della concentrazione degli elementi in traccia e delle terre rare. Confermato in questo modo l’ottimo stato di conservazione dei gusci, è stato possibile procedere con la raccolta di polveri lungo le linee di crescita delle valve per determinare le variazioni nella composizione isotopica dell’ossigeno e del carbonio contenuti nei carbonati. I dati isotopici sono stati rielaborati per verificare la presenza di cicli stagionali. Grazie ad equazioni paleotermometriche è stato possibile ricostruire le paleotemperature ed interpretarle nel contesto della stagionalità passata.
I risultati così ottenuti applicando l’equazione di Grossman & Ku (1986) per i gusci aragoniti, mostrano come i campioni prelevati dall’esemplare pliocenico di G. bimaculata restituiscano temperature minime e medie più elevate di circa 0,8 – 3,4°C e 0,6 – 3,0°C rispetto a quelle attuali, mentre le temperature massime sono paragonabili a quelle moderne. L’analisi dei dati relativi al campione pleistocenico suggerisce invece un clima complessivamente più freddo, con temperature massime medie e minime inferiori di 2,5 – 6,4°C, 2,3 – 6,2°C e 3,7 – 7,6°C rispetto all’attuale.
Rispetto al campione recente, la stagionalità risulta maggiore nel Calabriano e minore nel Pliocene, come evidenziato dall’ampiezza delle variazioni nei valori di δ¹⁸O. Le curve del carbonio non registrano una ciclicità e mostrano una chiara diminuzione nel tempo dei valori di δ13C (una probabile conseguenza deli effetti vitali).
L’insieme delle analisi eseguite in questo lavoro di tesi conferma l’affidabilità dell’utilizzo dei gusci di Glycymeris come archivi naturali ad alta risoluzione. L’approccio multi-proxy e sclerocronologico utilizzato ha permesso di ricostruire in maniera affidabile le variazioni delle paleotemperature dell’acqua marina nel Mar Tirreno in tre precisi momenti dal Pliocene ad oggi.

Fossil mollusk shells represent natural archives capable of recording the physicochemical variations of their formation environment. To ensure the reliability of the paleoenvironmental information obtained from geochemical and isotopic analyses of shells, it is necessary to evaluate their state of preservation in order to exclude possible diagenetic alterations. Sclerochronology, which investigates the chemical and physical variations recorded in the hard parts of organisms during growth, allows the reconstruction of past environmental conditions. Among bivalves, the genus Glycymeris stands out for its great longevity and for its ability to provide continuous and long-term records of variations in temperature, salinity, and nutrient availability. This study integrates systematic, taphonomic, geochemical, and isotopic analyses on fossil and modern specimens of Glycymeris from three Tuscan localities: G. bimaculata from the Pliocene of Certaldo (Florence), G. glycymeris from the Calabrian of Riparbella (Pisa), and modern G. nummaria from Piombino (Livorno), in order to compare fossil and recent material.
An initial methodological approach involved the ichnological study of the Pliocene valves, which exhibit a good diversity of trace fossils indicating a proximal marine environment characterized by moderate to high hydrodynamic energy. A comparative evalutation of shell preservation was then performed through micro- and ultrastructural characterization, determination of mineralogical composition, and measurement of trace and rare earth element concentrations. Once the excellent preservation state of the shells was confirmed, powders were collected along growth lines of the valves to determine variations in the isotopic composition of oxygen and carbon in the carbonates.
The isotopic data were subsequently reprocessed to detect the presence of seasonal cycles. Using paleothermometric equations, it was possible to reconstruct paleotemperatures and interpret them within the framework of past seasonality.
The results obtained by applying the Grossman & Ku (1986) equation for aragonitic shells show that samples from the Pliocene specimen of G. bimaculata yielded minimum and mean temperatures higher by approximately 0,8 – 3,4°C and 0,6 – 3,0°C, respectively, compared to modern values, while maximum temperatures were comparable to those of the present day. In contrast, the analysis of the Pleistocene sample indicates an overall cooler climate, with maximum, mean, and minimum temperatures lower by 2,5 – 6,4°C, 2,3 – 6,2°C, and 3,7 – 7,6°C, respectively, relative to the modern record. Compared to the modern sample, seasonality appears more pronounced during the Calabrian and weaker during the Pliocene, as indicated by the amplitude of δ¹⁸O variations. Carbon isotope profiles do not show clear cyclicity and display a distinct decreasing trend in δ¹³C values over time, probably as a result of vital effects.
The set of analyses performed in this thesis confirms the reliability of Glycymeris shells as highresolution natural archives. The multiproxy and sclerochronological approach adopted allowed for a robust reconstruction of seawater paleotemperature variations in the Tyrrhenian Sea at three key intervals from the Pliocene to the present.