Personale docente

Giulio Di Toro

Professore ordinario

GEO/03

Indirizzo: VIA G. GRADENIGO, 6 - PADOVA . . .

Telefono: 0498279105

Fax: 0498279111

E-mail: giulio.ditoro@unipd.it

  • Il Lunedi' dalle 14:30 alle 15:30
    presso Dipartimento di Geoscienze, Via Gradenigo 6, Padova

Giulio Di Toro è Professore Ordinario di Geologia Strutturale presso l'Università degli Studi di Padova, Visiting Researcher presso l'Università di Manchester (Regno Unito), e ricercatore associato all'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV-Roma). In collaborazione con geologi, sissmologi, fisici, ingegneri e giovani laureandi, dottorandi e assegnisti, ha cercato di integrare, anche mediante modellazioni numeriche, osservazioni da faglie naturali con dati sperimentali per comprendere i processi fisici e chimici attivi durante i terremoti e nel ciclo sismico. Tra i più rilevanti risultati scientifici e tecnologici di questa collaborazione, l'identificazione di diversi processi di lubrificazione di faglie durante i terremoti, lo sviluppo di SHIVA, il più potente simulatore di terremoti al mondo installato nei laboratori HP-HT (INGV) di Roma, e l'installazione di un secondo apparato sperimentale presso il Dipartimento di Geoscienze dell'Università degli Studi di Padova. Le sue ricerche sono state finanziate nel periodo 2008-2019 da due Grant dell'European Research Council (progetti USEMS e NOFEAR: 4 M€). Ha ricevuto l'Arne Richter Medal (2008) della European Geosciences Union e il Premio Tartufari per la Geologia (2010) dell'Accademia Nazionale dei Lincei. E' membro dell'Academia Europeae e dell'Accademia Galileiana.

Tra i risultati dell’attività scientifica la pubblicazione di 89 articoli in riviste con revisori, 40 interventi ad invito e oltre 370 contributi presentati a congressi internazionali, 67 seminari presso istituti di ricerca ed università, la pubblicazione in qualità di co-editore di una Monografia sulla Meccanica dei Terremoti pubblicata dalla American Geophysical Union e di due Volumi Speciali del Journal of Structural Geology e di Tectonophysics dedicati alla fisica dei terremoti e dei terremoti di "megathrust".

Pubblicazioni in riviste scientifiche multidisciplinari di ampia diffusione (Nature, Nature Geoscience and Science)

• Vannucchi P., Spagnuolo E., Ujiie K., Aretusini S., Di Toro G., Nielsen S., Tsutsumi A., 2017. Past seismic slip-to-the-trench recorded in Central America megathrust. Nature Geoscience, 10.1038/s41561-017-0013-4.
• Kendrick, J. E., Lavallée, Y., Hirose, T, Di Toro, G., Hornby, A.J., De Angelis, S., Dingwell, D.B. 2014. Volcanic drumbeat seismicity caused by stick-slip motion and magmatic frictional melting. Nature Geoscience, vol. 7, pp. 438-442.
• Di Toro, G., Han R., Hirose, T., De Paola, N., Nielsen, S., Mizoguchi, K., Ferri, F., Cocco, M., Shimamoto, T., 2011. Fault lubrication during earthquakes. Nature 471, 494-498.
• Burlini, L., Di Toro, G., 2008. Volcanic Symphony in the lab. Science 322, 207-208.
• Di Toro, G., Hirose, T., Nielsen, S., Pennacchioni, G., Shimamoto, T., 2006. Natural and experimental evidence of melt lubrication of faults during earthquakes. Science 311, 647-649.
• Di Toro, G., Nielsen, S., Pennacchioni, G., 2005. Earthquake rupture dynamics frozen in exhumed ancient faults. Nature 436, 1009-1012.
• Di Toro, G., Goldsby D.L., Tullis, T.E., 2004. Friction falls towards zero in quartz rock as slip velocity approaches seismic rates. Nature 427, 436-439.

Ultimi 18 mesi
1. Murphy S., G. Di Toro, F. Romano, A. Scala, S. Lorito, E. Spagnuolo, S. Aretusini, G. Festa, A. Piatanesi, S. Nielsen, 2018. Tsunamigenic earthquake simulations using experimentally derived friction laws. Earth and Planetary Science Letters, vol. 486, pp. 155-165, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.01.011.
2. Ferré E.C., Meado A.L., Geissman J., Di Toro G., Spagnuolo E., Ueda T., Ashwal L.D., Deseta N., Andersen T.B., Filiberto J., Conder J.A., 2017, Earthquakes in the mantle? Insights from rock magnetism of pseudotachylytes. Journal of Geophysical Research. vol. 122 (11), 10.1002/2017JB014618, pp.1-17.
3. Vannucchi P., Spagnuolo E., Ujiie K., Aretusini S., Di Toro G., Nielsen S., Tsutsumi A., 2017. Past seismic slip-to-the-trench recorded in Central America megathrust. Nature Geoscience vol. 10, pp. 935-940, doi: 10.1038/s41561-017-0013-4.
4. Kuo L.-W., Di Felice F., Spagnuolo E., Di Toro G., Song S.-R., Aretusini S., Li H., Suppe J., Si J., Wen C.-Y., Fault gouge graphitization as evidence of past seismic slip. Geology vol. 45, pp. 979-982, doi:10.1130/G39295.1.
5. Smeraglia L., Bettucci A., Billi A., Carminati E., Cavallo A., Di Toro G., Natali M., Passeri D., Rossi M., Spagnuolo E., 2017. Microstructural evidence for seismic and aseismic slip along clay bearing, carbonate faults. Journal of Geophysical Research, 10.1002/2017JB014042, pp. 1-21.
6. Pischiutta M., Fondriest M., Demurtas M., Magnoni F., Di Toro G., Rovelli A., 2017. Structural control on the directional amplification of seismic noise (Campo Imperatore, central Italy). Earth and Planetary Science Letters, vol. 471, pp. 10-18.
7. Smeraglia L., Billi A., Carminati E., Cavallo A., Di Toro G., Spagnuolo E., Zorzi F., 2017. Ultra-thin clay layers facilitate seismic slip in carbonate rocks. Nature Scientific Reports, pp. 1-10, vol. 7: 664 | DOI:10.1038/s41598-017-00717-4.
8. Rempe M., Smith S., Mitchell T., Hirose T., Di Toro G., 2017. The effect of water on strain localization in calcite fault gouge sheared at seismic slip rates. Journal of Structural Geology, vol. 97, pp. 104-117.
9. Aretusini S., Spagnuolo E., Mittempergher S., Plumper O., Gualtieri A., Di Toro G., 2017. Production of nanoparticles during experimental deformation of smectites and implications for seismic slip. Earth and Planetary Science Letters, vol. 463, pp. 221-231.
10. Fondriest M., Doan M.-L., Aben F., Fusseis F., Mitchell T., Voorn M., Secco M., Di Toro G., 2017, Static versus dynamic fracturing in shallow carbonate fault zones. Earth and Planetary Science Letters, vol. 461, pp. 8-19 http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2016.12.024.
11. Smith, S.A.F., Griffith, J.R., Fondriest, M., Di Toro, G., 2017. “Coseismic foliations” in gouge and cataclasite: experimental observations and consequences for interpreting the fault rock record. In: “Fault-zone Dynamic Processes: Evolution of Fault Properties During Seismic Rupture”, Eds. M. Thomas, T. Mitchell, H. Bath, Geophysical Monograph Series Vol. 227, (American Geophysical Union Special Volume, Washington D.C., USA), pp. 81-102.
12. Beeler, N., Di Toro, G., Nielsen, S., 2016. Earthquake source properties from pseudotachylite. Bulletin of the Seismological Society of America. 10.1785/0120150344.
13. Mitchell M. M., Toy V., Di Toro G., Renner J., Sibson R., 2016. Fault welding by pseudotachylyte formation. Geology, vol. 44, no. 12, pp. 1059–1062, doi: 10.1130/G38373.1.

Meccanica dei terremoti e delle faglie.
Meccanica delle rocce.
Attrito nelle rocce.
Rocce di faglia.
Studi sperimentali di sismicità indotta.
Modellazione numerica di rotture sismiche.

Gli argomenti di tesi proposte vertono sui seguenti argomenti:
1. meccanica delle faglie e dei terremoti (studi sperimentali, teorici e di terreno)
2. attrito, reologia e usura nelle rocce (studi sperimentali, microstrutturali e teorici)
3. studi microstrutturali, mineralogici e geochimici di rocce di faglia
4. rilievi geologico-strutturali di zone di faglia sismogenetiche
5. modellazione numerica di propagazione di rotture sismiche
6. studi sperimentali di sismicità indotta.

Queste ricerche sono effettuate in collaborazione con colleghi con diverso background scientifico. Alcuni esempi di Tesi di Laurea Magistrale di cui sono stato tutore o co-tutore:

1.Barbara Bonetto (2005). Analisi Rietveld di cataclasiti: contributo della diffrazione dei raggi X da polveri alla comprensione dell'evoluzione strutturale di una faglia sismogenetica (Faglia delle Gole Larghe, Adamello, Alpi Meridionali).
2.Silvia Mittempergher (2006). Effects of fluids on the seismicity of a fault. Study of exhumed structures in the Northern Adamello (Southern Alps, Italy).
3.Nicola Tisato (2008). Experimental study of flash heating and application to earthquake nucleation. Studio sperimentale del coefficiente di attrito e della temperatura di flash durante lo scivolamento sismico.
4.Michele Fondriest (2010). Field and microstructural investigation of an exhumed fault zone in dolostone (Western Venetian Fore-Alps, Italy). Tutor Prof.
5.Angela Castagna (2012). Micro roughness of pseudotachylyte as a gauge of frictional power dissipated during earthquakes.
6.Stefano Aretusini (2013). Architecture and seismic markers of an exhumed fault zone in dolostones (Foiana Line, Italian Southern Alps).
7.Matteo Miolo (2014). Rilievi topografici con D-GPS dei megafan del Piave (Treviso, Italia): evidenze di scarpate morfotettoniche.
8.Matteo Demurtas (2014). "Field and microstructural investigation of an exhumed normal fault in carbonate-built rocks (Campo Imperatore, Central Apennines, Abruzzo)"
9.Francesca Prando (2014). "Field and microstructural investigation of exhumed normal faults in quartzites and calcschists (Schist Lustrés, Alpine Corsica, France)".
10. Piercarlo Giacomel (2015). "Frictional instabilities of basalts and calcite-built marbles in the presence of pressurized H2O and CO2 fluids".
11. Harold Leah (2017). "Field and microstructural study of the Vado di Ferruccio Thrust fault, Central Apennines, Italy".
12. Simone Masoch (2018). "Formation of cockade breccias in extensional brittle faults (Col de Teghime, Alpine Corsica).
13. Carlo Sommacampagna (2018). "Structure and fault processes of an upper crustal seismogenic fault zone (Bolfin Fault Zone, Atacama desert, Chile)".
14. Fabio La Valle (2019). "Factors controlling the thickness of damage fault zones in carbonates".