GEOHERITAGE ASSESSMENT, MONITORING AND COMMUNICATION THROUGH MULTIDISCIPLINARY - 3D MODELLING APPROACH.
Questa tesi di dottorato ha lo scopo di sviluppare e testare strumenti innovativi e metodologie per la valutazione, il monitoraggio e la comunicazione del patrimonio geologico in ambienti a elevata dinamicità, concentrandosi su contesti glaciali, proglaciali e ambienti modellati dai processi gravitativi. Dove nel caso delle aree glaciali e proglaciali tale dinamicità risulta primariamente influenzata dagli effetti dei cambiamenti climatici, nel caso degli ambienti modellati da fenomeni gravitativi le condizioni strutturali e geomorfologiche intrinseche rappresentano il principale fattore preparatore di una rapida evoluzione del paesaggio. Attraverso un approccio multidisciplinare e integrato di modellazione 3D, questa tesi fornisce nuovi strumenti per la valutazione dell’evoluzione del patrimonio geologico e geomorfologico, con risvolti applicativi utili alla conservazione, alla gestione dei rischi ed alla comunicazione delle geoscienze. La tesi è strutturata come una raccolta di articoli scientifici, ciascuno avente uno specifico obiettivo di ricerca e, di conseguenza, uno specifico approccio multidisciplinare. Tuttavia, tutti i lavori presentati rispondono nel complesso alla domanda scientifica generale della tesi, sintetizzabile in due linee di ricerca principali e contigue: 1) la valutazione del patrimonio geologico ed il suo monitoraggio in ambienti altamente dinamici; 2) la comunicazione e sensibilizzazione sulle tematiche proprie del patrimonio geologico. Nella tesi, la modellazione 3D Structure from Motion-Multi View Stereo (SfM-MVS), riveste un ruolo di rilievo. Questa rappresenta una metodologia efficace e relativamente economica, che permette di catturare e visualizzare i cambiamenti in forme del rilievo dinamiche. La SfM-MVS si è rivelata particolarmente efficace per analizzare l’evoluzione di elementi del patrimonio geomorfologico, come le morene della Piccola Età Glaciale (PEG) nelle aree proglaciali dell'Aurona e del Leone (Alpi Italiane centro-occidentali) e la progressiva riduzione di volume del ghiacciaio nero del Belvedere. Inoltre, nel contesto della Riserva Naturale di Monte Rufeno (pre-Appennini dell’Italia Centrale), la modellazione SfM-MVS ha permesso di confermare lo stato di attività del geomorfosito complesso della Scialimata Grande di Torre Alfina, sottolineando la necessità di un monitoraggio continuo per garantire un equilibrio tra conservazione, sicurezza turistica e gestione dei rischi, nel contesto della Riserva. Laddove la modellazione 3D ha confermato la propria utilità nelle fasi di monitoraggio dell’evoluzione degli elementi di interesse geologico, l’integrazione di diverse tecniche in un approccio multidisciplinare ha permesso di rispondere a numerose domande scientifiche, permettendo di valutare alcuni effetti a cascata che tali cambiamenti comportano sui rispettivi ecosistemi. Nel caso del bacino del Rio Aurona, in Alpe Veglia, l’applicazione di un approccio combinato di fotointerpretazione e analisi morfometriche ha rivelato il ruolo delle morene proglaciali, geomorfositi in evoluzione passiva, come fonti potenziali di sedimenti, in evoluzione attraverso processi paraglaciali di degradazione. Inoltre, l’integrazione di dati idrogeomorfologici e meteorologici, ha permesso di delineare un quadro sulle dinamiche stagionali di portata liquida e solida in sospensione del Rio Aurona, illustrando come, vari fattori “forzanti” (precipitazioni, accumuli di neve, fusione glaciale e nivale) influenzino grandemente il trasporto di sedimenti nel bacino idrografico. I risultati evidenziano cambiamenti stagionali funzionalmente distinti tra le potenziali sorgenti di sedimenti, che passano da fonti prossimali, rispetto alla sezione fluviale monitorata, durante il periodo di fusione nivale e durante le precipitazioni, sino a raggiungere i più lontani depositi delle morene proglaciali con la progressione della stagione, ed il passaggio ad una dominanza della fusione glaciale. Questa tesi conferma l’importanza di un approccio multidisciplinare nella comprensione generale dell'evoluzione dei diversi geomorfositi selezionati, partendo dall’indagine sull’evoluzione delle forme, fino alla ricaduta di questa nella dinamica dei sedimenti. Tale approccio integrato fornisce dati fondamentali per la conservazione del patrimonio geologico, con importanti implicazioni nella gestione degli ecosistemi, anche in considerazione delle attuali sfide climatiche. Inoltre, la continua evoluzione dei geomorfositi selezionati, caratterizzati da itinerari turistici, ha importanti implicazioni per la gestione dei pericoli e la valutazione del rischio. La seconda linea di ricerca trattata nella tesi riguarda l’esplorazione di nuove strategie di comunicazione attraverso la modellazione 3D, atte a promuovere il patrimonio geologico e la sua conservazione. A tal proposito, tramite il progetto UNESCO-IGCP 714 “3GEO-Geoclimbing e Geotrekking nei Geoparchi”, si sta sperimentando un approccio integrato di attività digitali immersive e sportive all’aria aperta (arrampicata sportiva ed escursionismo) in contesti di particolare rilevanza geologica. La creazione di modelli 3D e la loro facilità di scambio, permette la creazione di esperienze didattiche immersive, anche in contesti remoti o difficilmente accessibili. Tali strumenti digitali promuovono la consapevolezza verso il patrimonio geologico, condizione necessaria ai fini della geoconservazione, contribuendo anche al turismo e allo sviluppo sostenibile dei territori. Il progetto ha dato il via ad una collaborazione internazionale tra geo-scienziati, specialisti nelle tematiche di gestione e valorizzazione del patrimonio geologico, che sta permettendo uno scambio fruttuoso volto alla realizzazione di metodi condivisi, rappresentando un supporto essenziale per le comunità locali che aspirano all’istituzione di geoparchi e geositi. In conclusione, questa tesi sottolinea come, l’utilizzo di tecniche di modellazione 3D sia particolarmente efficace nella valutazione, nel monitoraggio e nella comunicazione del patrimonio geologico, laddove, tuttavia, l’applicazione di approcci integrati multidisciplinari, sia da considerarsi preferibile, permettendo di ampliare l’indagine al complesso sistema di interazioni che la variazione del patrimonio geologico causa a cascata negli ambienti di appartenenza.
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