The Western Mediterranean displays a complex pattern of crustal deformation distributed along tectonically active belts developed in the framework of slow oblique plate convergence. We used earthquake and Global Positioning System (GPS) data to study the present-day kinematics and tectonics of the Africa-Eurasia plate boundary in this region. Crustal seismicity and focal mechanisms, analysed in terms of seismic moment release and seismic deformation, outline the geometry of major seismic belts and characterize their tectonics and kinematics. Continuous GPS data have been analysed to determine Euler vectors for the Nubian and Eurasian plates and to provide the global frame for a new Mediterranean GPS velocity field, obtained by merging continuous and campaign observations collected in the 1991–2005 time span. GPS velocities and displacements predicted by the Nubia-Eurasia rotation pole provide estimates of the deformation accommodated across the tectonically active belts. The rather simple deformation occurring in the Atlantic region, characterized by extension about perpendicular to the Middle Atlantic and Terceira ridges and right-lateral motion along the Gloria transform fault, turns into a complex pattern of deformation, occurring along broader seismic belts, where continental lithosphere is involved. Our analysis reveals a more complex fragmentation of the plate boundary than previously proposed. The roughly E-W trending mainly compressive segments (i.e. southwestern Iberia, northern Algeria and southern Tyrrhenian), where plate convergence is largely accomodated across rather localized deformation zones, and partially transferred northward to the adjacent domains (i.e. the Algero-Balearic and Tyrrhenian basins), are interrupted by regions of more distributed deformation (i.e. the Rif-Alboran-Betics, Tunisia-Libya and eastern Sicily) or limited seismicity (i.e. the Strait of Sicily), which are characterized by less homogeneous tectonics regimes (mainly transcurrent to extensional). In correspondence of the observed breaks, tectonic structures with different orientation interfere, and we find belts with only limited deformation (i.e. the High and Middle Atlas, the Tunisian Atlas and the offshore Tunisia-Libya belt) that extends from the plate boundary into the Nubian plate, along pre-existing tectonic lineaments. Our analysis suggest that the Sicilian-Pelagian domain is moving independently from Nubia, according to the presence of a right-lateral and extensional decoupling zone corresponding to the Tunisia-Libya and Strait of Sicily deformation zone. Despite the space variability of active tectonic regimes, plate convergence still governs most of the seismotectonic and kinematic setting up to the central Aeolian region. In general, local complexities derive from pre-existing structural features, inherited from the tectonic evolution of the Mediterranean region. On the contrary, along Calabria and the Apennines the contribution of the subducted Ionian oceanic lithosphere and the occurrence of microplates (i.e. Adria) appear to substantially modify both tectonics and kinematics. Finally, GPS data across the Gibraltar Arc and the Tyrrhenian-Calabria domain support the hypothesis that slab rollback in these regions is mostly slowed down or stopped.

Published and new sea level data are used to provide projections of sea level change in Italy for the year 2100 by adding new isostatic and tectonic component to the IPCC and Rahmstorf projections. Comparison of the observations from more than 130 sites (with different geomorphological and archaeological sea level markers) with the predicted sea level curves provides estimates of the vertical tectonic contribution to the relative sea level change. The results are based on the most recent ANU model for the ice sheets of both hemispheres, including an alpine deglaciation model. On the basis of the eustatic, tectonic and isostatic components to the sea level change, projections are provided for marine inundation scenarios for the Italian coastal plains for the year 2100, that today are at elevations close to current sea level.

We present a new geodetic velocity solution for Italy and the surrounding areas, obtained from an analysis of continuous and survey-mode Global Positioning System observations collected between 1991 and 2002. We have combined local, regional and global networks into a common reference frame velocity solution, providing a new detailed picture of the regional-scale deformation field in the central Mediterranean. Our velocity estimates are computed with respect to a new stable Eurasian reference frame, constraining the kinematics of the greater African—Eurasian plate boundary system in the study area. We provide strain-rate values for the main seismotectonic districts, which are in good agreement with the seismic deformation inferred from earthquake focal mechanisms. The southern Tyrrhenian area, Calabria, the Apennines, the southeastern Alps, the southern Dinarides and the Albanides display deformation rates at the order of 20–30 nanostrain yr−1. The Corsica—Sardinia block moves according to Eurasian Plate motions, and there is no indication that the opening of the Tyrrhenian is still active. The Pelagian and Sicilian domains are separated by a northwest—southeast discontinuity, the Sicily Channel rifted area, and marginally significant relative motion between the Pelagian Plateau and the African Plate is also observed. The southern Tyrrhenian is affected by north—south compression and accommodates up to 50 per cent of the Africa—Eurasia relative plate motion, whereas the Calabrian Arc exhibits ∼2 mm yr−1 northwest—southeast extension. The observed deformation pattern suggests the presence of a major approximately north—south tectonic discontinuity separating the Sicilian and Calabrian domains. An extensional boundary observed along peninsular Italy coincides with the distribution of seismogenic faults along the axis of the Apennines. This boundary separates a Tyrrhenian and an Adriatic domain with diverging velocities, orientated north—NNW-ward and northeastward, respectively. The Apennines are extending perpendicularly to the chain axis at rates of less than 3 mm yr−1, and only in the outer northern Apennines indications of active shortening are observed. Insignificant deformation is observed in the western Po Plain and the western Alps, while the central and eastern Alps display north—south shortening. The eastern Adriatic domain is shortening perpendicular to the Dinaric front with strain rates increasing from north to south. The locus of collision between the Aegean/Balkan system and the Adriatic and Ionian domains is marked by the Kephalonia fault system, which accommodates up to 20±1 mm yr−1 of right-lateral motion. The deformation pattern observed in the peri-Adriatic domain is well described by a counter-clockwise rotation of the Adriatic microplate around a pole located in the western Alps.

This article reviews key data and debates focused on relative sea-level changes since the Last Interglacial (approximately the last 132,000 years) in the Mediterranean Basin, and their implications for past human populations. Geological and geomorphological landscape studies are critical to archaeology. Coastal regions provide a wide range of resources to the populations that inhabit them. Coastal landscapes are increasingly the focus of scholarly discussions from the earliest exploitation of littoral resources and early hominin cognition, to the inundation of the earliest permanently settled fishing villages and eventually, formative centres of urbanisation. In the Mediterranean, these would become hubs of maritime transportation that gave rise to the roots of modern seaborne trade. As such, this article represents an original review of both the geo-scientific and archaeological data that specifically relate to sea-level changes and resulting impacts on both physical and cultural landscapes from the Palaeolithic until the emergence of the Classical periods. Our review highlights that the interdisciplinary links between coastal archaeology, geomorphology and sea-level changes are important to explain environmental impacts on coastal human societies and human migration. We review geological indicators of sea level and outline how archaeological features are commonly used as proxies for measuring past sea levels, both gradual changes and catastrophic events. We argue that coastal archaeologists should, as a part of their analyses, incorporate important sea-level concepts, such as indicative meaning. The interpretation of the indicative meaning of Roman fishtanks, for example, plays a critical role in reconstructions of late Holocene Mediterranean sea levels. We identify avenues for future work, which include the consideration of glacial isostatic adjustment (GIA) in addition to coastal tectonics to explain vertical movements of coastlines, more research on Palaeolithic island colonisation, broadening of Palaeolithic studies to include materials from the entire coastal landscape and not just coastal resources, a focus on rescue of archaeological sites under threat by coastal change, and expansion of underwater archaeological explorations in combination with submarine geomorphology. This article presents a collaborative synthesis of data, some of which have been collected and analysed by the authors, as the MEDFLOOD (MEDiterranean sea-level change and projection for future FLOODing) community, and highlights key sites, data, concepts and ongoing debates.

Probabilistic tsunami hazard analysis (PTHA) introduces potential biases in tsunami risk assessment if it assumes static coastlines. Global warming, in addition to geological and local factors, may affect sea-level rise in the next few decades. Here, we provide a method that integrates the expected sea-level rise into existing PTHA, updating regional models without further tsunami simulations. We perform the tsunami hazard analysis at the densely populated Mediterranean coasts, which are highly exposed to tsunami inundations, as reported by historical and instrumental evidence. PTHA and related epistemic uncertainties significantly change when we include the time-dependent components, such as: (1) vertical land movements along the coasts, and (2) future sea-level changes based on the expected climate scenarios described by the IPCC AR6 Report. Probability maps show that the mean probability of exceeding the 1 m and 2 m maximum inundation heights in 2070 has a general increase differentiating locally, with percent variations mainly in the range 10–30% of the updated time-dependent PTHA compared with the current PTHA.