Research (Attività di ricerca)

ATTIVITA' SCIENTIFICHE E RISULTATI PRINCIPALI

 

            La ricerca del Prof. Di Toro ha carattere interdisciplinare e comprende la Geologia Strutturale, la Tettonofisica, la Meccanica delle Rocce e, in minor misura, la Sismologia. La sua attività di ricerca è mirata alla comprensione della meccanica dei terremoti integrando (1) studi di terreno di sorgenti sismiche (= faglie) esumate, (2) esperimenti di laboratorio che riproducono le estreme condizioni di deformazione in una faglia durante un terremoto, (3) studi microstrutturali/geochimici di materiali di faglia naturali e sperimentali e (4) modelli numerici di propagazione della rottura sismica.

 

            Obiettivo principale della sua ricerca, in collaborazione con studiosi con diversa estrazione culturale (geologi, geochimici, sismologi, fisici, ingegneri, matematici applicati), è di meglio comprendere i processi fisici e chimici attivi durante il ciclo sismico e la fisica dei terremoti. Tra i risultati più rilevanti, la prima evidenza sperimentale di lubrificazione di faglie durante terremoti (Di Toro et al., Nature, 2004), la quantificazione degli effetti operati da fusi di frizione in una faglia durante un terremoto (Di Toro et al., Science, 2006) e la proposta di un comportamento generale dell'attrito nelle faglie durante i terremoti (Di Toro et al., Nature, 2011). Altri risultati di questa ricerca includono l'evidenza che la propagazione della rottura sismica è "congelata" nelle rocce, consentendo di quantificare altri parametri caratteristici (direttività e velocità della rottura) della sorgente sismica (Di Toro et al., Nature 2005), o, in collaborazione con altri autori, che la rottura sismica si propaga fino a rompere il fondale marino nei grandi terremoti tsunamigenici (Vannucchi et al., Nature Geoscience 2017).

 

            Oltre ai risultati scientifici, questa attività si è concretizzata, grazie anche a due progetti finanziati dall'European Research Council (ERC StG USEMS, 2008-2013 e ERC CoG NOFEAR, 2014-2019), con la realizzazione, in Italia, del più potente simulatore di terremoti esistente al mondo (SHIVA) installato presso l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Roma. Inoltre, ha installato un secondo apparato sperimentale per studiare l’attrito nelle rocce e in altri materiali presso il Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova. Queste due macchine sperimentali e il gruppo di ricerca che ha costruito negli anni hanno consentito di ottenere una serie di risultati innovativi riguardo la meccanica dei terremoti e contribuito a dare al nostro paese una posizione di rilievo nello studio dei terremoti, stimolando, tra le altre cose, la collaborazione con prestigiosi istituti di ricerca e università internazionali (Columbia University, Stanford University, JAMSTEC Giappone, etc.) e la crescita scientifica di giovani ricercatori Italiani e stranieri. Tra i risultati e riconoscimenti dell’attività scientifica:

 

(vedi anche https://scholar.google.it/scholar?hl=it&as_sdt=0%2C5&q=%22giulio+di+toro... )

 

     
  • 95 pubblicazioni scientifiche su riviste con revisori, inclusi quattro articoli pubblicati come primo autore su Nature e Science (tra le riviste scientifiche più selettive e con il più alto fattore d’impatto);
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  • 43 interventi ad invito (+ altri 24 come co-autore) e oltre 370 contributi presentati a congressi internazionali;
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  • 67 seminari presso istituti di ricerca ed università, compresi il Los Alamos National Laboratory (USA), la Columbia University (USA), l’Oxford University (GB) e l’ETH (Zurigo, CH);
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  • co-editore di una Monografia sulla Meccanica dei Terremoti pubblicata dalla American Geophysical Union e di due Volumi Speciali delJournal of Structural Geology e di Tectonophysics dedicati alla fisica dei terremoti e dei terremoti di "megathrust";
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  • finanziamento di 1.992.000 Euro ricevuto dall’European Research Council (progetti ERC Starting Grant, periodo 2008-2013) come Responsabile del progetto: Uncovering the Secrets of an Earthquake: Multidisciplinary Study of Physico-Chemical Processes During the Seismic Cycle (acronimo USEMS).
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  • finanziamento di 1.963.000 Euro ricevuto dall'European Research Council (progetti ERC Consolidator Grant, periodo 2014-2019) come Responsabile del progetto: New Outlook to seismic faults: from earthquake nucleation to arrest (acronimo NOFEAR).
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  • membro dell’Editorial Board di riviste specialistiche (GeologyJournal of Structural Geology e Tectonophysics);
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  • l’attività di revisore (ca. 200 revisioni) per 25 riviste scientifiche (incluse Science e Nature) e di progetti di ricerca (National Science Foundation, USA; European Research Council; Israel Science Foundation, ISR, etc.);
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  • l’organizzazione di sessioni a meeting internazionali (American Geophysical Union Annual Meeting 2004; 2008; Europoean Geoscience Union2006; 2007; 2011; 2016) e dei congressi (con G. Pennacchioni, S. Mittempergher e F. Ferri) "Physico-chemical process during the seismic cycle", Padova, 2010, e (con L. Montesi) del Meeting of Young Researchers in Earth Sciences  on the Dynamics of the Lithosphere (www.myres.org ) Verbania, Italia, 2006. In entrambi i congressi hanno partecipato > 100 studiosi provenienti da tutto il mondo;
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  • il premio internazionale "Anne Richter" ricevuto nel 2008 dalla European Geosciences Union come “Outstanding Young Scientist 2008 per gli “extraordinary contributions in fault and earthquake mechanics”;
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  • il premio internazionale "Luigi Tartufari" ricevuto nel 2010 dall’Accademia dei Lincei per la Geologia con la motivazione “Giulio Di Toro è uno dei principali ed apprezzati giovani emergenti a livello mondiale nello studio della meccanica dei terremoti, fautore di un approccio innovativo basato sull’integrazione di indagini geologico-strutturali di tipo classico, analisi microstrutturali e geochimiche su rocce di faglia, esperimenti sull’attrito delle rocce in condizioni di deformazione sismica e modelli numerici”. Il premio è stato consegnato dal Presidente della Repubblica Giorgio Napolitano;
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  • Socio corrispondente dell’Accademia dei Lincei dall’anno 2018 per meriti scientifici;
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  • Membro dell'Academia Europeae dall'anno 2013 per meriti scientifici;
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  • Membro dell'Accademia Galileiana di Scienze, Lettere ed Arti in Padova dall'anno 2014 per meriti scientifici.
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  • Professore di Ricerca ("Enseignant Chercheur") per il 2016 presso l'Ecole Normale Superieure (Parigi, Francia).
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  • Relatore delle "Distinguished Lectures" della Società Geologica Italiana AA. 2015-2016 (ciclo di seminari sulla Meccanica dei Terremoti presso diverse Università Italiane);
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  • La supervisione di 14 Post Docs, 10 Ph.Ds. e di 23 studenti di Lauree Magistrali e Triennali negli ultimi 7 anni;
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  • L'ottenimento di prestigiosi premi Internazionali e finanziamenti durante o dopo la mia supervisione da parte dei ricercatori André Niemeijer, Steven Smith, Ashley Griffith, Silvia Mittempergher, Marie Violay, Stefano Aretusini e Michele Fondriest;
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  • L'ottenimento di posizioni permanenti nell'Accademia durante o dopo la mia supervisione dei ricercatori Ashley Griffith, Steven Smith, André Niemeijer, Fabio Ferri, Marie Violay, Li-Wei Kuo, Nicola Tisato, Shane Murphy, Elena Spagnuolo e Thomas Mitchell;
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  • Attività divulgativa: interviste a TV e Radio (Rai1 UNO, Rai DUE, Rai TRE, FRANCE 2, Radio Rai 1, Radio Rai 3), programmi televisivi (Geo & Geo, Rai TRE), riviste scientifiche (Science), giornali (Corriere della SeraLa StampaIl MessaggeroANSA, etc.) e documentari (“Die Eroberung der Alpen”, Germania; “Italian Quake Lab”, Discovery Channel, Canada);
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  • Attività di promozione per l'European Research Council (documentari e interviste).
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