laurea GEO TEC

Programma dei corsi

Programma dei corsi WGE-LM
a.a. 2017-2018

 
INSEGNAMENTO ANNO SEMESTRE DOCENTE AMBITO
         
ANALISI MINERALOGICHE 1 1 Bonaccorsi Ambito A1
CRISTALLOCHIMICA 1 1 Pasero Ambito A1
CRISTALLOGRAFIA 1 2 Bonaccorsi Ambito A1
FISICA DEL VULCANISMO 1 2 Rosi Ambito A1
GEOCHIMICA AMBIENTALE 1 1 Petrini Ambito A1
GEOCHIMICA APPLICATA ALLA GEOTERMIA 2 1 Fulignati Ambito A1
GEOCHIMICA APPLICATA ALLA VULCANOLOGIA 1 1 Marianelli Ambito A1
GEOCHIMICA DEGLI ISOTOPI STABILI 1 2 Zanchetta Ambito A1
GEOLOGIA DELLE AREE VULCANICHE 1 2 Sbrana Ambito A1
GEOLOGIA ECONOMICA 1 2 Gioncada Ambito A1
GEOTERMIA 1 1 Sbrana Ambito A1
MINERALOGIA APPLICATA 1 2 Raneri Ambito A1
PETROGRAFIA APPLICATA 1 1 Lezzerini Ambito A1
PETROGRAFIA REGIONALE 1 1 Rocchi Ambito A1
PETROLOGIA SPERIMENTALE 1 1 Masotta Ambito A1
         
GEOLOGIA DEI BASAMENTI CRISTALLINI 1 2 Musumeci Ambito A2
GEOLOGIA STRUTTURALE E MICROTETTONICA 1 2 Montomoli Ambito A2
MICROPALEONTOLOGIA 1 1 Morigi Ambito A2
PALEONTOLOGIA DEI MAMMIFERI MARINI 1 1 Bianucci Ambito A2
PALEONTOLOGIA E GEOLOGIA DEL QUATERNARIO 1 2 Ragaini Ambito A2
PALEONTOLOGIA STRATIGRAFICA 1 1 Bagnoli Ambito A2
SEDIMENTOLOGIA 1 2 Sarti Ambito A2
TETTONICA 1 1 Molli Ambito A2
TETTONICA e SEDIMENTAZIONE 1 2 Pandolfi Ambito A2
         
FOTOINTERPRETAZIONE E PRINCIPI DI TELERILEVAMENTO 1 2 Salvatore Ambito A3
GEOLOGIA APPLICATA ALL'AMBIENTE 1 2 Ambito A3
GEOMORFOLOGIA APPLICATA 1 2 Baroni Ambito A3 
GEOMORFOLOGIA RADAR 1 1 Ribolini Ambito A3 
IDROGEOLOGIA 1 1 Giannecchini Ambito A3
IDROGEOLOGIA APPLICATA 1 2 Menichini Ambito A3
RILEVAMENTO GEOLOGICO TECNICO 1 1 D'Amato Avanzi Ambito A3
         
COMPLEMENTI DI FISICA E MATEMATICA 1 1 Roddaro Affini o integrativi
COSMOCHIMICA 1 1 Folco Affini o integrativi
GEOMATICA 1 1 Bisson Affini o integrativi
GEOPEDOLOGIA 2 1 Zanchetta Affini o integrativi
GEOTECNICA 2 1 Lo Presti Affini o integrativi
GEOTERMODINAMICA 1 1 Armienti Affini o integrativi
TELERILEVAMENTO RADAR 1 2 Pagli Affini o integrativi
IL GEOLOGO PROFESSIONISTA 2 2 Bosco Altre attività
GEOWRITING 2 2 Folco Altre attività

ANALISI MINERALOGICHE
(Codice esame: 130DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Elena Bonaccorsi
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
TECNICHE
Diffrattometria di polvere: richiami sulla diffrazione; identificazione di minerali in miscele polifasiche. Preparazione dei campioni per diffrattometria di polvere; richiami sul funzionamento del diffrattometro Bragg-Brentano, camera Debye-Scherrer e Gandolfi; strumenti, principali aberrazioni strumentali ed influenza degli strumenti sulle misure; indicizzazione spettri di polvere ed affinamento ai minimi quadrati dei parametri di cella, in particolare di minerali costituenti delle rocce; simulazione al calcolatore di spettri di polvere ed introduzione al metodo Rietveld. Applicazione del metodo Rietveld all’analisi quantitativa. Microscopia elettronica in trasmissione e scansione: Caratteristiche e funzionamento del microscopio elettronico a trasmissione. Diffrazione elettronica: teoria e pratica. Il microscopio elettronico a scansione. Modalità di formazione dell’immagine nel TEM e nel SEM. Esempi di applicazioni di microscopia e diffrazione elettronica alle scienze della Terra. Microanalisi: Caratteristiche e funzionamento della microsonda elettronica. Spettrometria EDS e WDS. Esempi di studio di minerali e materiali sintetici. Calcolo di formule cristallochimiche di silicati costituenti delle rocce a partire da dati SEM e/o microsonda.
MATERIALI
Argille: Introduzione alla mineralogia dei suoli e delle argille; definizione e classificazione cristallochimica e strutturale dei minerali argillosi; capacità di scambio ionico e glicolazione; caratterizzazione di minerali argillosi mediante tecniche di laboratorio.
Cementi: La chimica dei cementi, il sistema CaO-Al2O3-SiO2-FeO. Le fasi maggiori dei clinker: alite, belite, ferrite… Proprietà dei clinker e dei cementi Portland. Identificazione e caratterizzazione di componenti dei clinker. Fasi derivanti dall’idratazione dei cementi, composti C-S-H e loro relazioni con i silicati di calcio idrati naturali.
Zeoliti: Aspetti mineralogici e importanza tecnologica come setacci molecolari e disinquinanti.
Amianto e mineralogia ambientale: definizione di amianto, metodi di studio, norme legislative; i particolati atmosferici, loro composizione; altri minerali comuni potenzialmente pericolosi per la salute.

Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti conoscenze di base su tecniche di laboratorio versatili e diffuse, per la caratterizzazione di minerali e materiali sintetici. Verranno descritte il dettaglio gruppi di minerali che risultano rilevanti sia nel contesto geologico che ambientale ed applicativo. Parole chiave: Mineralogia, diffrazione a raggi X, TEM, SEM, microanalisi, mineralogia applicata.

Testi consigliati
- Bish, D.L., Post, J.E. (editors) (1989): Modern powder diffraction. Reviews in mineralogy, Mineralogical Society of America.
- Potts, P.J. (1987): A handbook of silicate rock analysis. Blackie, Glasgow.
- Putnis, A.(1992): Introduction to mineral sciences. pp. 41-80. Cambridge Univ. Press.
- Ree S.J.B. (2005): Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. Cambridge University Press.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d’esame: E. Bonaccorsi., N. Perchiazzi, M. Lezzerini
Orario di ricevimento: martedì e giovedì: 12-14.

 COMPLEMENTI DI FISICA E MATEMATICA
(Codice esame: 145BB)
6 CFU: 6 CFU lezioni frontali
Stefano Roddaro
Dipartimento di Fisica “E. Fermi” (Largo Pontecorvo, 3)
Corso mutuato dalla Laurea Magistrale in Geofisica di esplorazione ed applicata http://www.dst.unipi.it/gea/

 

Programma
Equazioni differenziali ordinarie. Separazione delle variabili. Equazioni differenziali lineari. Sistemi lineari omogenei e a coefficienti costanti. Richiami di numeri complessi. Oscillatore armonico smorzato. Richiami su scalari, vettori e tensori. Esempi di tensori in fisica: tensore di sforzo e deformazione. Serie di Taylor. Funzioni a più variabili. Differenziale totale e derivate parziali. Integrali di linea, di superficie e di volume. Operatori differenziali: gradiente, divergenza, rotore. Equazioni differenziali alle derivate parziali. Equazione di diffusione. Equazione d’onda scalare in una e più dimensioni. Teorema di Gauss e soluzione di problemi di elettrostatica. Teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell nel vuoto e nei mezzi materiali. Onde elettromagnetiche. Fondamenti di meccanica del continuo.
 
Obiettivi formativi

Padronanza del formalismo matematico delle funzioni a più variabili, dell’analisi tensoriale e delle equazioni differenziali. Applicazione del formalismo in ambiti fisici quali l’elettrostatica, le onde, la meccanica del continuo.


Testi consigliati
- N.S.Piskunov “Calcolo Differenziale ed Integrale” – 2010 – Editori Riuniti.
- J.Stewart “Essential calculus: early transcendentals” – 2012 – Brooks Cole.
- Ulteriore materiale didattico verrà fornito durante il corso.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale
Commissione d'esame: S. Roddaro, N. Beverini, F. Fuso, S. Capaccioli
Orario di ricevimento: contattare il docente.

COSMOCHIMICA
(Codice esame: 173DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Luigi Folco
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Il Sistema Solare. Struttura del Sistema Solare. Il sole. I pianeti rocciosi: struttura interna, vulcanismo, tettonica, processi di superficie, atmosfere e clima. I pianeti giganti. I corpi minori: asteroidi, comete, satelliti. Rassegna dei modelli generali sull’origine del Sistema Solare. Cenni ai pianeti extrasolari. Meteoriti e l’origine del Sistema Solare. Generalità sulle meteoriti, micrometeoriti e polveri cosmiche. Flusso della materia extraterrestre sulla Terra. Proprietà chimico-fisiche e petrografiche, classificazione e corpi progenitori. Origine degli elementi. Abbondanze degli elementi del Sistema Solare e del cosmo. Grani presolari come memoria della nucleosintesi stellare e dei processi nello spazio interstellare. Meteoriti primitive: memoria dei processi della nebulosa solare, del disco protoplanetario e della accrezione dei pianeti. Meteoriti differenziate: memoria dei processi di differenzazione planetaria agli albori del Sistema Solare. Frazionamento cosmochimico e geochimico. La cosmochimica degli asteroidi, delle comete, dei pianeti. La cronologia del Sistema Solare. Modelli cosmochimici della origine del Sistema Solare. Impatti cosmici e loro ruolo nella evoluzione dei corpi celesti del sistema solare. Il processo di formazione dei crateri. Il metamorfismo da shock. La petrografia e la geochimica delle rocce da impatto. Crateri da impatto ed evoluzione planetaria: accrezione planetaria, impatti catastrofici, origine della Luna, il bombardamento cosmico agli albori del Sistema Solare, estinzioni di massa. Rischio da impatto.
Esercitazioni: Microscopia ottica a luce riflessa e trasmessa, microscopia elettronica e microanalisi di meteoriti e impattiti per il riconoscimento e analisi dei loro componenti strutturali e mineralogici, a fini classificativi e petrologici.

Obiettivi formativi
Fornire le conoscenze di base dei processi di formazione del Sistema Solare e dei processi geologici avvenuti e che avvengono sui corpi celesti che lo costituiscono. Fornire gli strumenti fondamentali per la classificazione delle rocce extraterrestri (meteoriti, micro-meteoriti, polveri cosmiche) e delle rocce da impatto, per la comprensione della loro petrogenesi, e per la loro collocazione in un contesto geologico planetario.

Testi consigliati
Primo approccio:
- McBride N. M, Gilmour I, Eds. (2004): An introduction to the Solar System. Cambridge University Press and The Open University. pp 400.
- Bevan A., De Laeter J. (2002): Meteorites: A Journey Through Space and Time. UNSW Press, pp 256.
- Norton R. O. (2002): The Cambridge Encyclopedia of Meteorites. Cambridge University Press, pp. 374.
- McSween H Y. (1999): Meteorites and their parent planets. Second Edition. Cambridge University Press, Cambridge, New York, pp 310.
- Lauretta D. S, Killgore M. (2005): A color atlas of meteorites in thin section. Golden Retriever Publications and Southwest Meteorite Press, South Korea, pp. 301.
- Valley J. W., ed. (2006): Early Earth. Elements 2, No. 4, 193-255.
Per approfondire:
- Melosh H. J. (2011): Planetary surface processes. Cambridge University Press, Cambridge, New York, pp. 500.
- Davis A. M. (2006): Meteorites, Comets, and Planets: Treatise on Geochemistry, Second Edition, Volume 1. Elsevier Science, pp. 756.
 
Verifica dell’apprendimento: Prove in itinere. Esame finale con voto.
Commissione d’esame: L. Folco, M. D’Orazio, S. Rocchi, P. Armienti, A. Gioncada.
Orario di ricevimento: su appuntamento.

CRISTALLOCHIMICA
(Codice esame: 036DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU esercitazioni
Marco Pasero
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Cristallochimica generale. Il legame chimico. Elettronegatività secondo Pauling e secondo Mulliken. Legame ionico in molecole. Cristalli ionici. Energia coesiva: termini coulombiani e termini repulsivi di Born. Raggi ionici: raggi univalenti e raggi cristallini. Variazione della distanza di legame con la coordinazione. Impacchettamento compatto di sfere e strutture tipo A, B, C. Poliedri di coordinazione. Descrizione di una struttura cristallina: esempi. Le regole di Pauling (criteri di stabilità delle strutture ioniche): esempi. Raggi ionici empirici. Estensione della II regola di Pauling: correlazione tra forza di legame e distanza di legame. Cristallochimica speciale. Strutture a impacchettamento compatto di ioni ossigeno: strutture AX, AX2, A2X3. Strutture AB2O4 (spinelli). Teoria del campo cristallino. Energie di stabilizzazione in campo ottaedrico e in campo tetraedrico. Effetto Jahn-Teller. Polimorfismo e politipismo: aspetti termodinamici, aspetti strutturali. Esempi di polimorfismo. Struttura tipo olivina. Struttura tipo granato. Struttura tipo humite. Polisomatismo: definizione ed esempi. Strutture del composto Al2SiO5. Silicati a catena. Connessioni di catene tetraedriche ed ottaedriche: modalità diverse di connessione. Pirosseni, pirossenoidi, anfiboli, biopiriboli. Dagli inosilicati ai fillosilicati. Principali famiglie di fillosilicati. Politipismo nelle miche. Silicati a impalcatura tridimensionali di tetraedri. Feldspatoidi e zeoliti: caratteristiche strutturali e proprietà. Soluzioni solide ideali; soluzioni “regolari”. Cristallochimica di alta temperatura; espansioni poliedriche. Cristallochimica di alta pressione; compressibilità poliedriche. Pressione, temperatura e composizione come variabili strutturali ‘analoghe’. Limiti assoluti per l’estensione e la compressione dei legami. Caso di Si-O. Mineralogia del mantello. Informazioni di carattere geofisico e petrologico. Informazioni di carattere cristallografico: isostrutturalità di silicati e germanati. Studi di altissima pressione. Strutture di alta pressione: b-Mg2SiO4, g-Mg2SiO4, struttura tipo ilmenite, struttura tipo Sr2PbO4, struttura tipo perovskite, struttura tipo hollandite. Trasformazioni di fase nel mantello. Ruolo del silicio in coordinazione ottaedrica.

Obiettivi formativi
Acquisizione degli strumenti per consentire la “lettura” di un minerale o di una famiglia di minerali a partire dalle loro caratteristiche cristallochimiche, e comprensione delle relazioni tra proprietà chimiche, fisiche e cristallografiche e l’ambiente geologico in cui il minerale si è formato.
Comprensione delle relazioni tra le trasformazioni mineralogiche (transizioni di fase, femonemi di politipismo) e l’ambiente di formazione ed evidenziazione della correlazione tra caratteristiche cristallochimiche e variazioni delle condizioni termodinamiche.

Testi consigliati
- Bloss F.D. (1971): Crystallography and crystal chemistry. Holt, Rinehart & Winston, New York (in particolare cap. 8 e 9).
- Carobbi G. (1971): Trattato di mineralogia. USES, Firenze (part. cap. 3).
- Papike J.J. & Cameron M. (1976): Crystal chemistry of silicate minerals of geophysical interest. Rev. Geophys. Space Phys., 14, 37-80.
- Hazen R.M. & Finger L.W. (1982): Comparative crystal chemistry. Wiley, New York (in particolare cap. 6-10).
- Papike J.J. (1987): Chemistry of rock-forming silicates: ortho, ring, and single-chain structures. Rev. Geophys., 25, 1483-1526.
- Papike J.J. (1988): Chemistry of rock-forming silicates: multiple-chain, sheet and framework structures. Rev. Geophys., 26, 407-444.
- McElhinny M.W. (ed.) (1979): The Earth: its origin, structure and evolution. Academic Press, London (in particolare cap. 1, 7 e 8).
- Griffen D.T. (1992): Silicate crystal chemistry. Oxford University Press, Oxford (in particolare cap. 1-8).
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d’esame: M. Pasero, E. Bonaccorsi, N. Perchiazzi, C. Biagioni.
Orario di ricevimento: tutti i giorni su appuntamento (email: marco.pasero@unipi.it).

CRISTALLOGRAFIA
(Codice esame: 037DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Elena Bonaccorsi
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Prima parte: Determinazione di strutture cristalline.
Cristallografia geometrica. Ripetizioni periodiche: traslazioni, rotazioni proprie e improprie. Simmetria. Cenni di teoria dei gruppi. La simmetria traslazionale dei cristalli. Reticolo. Cella elementare, cella primitiva e celle multiple. Gruppi di simmetria nello spazio bidimensionale. Gruppi di rotazioni proprie e improprie. Limitazioni alla simmetria rotazionale. Reticoli bidimensionali. I 17 gruppi del piano. Gruppi di simmetria nello spazio tridimensionale. Limitazioni alla simmetria rotazionale nei cristalli: ordine degli assi n = 1, 2, 3, 4, 6. I 32 gruppi cristallografici del punto o classi cristalline. I sette sistemi cristallini. Forma esterna dei cristalli: facce, indici delle facce, legge di razionalità degli indici. La simmetria traslazionale dei cristalli. I 14 reticoli bravaisiani. I gruppi spaziali bravaisiani. Introduzione di elicogire e slittopiani. Cristallografia a raggi X. Natura e produzione dei raggi X. Assorbimento dei raggi X. Metodi per la rivelazione dei raggi X. Generalità sui fenomeni di interferenza e diffrazione. Equazioni di Laue. Equazione di Bragg e corrispondenza con le equazioni di Laue. Il reticolo reciproco e la sfera di Ewald. Metodi sperimentali. Determinazione della simmetria di Laue. Determinazione della cella elementare e assegnazione degli indici. Assenze sistematiche e determinazione del gruppo spaziale di un cristallo. Diffrattometro per cristallo singolo. Cristallografia strutturale. Diffusione da parte di un elettrone; diffusione da parte di un atomo; il fattore di struttura. La riflessione integrata. Fattori di Lorentz, di polarizzazione, e di assorbimento.
Estinzione primaria e secondaria. Simmetria della diffrazione. Assenze sistematiche. La funzione densità elettronica e la sua espansione in serie di Fourier. Il problema della fase. Funzione di Patterson. Metodo dell'atomo pesante. Raffinamento delle strutture cristalline. Sintesi delle differenze. Metodo dei minimi quadrati. Risultati dell'analisi: distanze ed angoli di legame; poliedri di coordinazione.
Seconda parte: Applicazioni alle Scienze della Terra.
Studi strutturali ad alta temperatura e alta pressione. Apparecchiature per alta e bassa temperatura. Apparecchiature per studi ad alta pressione. Studio in situ di trasformazioni (es. disidratazioni). Trasformazioni di fase. Trasformazioni ordine-disordine. Esempi. Mineralogia del mantello. Mineralogia sperimentale di alta pressione e trasformazioni di fase nel mantello. Discontinuità a 400 km: trasformazione delle olivine. Trasformazione dei pirosseni. Discontinuità a 650 km. Discontinuità a 1050 km.

Obiettivi Formativi
Conoscenza degli elementi basilari della cristallografia geometrica e delle metodologie di indagine strutturale condotta con diffrazione di raggi X. Conoscenza delle principali applicazioni della cristallografia alle Scienze della Terra. Parole chiave: Mineralogia, cristallografia, diffrazione, raggi X, ordine, struttura.

Testi consigliati
- Materiale didattico: appunti, testi delle lezioni, file pdf scaricabili dal sito ufficiale del corso (https://sites.google.com/site/cristallografia).
- Clegg W., Blake A.J., Gould R.O., Main P. (2002): Crystal Structure Analysis. Principles and Practice. Oxford University Press (presente in biblioteca studenti).
Testi da consultazione:
- International Tables for X-ray Crystallography - Brief teaching edition. (presenta ed illustra i principali concetti relativi alle simmetrie di gruppo spaziale, esemplificati mediante una scelta tra i più frequenti gruppi spaziali).
- Stout G.H., Jensen L.H. (1989): X-ray Structure Determination. A Pratical Guide. John Wiley & Sons Inc..
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d'esame: E. Bonaccorsi, C. Biagioni, M. Pasero.
Orario di ricevimento: martedì e giovedì: 12-14.

FISICA DEL VULCANISMO
(Codice esame: 040DD)
6 CFU lezioni frontali
Mauro Rosi
A bando
Programma
LE PROPRIETA' CHIMICO-FISICHE DEI MAGMI
CARATTERISTICHE GENERALI DEL MAGMA CARATTERISTICHE CHIMICHO-FISICHE E REOLOGICHE
Densità, viscosità (fluidi Newtoniani e di Bingham, yield strength, parametri che controllano la viscosità)
Composizione chimica del fuso, contenuto in cristalli, ruolo dei volatili, temperatura e pressione
Solubilità dei gas nei magmi
CAMERE MAGMATICHE E RISALITA DEI MAGMI
LA GENERAZIONE E RISALITA DEI MAGMI
Ruolo della convezione doppio-diffusiva ed evoluzione termica. Metodi vulcanologici e geofisici per l’identificazione di serbatoi magmatici superficiali.
PROCESSI DI RISALITA
Livello di nucleazione dei gas. Formazione, accrescimento ed evoluzione delle bolle. Livello di frammentazione. Evoluzione dei principali parametri fisici e della reologia del magma durante la risalita verso la superficie. Modalità di trasporto di gas.
LE ERUZIONI L'ENERGIA DELLE ERUZIONI IL PROCESSO EFFUSIVO
Tipi di colate laviche in funzione delle proprietà reologiche. Distanze percorribili. Morfologie superficiali di colate laviche e formazione di tunnels. Prodotti di attività effusiva subacquea.
IL PROCESSO ESPLOSIVO
Parametri fisici che controllano la formazione di colonne eruttive. Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche. Prodotti di ricaduta: caratteri sedimentologici e tipi di deposito. Introduzione alla modellistica fisica. Modelli di plume vulcanici. Modelli di generazione e dispersione.
CLASSIFICAZIONE DELLE ERUZIONI ESPLOSIVE
Eruzioni hawaiiane, stromboliane, pliniane, vulcaniane: meccanismi eruttivi, fenomenologie e tipi di depositi. Carte di isopache e isoplete. Raccolta dei dati di terreno e trattamento dei dati.
I DEPOSITI DI FLUSSO PIROCLASTICO
Ignimbriti e surge piroclastici. Flussi piroclastici turbolenti e laminari: concentrazione, velocità e proprietà reologiche. Meccanismi di sostegno e trasporto: fluidizzazione e turbolenza. Meccanismi di deposizione: depositi en masse e depositi aggradazionali.
I LAHARS
Meccanismi di innesco, messa in posto e architettura dei depositi. Modellistica e applicazione al caso del vulcano Cotopaxi (Ecuador).
LA PERICOLOSITÀ E IL RISCHIO VULCANICO
LA DEFINIZIONE DEL RISCHIO VULCANICO
I vulcani attivi italiani: storia e meccanismi eruttivi, evento massimo atteso e pericolosità. Vesuvio, Campi Flegrei, Etna, Vulcano. Stromboli: dinamica dell’attività attuale e pericolosità associata.
LA CENERE VULCANICA
I problemi connessi alla cenere vulcanica. I casi di Soufrière Hills (Montserrat), Eyjafjallajökull (Islanda) e Puyehue-Cordon Caulle (Cile).
IL MONITORAGGIO VULCANICO
SISTEMI DI MONITORAGGIO, SEGNALI E PARAMETRI
Casi studio di Stromboli e Etna. Osservazione real-time di segnali geofisici. Obiettivi formativi. Il corso si prefigge anche di analizzare da un punto di vista fisico il processo vulcanico, dalla risalita del magma alla fase eruttiva, unitamente ai pericoli ad esso collegati. Saranno affrontati temi inerenti alla gestione di crisi vulcaniche e al monitoraggio di vulcani attivi.

Testi consigliati
Sigurdsson et al. (2015): Encyclopedia of Volcanoes - second edition, Oxford University Press
Parfitt and Wilson (2008): Fundamentals of physical volcanology, Blackwell Publishing
Fagents, Gregg, Lopes, (2013): Modeling Volcanic Processes. The Physics and Mathematics of Volcanism, Cambridge University Press
 
Verifica dell’apprendimento: Esame orale con voto
Commissione d'esame: da definire
Orario di ricevimento: su appuntamento

FOTOINTERPRETAZIONE E PRINCIPI DI TELERILEVAMENTO
(Codice esame: 131DD)
6 CFU: 3 CFU lezioni, 1 CFU lezioni fuori sede, 2 CFU esercitazioni
Maria Cristina Salvatore
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Principi di base del telerilevamento. Analisi di base per l’uso di immagini aerofotografiche, multispettrali e radar negli studi territoriali e ambientali. Acquisizione dei dati telerilevati: il telerilevamento attivo e passivo, finalità e campi di applicazione nelle Scienze della Terra. Le camere fotogrammetriche e gli scanner; cenni sui rilevamenti radar. Gli scanner multispettrali: caratteristiche delle immagini multispettrali, pixel, Digital Number, firme spettrali. I rilevamenti aerofotografici: camere aerofotografiche; fotografie aeree verticali e oblique, singole e di strisciata, strisciate stereoscopiche; lunghezza focale, certificati di calibrazione, quota relativa, quota assoluta; campo abbracciato, sovrapposizione frontale e laterale; dislivelli e sovrapposizione; inclinazione, spostamento e deriva dei fotogrammi; punto principale, nadir e isocentro; grafici di volo; scala delle fotografie aeree. Le pellicole fotografiche: risoluzione fotografica e a terra; curva di Hurter e Drieffield; le pellicole fotografiche b/n, a colori e IRV e loro campi di applicazione. Le misure nei fotogrammi: esagerazione verticale del rilievo; misure orizzontali: scala, distanze, angoli e aree; misure verticali: spostamento topografico, parallasse e differenza di parallasse; triangolazione per linee radiali.
Analisi di base nella interpretazione delle immagini: dimensioni assolute e relative, forma, ombra, tono e colore, tessitura, struttura, distribuzione spaziale, localizzazione, associazione, convergenza. Fotolettura, fotoidentificazione e fotointerpretazione. Chiavi di interpretazione. Elementi di fotogrammetria digitale: l’orientamento interno, relativo e assoluto; punti di controllo a terra (GCP). Esempi di applicazioni della fotogrammetria digitale nelle Scienze della Terra. Impiego dei dati telerilevati (multispaziali, multitemporali e multispettrali) nel monitoraggio ambientale e esempi di gestione dei dati in ambiente GIS. Le basi di rappresentazione: le carte topografiche, i fotomosaici non controllati e controllati, le ortofotografie, le ortofotocarte, le spaziocarte. Interpretazione delle fotografie aeree attraverso la visione tridimensionale: classificazione delle forme del rilievo e della copertura del suolo; identificazione di morfotipi e di fenomeni fisici naturali. Criteri per la definizione dello stato di attività dei fenomeni. Unità fotogeologiche ed elementi strutturali. Le lineazioni. Classificazione e delimitazione di zone omogenee dal punto di vista morfologico e vegetazionale. Misure stratimetriche e di acclività. Trasferimento dei dati di fotointerpretazione sulle basi cartografiche. Esercitazioni: Misure sui fotogrammi; interpretazione di fotografie aeree e immagini satellitari; individuazione di unità foto geologiche; classificazione e delimitazione di zone omogenee dal punto di vista morfologico; trasferimento dei dati fotointerpretati su basi di rappresentazione; costruzione di carte tematiche mediante l’analisi foto interpretativa
Lezioni fuori sede Una o due uscite giornaliere per il controllo e l’integrazione dei dati di fotointerpretazione in una delle aree oggetto di studio.

Obiettivi formativi
Conoscenza dei principi fondamentali del telerilevamento, delle caratteristiche delle fotografie aeree e della fotointerpretazione; capacità di identificare le unità fotogeologiche e di interpretare i caratteri geomorfologici del territorio attraverso l’analisi di dati telerilevati; abilità nel redigere carte tematiche di base mediante fotointerpretazione; acquisizione delle competenze necessarie per ricostruire i rapporti tra gli elementi individuati e proporre modelli evolutivi.
E’ richiesta una buona conoscenza della geomorfologia e del rilevamento geologico.

Testi consigliati
- Amadesi E. (1977): Manuale di fotointerpretazione con elementi di fotogrammetria. Ed. Pitagora, Bologna.
- Lillesand T.M. & Kiefer R.W. (1987): Remote sensing and image interpretation. Ed. John Wiley & Sons, New York.
- Paine D.P. (1981): Aerial photography and image interpretation for resource management. Ed. John Wiley & Sons, New York.
- Drury S.A. (1987): Image interpretation in geology.London: Allen & Unwin.
- Miller V.C. (1961): Photogeology.New York: McGraw-Hill.
- Materiale fornito dal docente durante il corso.
 
Verifica dell'apprendimento: Prova orale e discussione degli elaborati cartografici prodotti durante il corso.
Commissione d’esame: M.C. Salvatore, C. Baroni, M. Pappalardo, A. Ribolini
Orario di ricevimento: Mercoledì dalle 11 alle 13 (o altri giorni previo appuntamento)

GEOCHIMICA AMBIENTALE
(Codice esame: 087DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Riccardo Petrini
Dipartimento di Scienze della Terra
(corso mutuato da Scienze ambientali)
 
Programma
Geochimica della fase acquosa; processi di flusso e trasporto nella zona insatura e satura; equilibrio e solubilità delle fasi minerali; sistema dei carbonati; stabilità delle specie disciolte; interazione acqua-matrice solida: scambi ionici, processi di adsorbimento e rilascio di elementi in traccia, processi di alterazione e formazione di profili di suoli; modellizzazioni numeriche; il contesto normativo.
 
Obiettivi formativi
E’ obiettivo formativo principale del corso lo studio delle dinamiche attive in un ecosistema, per la definizione dei processi di scambio nel sistema acqua-roccia-suolo con particolare riferimento alla mobilità di elementi tossici e potenzialmente tossici e nella definizione dei valori di fondo sito-specifici. 
 
Testi consigliati
- C.A.J Appelo and D. Postma. Geochemistry, groundwater and pollution. Balkema publishers
- J.I. Drever. The geochemistry of natural waters – surface and groundwater environments. Prentice Hall
- B. De Vivo, A. Lima e F.K. Siegel. Geochimica ambientale. Metalli potenzialmente tossici. Liguori Ed.
 
Verifica dell'apprendimento:
Commissione di esame: R. Petrini, Brunella Raco (IGG-CNR), M. Perotti
Orario di ricevimento: su appuntamento

GEOCHIMICA APPLICATA ALLA GEOTERMIA
(Codice esame: 042DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Paolo Fulignati
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Generalità sui sistemi idrotermali. Relazioni tra vulcanismo e sistemi idrotermali ad esso associati. Facies di alterazione e mineralogia idrotermale. Sistemi idrotermali e magmatico-idrotermali attivi e fossili e principali tipologie (sistemi epitermali, sistemi “porphyry copper”, skarn). Analogie tra sistemi idrotermali fossili (giacimenti minerari) e sistemi idrotermali attivi (campi geotermici in sfruttamento industriale). Processi di interazione acqua-roccia. Reazioni di idrolisi, di scambio di base e di silicazione. Diagrammi di attività. Trasporto e deposizione di metalli dai fluidi idrotermali. Modificazioni geochimiche subite dalle rocce interessate da alterazione idrotermale e loro quantificazione: equazione di Gresen e metodo di soluzione grafica dell’equazione di Gresen proposto da Grant. Prospezioni idrogeochimiche e metodi di classificazione delle acque. Geotermometri chimici. Geochimica isotopica. Isotopi radioattivi ed isotopi stabili. Isotopi stabili dell’acqua (18O e D). Fattore di frazionamento. Comportamento degli isotopi stabili durante il ciclo idrologico. Retta delle acque meteoriche. Caratterizzazione isotopica delle acque naturali. Frazionamento isotopico. Geotermometria isotopica. Modificazione della composizione isotopica dell’acqua attraverso processi di interazione acqua-roccia. Applicazione ai sistemi idrotermali attivi e fossili. 18O e 13C come traccianti del processo di termometamorfismo e metasomatismo a carico di rocce carbonatiche (genesi di skarn). Le inclusioni fluide: come si formano e come si riconoscono. Informazioni fornite dallo studio delle inclusioni fluide. Metodologie di analisi (microtermometrie, analisi composizionali “bulk” oppure sulle singole inclusioni). Elaborazione dati microtermometrici e ricostruzione delle condizioni P-T-X del fluido intrappolato. Esempi pratici di applicazione dello studio di inclusioni fluide per la caratterizzazione e la ricostruzione evolutiva di campi geotermici attivi e giacimenti minerari di origine idrotermale.
Esercitazioni. Principi di funzionamento di microscopia elettronica a scansione e microanalisi a dispersione di energia.
Utilizzo della microanalisi SEM-EDS in geotermia: analisi di fasi di neoformazione di piccole dimensioni anidre ed idrate. Tecniche analitiche per lo studio delle inclusioni fluide: preparazione dei campioni, microanalisi EDS su inclusioni aperte e decrepitate. Microtermometria ottica su inclusioni fluide, caratteristiche delle piattaforme riscaldanti/raffreddanti.
Introduzione all'analisi dei fluidi. Metodi di campionamento e analisi svolte al momento del prelievo (T, pH, eH, alcalinità). Titolazione. Principi di cromatografia ionica con esempi pratici di analisi. Principi di spettroscopia in assorbimento atomico con fornetto di grafite.
Esercitazioni in laboratorio

Obiettivi formativi
Lo studente al termine del corso deve aver acquisito le seguenti competenze:
- Conoscenza dei principali processi geochimici che interessano i sistemi idrotermali con particolare riferimento ai processi di interazione acqua-roccia.
- Conoscenza dei principali metodi di acquisizione ed utilizzo dei dati di geochimica dei fluidi (classificazione delle acque, geotermometri chimici etc.)
- Nozioni fondamentali di geochimica degli isotopi stabili (ossigeno, idrogeno, carbonio, cloro) ed utilizzo di questi ultimi in problematiche ambientali e nei processi di interazione acqua-roccia.
- Conoscenza dei principali metodi di studio delle inclusioni fluide e utilizzo dei dati ottenuti da tale metodologia nell’indagine dei sistemi idrotermali attivi e fossili.

Testi consigliati
- Celico P. (1986): Prospezioni idrogeologiche (Volume primo). Liguori Editore, pp.735.
- Faure G. (1986): Principles of Isotope Geology (2nd edition). J. Wiley & Sons, pp.589.
- Longinelli A. & Deganello S. (1999): Introduzione alla Geochimica. UTET, pp.459.
- Pirajno F. (1992): Hydrothermal Mineral Deposits. Springer Verlag, pp.709.
- Shepherd T.J., Rankin A.H. & Alderton D.H. (1985): A Practical Guide to Fluid Inclusion Studies. Blackie and Son, Glasgow, pp. 239.
 
Verifica dell'apprendimento:
Commissione d’esame: P. Fulignati, P. Marianelli, A. Sbrana.
Orario di ricevimento: venerdì: 9-11.

GEOCHIMICA APPLICATA ALLA VULCANOLOGIA
(Codice esame: 043DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Paola Marianelli
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma

Concetti di camera magmatica, mush column, sistemi superficiali e profondi.  Processi chimico-fisici in camere magmatiche, processi di differenziazione, convezione, diffusione, stratificazione, zonature composizionali e termiche. Evoluzione di serbatoi magmatici in sistema chiuso e processi a sistema aperto: rialimentazioni, degassamento e interazioni con le rocce incassanti, processi di mescolamento. Mescolamento fisico vs. ibridizzazione. Ruolo del mescolamento tra magmi nell’evoluzione termica e composizionale delle camere magmatiche e nell’innesco e nella dinamica delle eruzioni. Dinamica delle camere magmatiche, processi di cristallizzazione alla parete, formazione e migrazione del fronte di solidificazione, comportamento dei volatili nella camera magmatica ed all’interfaccia con l’incassante, rocce di parete e informazioni da loro derivanti. Processi e modalità di estrazione e di risalita di magmi. Modelli di estrazione. I volatili nei magmi: comportamento delle specie volatili nei vari processi evolutivi; essoluzione e separazione di una fase fluida (modalità, ruolo della fase fluida essolta nei processi di degassamento in sistema aperto, nell’innesco delle eruzioni e nei meccanismi eruttivi, negli scambi con l’incassante). Ricostruzione del ruolo dei sistemi di alimentazione nei fenomeni precursori, di innesco ed eruttivi. Velocità di risalita dei magmi. Relazioni tra dinamica delle eruzioni e processi nei sistemi di alimentazione (esempi e case history). I sistemi di alimentazione dei vulcani attivi ( Mt. S.Helens, Montserrat, Pinatubo, Vesuvio, Campi Flegrei, Stromboli, Etna, etc..). Trattamento dati e utilizzo della geochimica nella ricostruzione di processi nel sistema di alimentazione. Applicazioni dei dati geochimici alla tefrostratigrafia.

Principali tecniche di studio dei prodotti vulcanici. Utilizzo della tecnica SEM-EDS in vulcanologia: analisi morfoscopiche su rocce piroclastiche e microanalisi su minerali, inclusioni e vetri vulcanici. Tecniche analitiche per lo studio delle inclusioni silicatiche: preparazione dei campioni, microanalisi EDS e WDS, microspettrometria a infrarosso (Fourier Transform Infrared FT-IR) su inclusioni e vetri vulcanici, microsonda Raman, microtermometria ottica, caratteristiche delle piattaforme riscaldanti, strategie di impiego e di indagine. Metodologie di studio dei sistemi di alimentazione: conoscenze derivanti dallo studio di frazioni juvenili, litici “cognate”, litici, petrologia sperimentale, inclusioni silicatiche e fluide. Le inclusioni silicatiche e fluide e lo studio delle camere magmatiche: stime delle temperature di cristallizzazione dei magmi, stima delle pressioni di cristallizzazione dei magmi, percorso evolutivo dei fusi magmatici, evoluzione delle fasi volatili, modelli di solubilità, formazione e evoluzione della fase fluida. Interpretazione dei dati in funzione della ricostruzione dei processi di evoluzione dei magmi nel sistema di alimentazione e delle condizioni PTX in camera magmatica pre-eruttive e sineruttive.

Esercitazioni: esercitazioni pratiche nei Laboratori SEM-EDS e Inclusioni (microtermometria ottica e microspettroscopia vibrazionale)

Lezioni fuori sede (se prevista, congiunta con Geologia delle aree vulcaniche)

 
Obiettivi formativi
Approfondimento della conoscenza dei sistemi di alimentazione dei vulcani attivi. Relazioni tra funzionamento dei sistemi di alimentazione, dinamiche delle eruzioni e caratteristiche dei depositi vulcanici. Acquisizione e pratica in laboratorio delle principali tecniche di studio (in particolare tecniche di base e avanzate per lo studio delle inclusioni fluide e silicatiche), elaborazione risultati e utilizzo di dati ottenibili per la ricostruzione di modelli di funzionamento dei vulcani.

Testi consigliati
Materiale didattico (ppt) e articoli verrano forniti durante il corso
Sigurdsson, H. (Editor in Chief) (2000): Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press. San Diego. 1417 pp.
Wholetz K, Heiken G. (1992): Volcanology and geothermal energy. University of California Press. 432 pp.
Carroll and Holloway (1994): Volatiles in magmas. Reviews in Mineralogy vol. 30. 517 pp.
Roedder (1984): Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy vol. 12. 646 pp.
De Vivo, Bodnar (2003): Melt inclusions in volcanic systems: Developments in Volcanology vol. 5. 258 pp.
Putirka and Tepley III (2008): Minerals, inclusions and volcanic processes. Reviews in Mineralogy vol. 69. 674 pp.
Roedder (1984): Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy vol. 12. 646 pp.
Elisabeth A. Parfitt and Lionel Wilson (2008) Fundamentals of Physical Volcanology, Blackwell 230 pp.
 
Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto, con presentazione (facoltativa) di un articolo scientifico concordato in precedenza con il docente. Voto finale: esercitazioni 10%, presentazione 30%, esame orale 60%. Esercitazioni: pratica in laboratorio. Presentazione: lo studente prepara una presentazione orale (10-15 minuti) su un argomento rilevante nell’ambito del programma del corso. Esame orale: discussione inerente i legami tra argomento della presentazione e metodologie analitiche ed altri argomenti del corso.
Commissione di esame: P. Marianelli, A. Sbrana, P. Fulignati
Orario di ricevimento:  su appuntamento

GEOCHIMICA DEGLI ISOTOPI STABILI
(Codice esame: 147DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Riccardo Petrini
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
I principi del frazionamento isotopico: processi cinetici e reazioni di scambio all’equilibrio; sistematiche isotopiche di ossigeno e idrogeno, teoria ed applicazioni al ciclo idrologico; sistematica isotopica dello Sr, teoria ed applicazioni alla interazione acqua-roccia-suolo e salinizzazione; sistematica isotopica del B, teoria ed applicazioni alla definizione delle sorgenti; sistematica isotopica di azoto e ossigeno, teoria applicazioni in particolare alla contaminazione da nitrati; sistematica isotopica del carbonio, teoria ed applicazioni al ciclo del carbonio; sistematica isotopica dello zolfo, teoria ed applicazioni con riferimento particolare alla origine dei solfuri; sistematica isotopica di cromo e ferro, teoria ed applicazioni alla tracciabilità di processi di ossido-riduzione e ciclo di elementi tossici e potenzialmente tossici. Esempi di applicazione delle sistematiche isotopiche combinate a problematiche geologiche e ambientali. Cenni sulla applicabilità dei metodi isotopici alla rintracciabilità agro-alimentare. Cenni di termometria isotopica
 
Obiettivi formativi
E’ obiettivo formativo del corso la conoscenza e l’applicazione dei principi e metodi della geochimica degli isotopi stabili a sistemi geologici.

Testi consigliati
Valley J.W. and Cole D. (Eds.). Stable Isotope Geochemistry. Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol. 43. Mineralogical Society of America
Johnson C.M., Beard B.L. and Albarede F. Geochemistry of Non-traditional Stable Isotopes. Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol. 55. Mineralogical Society of America
Hoefs J. Stable Isotope Geochemistry. Springer
Gat J.R. Isotope Hydrology. Series in Environmental Science and Management Vol. 6. Imperial College Press

Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d'esame: R. Petrini, B. Raco
Orario di ricevimento: su appuntamento (riccardo.petrini@unipi.it)

GEOLOGIA APPLICATA ALL'AMBIENTE
(Codice esame: )
6 CFU lezioni frontali

Dipartimento di Scienze della Terra
 

GEOLOGIA DEI BASAMENTI CRISTALLINI
(Codice esame: 049DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU lezioni fuori sede
Giovanni Musumeci
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Basamenti cristallini: definizione e contesti tettonici di esposizione e relazioni basamento-copertura. Tipologia della deformazione, meccanismi deformativi, analisi delle meso e microstrutture, condizioni fisiche di deformazione. Associazioni metamorfiche e relazioni blastesi metamorfiche-deformazione. Circolazione di fluidi e strutture tettoniche. Metodi di geotermobarometria, percorsi P-T-deformazione in ambiente orogenico, evoluzione termo-meccanica in regime collisionale (thrusting simple shear, homogeneous pure shear, thrusting and magma emplacement).
Basement nappe e core complex: caratteri geometrici, deformativi e metamorfici, strain pattern e deformation fabric. Esempi geologici le unità di basamento delle Alpi occidentali, ed il duomo metamorfico della Montagna Nera (catena varisica europea)
Magmatismo e deformazione: il magmatismo sintettonico, elementi strutturali, deformazione magmatiche e sub-magmatiche, intrusioni sintettoniche in margini collisionali. Riattivazione ed esumazione dei basamenti cristallini, modalità di deformazione, ruolo del basamento, sovrapposizione di strutture tettoniche. Associazioni strutturali, zone milonitiche, gneiss domes, core complex.

Obiettivi formativi
Conoscenze dei caratteri strutturali e metamorfici dei basamenti cristallini. Riconoscimento delle tipologie deformative e delle evoluzioni metamorfiche in relazione ai processi orogenici. Conoscenza delle diverse metodologie di analisi applicabili nello studio dei basamenti cristallini.

Testi consigliati
- Bouchez J.L., Hutton D.H.W. & Stephens W.E. (1997): Granite: from segregations of melts to emplacement fabrics. Petrology and structural geology series. Kluwer Academic Publishers.
- Burg J.P. & Ford M. (1997): Orogeny through time. Geological Society of London. Special publications No 121.
- Knipe R.J. & Rutter E.H. (1990): Deformation mechanism, rheology and tectonics. Geological Society of London. Special publications No 54.
- Kornprobst J. (2002): Metamorphic rocks and their geodynamic significance. Petrology and structural geology series. Kluwer Academic Publishers.
- Passchier C.W. & Trouw R.A.J. (1996): Microtectonics. Springer-Verlag Berlin.
22
- Ring U., Brandon M.T., Lister G.S. & Willett S.D. (1999): Exhumationprocesses: normal faulting, ductile flow and erosion. Geological Society of London. Special publications No 154.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d’esame: G. Musumeci, G. Molli.
Orario ricevimento: martedì: 11-13.

GEOLOGIA DELLE AREE VULCANICHE
(Codice esame: 155DD)
6 CFU: 2 CFU lezioni frontali, 3 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Alessandro Sbrana
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Fondamenti di stratigrafia in aree vulcaniche, strutture, unità cartografiche , cartografia dei differenti tipi di unità vulcaniche, cartografia delle unità epiclastiche. Tecniche di rilevamento geologico in aree vulcaniche. Linee guida di cartografia geologica in aree vulcaniche. Cartografia di pericolosità.
 
Obiettivi formativi
Apprendere gli aspetti fondamentali della geologia delle aree vulcaniche. Apprendere le modalità di derivazione di cartografie tematiche di pericolosità e di ricerca di risorse energetiche da carte geologiche di aree vulcaniche.
 
Modalità d’esame: esame orale con voto
Commissione d’esame: A. Sbrana, P. Fulignati, P. Marianelli
Orario ricevimento: non disponibile

GEOLOGIA ECONOMICA
(Codice esame: 052DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni e lezioni fuori sede
Anna Gioncada
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma

Minerali e rocce come fonte di materie prime. Minerali industriali e minerali metallici, minerale di cava e minerale di miniera. Risorse e riserve. Terminologia specialistica del settore. Le materie prime minerali essenziali per l’economia europea; le risorse minerarie italiane.
Fattori di competenza della geologia che rendono un giacimento di minerali industriali o metallici economicamente rilevante. La classificazione dei depositi minerari.
Processi geologici che determinano lo sviluppo di concentrazioni di risorse minerali d’interesse economico: processi magmatici, magmatico-idrotermali, idrotermali, sedimentari, supergenici. Principali tipi di depositi di minerali metallici e industriali con casi di studio: depositi a minerali metallici in complessi intrusivi ed effusivi basici e ultrabasici; i giacimenti diamantiferi; pegmatiti e apliti; skarn; i sistemi porphyry copper e IOCG, i depositi epitermali; depositi VMS, Sedex, Mississippi Valley-type; Carlin-type; depositi placer, depositi in rocce residuali, depositi legati a processi supergenici.
Metodi d’indagine: caratteri macroscopici, microstrutturali, geochimici e mineralogici delle rocce mineralizzate e delle facies di alterazione associate; inclusioni fluide, geotermometria e geobarometria. Metodi e fasi dell’esplorazione mineraria e dello sfruttamento.


Obiettivi formativi
Il corso intende fornire competenze riguardanti la genesi, il reperimento e lo sfruttamento delle risorse rappresentate da depositi di minerali e rocce che presentano un valore economico. Gli obiettivi formativi comprendono l’acquisizione di conoscenze sull’utilizzo dei diversi minerali metallici e industriali, sul loro valore economico e sulle principali cause delle sue oscillazioni, sui processi geologici responsabili dello sviluppo di depositi economicamente sfruttabili e sul loro reperimento. 

Testi consigliati
- Ridley (2013) Ore deposit geology Cambridge. 398 p.- Pohl WL (2011) Economic Geology: Principles and Practice. Blackwell. 
- Robb L. (2005): Introduction to ore forming processes. Blackwell Publishing, 373 p.
- Moon C. J., Whateley M. K.G. & Evans A. M.(2006) Introduction to Mineral Exploration Blackwell Publishing, 2006, p. 499
- Taylor R. (2009): Ore Textures - Recognition and Interpretation. Springer
- Pracejus B. (2008) The Ore Minerals Under the Microscope - An Optical Guide. ATLASES IN GEOSCIENCE, 3, Elsevier
- Spry, P.G. and Gedlinske, B.L. (1987): Tables for the Determination of Common Opaque Minerals. Economic Geology.
- Wills B. A., Napier-Munn T. (2006) Mineral Processing Technology -An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. ISBN: 0750644508, Elsevier Science & Technology.
 
Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto, con discussione su un articolo scientifico in lingua inglese concordato in precedenza con il docente.
Commissione d’esame: A. Gioncada, M. Lezzerini, S. Raneri, S. Rocchi.
Orario di ricevimento: tutti i i giorni su appuntamento.

GEOLOGIA STRUTTURALE E MICROTETTONICA
(Codice esame: 033DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Chiara Montomoli
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Deformazione finita e progressiva. Deformazione e fluidi. Sistemi di vene. Foliazioni e lineazioni nelle rocce deformate e loro meccanismi di formazione. Riconoscimento e classificazione di foliazioni alla microscala. Meccanismi deformativi alla microscala. Piegamento di un strato singolo e di un multistrato. Modelli cinematici di piegamento e piegamenti sovrapposti. Strain e pieghe. Pieghe a guaina. Flanking folds e flanking structures. Zone di taglio; indicatori cinematici alla meso e alla microscala per il senso di taglio e lo spostamento. Riconoscimento di indicatori cinematici alla microscala. Processi di strain softening e strain hardening per la localizzazione e sviluppo di zone di taglio. Vorticità cinematica: principi e metodi.
Il corso prevede lezioni teoriche e pratiche sia in aula che in campagna.
Il lavoro di campagna prevede una lezione fuori sede di tre giorni.

Obiettivi formativi
Conoscenza approfondita della geometria e della cinematica delle strutture duttili; conoscenza dei principali meccanismi di deformazione delle pieghe e delle zone di taglio fragili e duttili e del ruolo dei fluidi nella deformazione; riconoscimento delle principali microstrutture.

Testi consigliati
- Twiss R.J. & Moores E.M. (1992): Structural Geology. W.H. Freeman and Company.
- Passchier C.W. & Trouw R.A.J. 2005): Microtectonics. Springer-Verlag.
- Trouw R.A.J, Passchier C.W. & Wiersma D.J. (2010): Atlas of mylonites and related microstructures.Springer-Verlag.
- Ramsay J.G. & Huber M.I. (1983): The techniques of Modern Structural Geology. Vol. 1: Strain analysis. Academic Press.
- Ramsay J.G. & Huber M.I. (1987): The techniques of Modern Structural Geology. Vol. 2: Folds and Fractures. Academic Press.
- CD delle lezioni e dispense del docente.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d'esame: C. Montomoli, L. Pandolfi, G. Molli.
Orario di ricevimento: lunedì, 12 -13.

GEOMATICA
(Codice esame: 539AA)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Marina Bisson
INGV
 
Programma
Geomatica e il suo significato: panoramica introduttiva sulle discipline e tecniche inerenti. I principali sistemi geodetici e cartografici di riferimento utilizzati in Italia. Richiami sulla rappresentazione della realtà in ambiente GIS tramite layers informativi vettoriali e raster: il modello n(G-A), il concetto di overlay, dati vettoriali 2/3D (primitive geometriche, database relazionabili, visualizzazioni, operatori di analisi), dati raster (il pixel, significato quantitativo e qualitativo, la visualizzazione), principali formati vettoriali e formati raster, esempio di banca dati relazionabile in ambito geologico.
Approfondimento sul Modello raster quantitativo: concetto di spazializzazione dell’informazione, la griglia, la risoluzione spaziale, la map algebra, gli operatori matriciali di analisi locale (riclassificazione, query, overlay), focale (finestra mobile), zonale e di prossimità (buffer).
Modello digitale del terreno: significati e differenze tra gli acronimi TIN, DEM, DTM e DSM. Acquisizione dati 3D (x,y,z): digitalizzazione a video da mappe georeferite, georeferenziazione, conversione di dati tra diversi sistemi cartografici di riferimento, GPS, il sistema ALS e TLS, Ecoscandagli, importazione di file 3D memorizzati in diversi formati, vettorializzazione da raster.
Elaborazione dei dati 3D e realizzazione del modello digitale del terreno: il significato dell’interpolazione spaziale, i metodi di interpolazione e i formati di output.
I più significativi operatori di analisi in ambito geologico applicati ai modelli digitali del terreno (hillshaded, contour, slope, aspect, viewshed, curvature, idrology) con le rispettive mappe di output: il rilievo ombreggiato, le curve di livello, le pendenze, l’esposizione dei versanti, la visibilità, la concavità e convessità, i reticoli e bacini idrografici. Visualizzazione di mappe 3D tramite tecniche di draping, vertical exageration and view angles.

Obiettivi formativi

Lo scopo del Corso è di favorire l'apprendimento dei principali strumenti e tecniche per gestire e produrre cartografia digitale 3D acquisendo anche competenze di analisi utili per affrontare problematiche in ambito geologico attraverso l’utilizzo di piattaforme GIS.

Testi consigliati
- Gomarasca M.A. (2004): Elementi di Geomatica. Associazione italiana di rilevamento.
- Dispense pdf e cartacee (materiale didattico ed articoli scientifici) fornite dal docente.
 
Verifica dell'apprendimento: esame scritto e orale con voto.
Commissione d’esame: M. Bisson, D. Nannini
Orario di ricevimento: su appuntamento.

  GEOMORFOLOGIA APPLICATA
(Codice esame: 137DD)
6 CFU: 3 CFU lezioni frontali, 2 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Carlo Baroni, Adriano Ribolini
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
I campi di applicazione della Geomorfologia.
Risposte degli agenti geomorfologici alle sollecitazioni ambientali e antropiche. Global Change. Cambiamenti climatici e modificazioni ambientali, esempi del passato e tendenze evolutive. Archivi paleoclimatici e paleoambientali. Pericolosità geomorfologica. Criteri geomorfologici per la valutazione d’impatto ambientale.
Geomorfologia antropica. L’uomo come agente morfogenetico: dall’uso del fuoco all’attività estrattiva, dall’insediamento preistorico all’ambiente urbano. Forme artificiali del rilievo. Pratiche agricole e irrigue; terrazzamenti artificiali. Aree di bonifica e bacini artificiali. Deviazioni fluviali. Aree estrattive e discariche d’inerti. Conseguenze dirette e indirette dell’attività antropica sull’ambiente. Casi di studio con esempi d’indagini integrate geomorfologiche, geoarcheologiche e geofisiche.
Geomorfologia applicata alle aree di pianura e alle coste. Evoluzione degli alvei fluviali e delle piane di esondazione. Paleoalvei. Criteri per la ricostruzione cronologica di eventi alluvionali. Principali interventi antropici in aree di pianura. Indagini integrate (geomorfologiche, sedimentologiche, geologiche e geofisiche) per lo studio dell’evoluzione di aree di pianura.
Variazioni del livello del mare, cause e conseguenze. Fattori naturali e antropici nella dinamica costiera. Erosione costiera, tecniche di monitoraggio e interventi di difesa.
Geomorfologia applicata alla dinamica dei versanti. Erosione del suolo e degradazione dei versanti. Coni di detrito e di debris flows. Tipologia, stile, stato di attività e distribuzione dei fenomeni franosi. Deformazioni gravitative profonde e di versante. Esempi di indagini integrate (geomorfologiche, geologiche, dendrocronologiche e geofisiche) per l’identificazione del rischio di frana e per lo studio di fenomeni franosi.
Geomorfologia applicata all’ambiente glaciale e periglaciale.
I ghiacciai e il permafrost come indicatori climatici e ambientali. Le calotte glaciali, archivi paleoclimatici e paleoambientali. Artide e Antartide: applicazioni della geomorfologia per lo studio delle aree polari. Dissesti in aree glacializzate, Degradazione del permafrost e dissesti indotti. Indagini integrate geomorfologiche, glaciologiche, dendrocronologiche e geofisiche in ambiente glaciale e periglaciale.
Dendrogeomorfologia
Dendrogeomorfologia e sue applicazioni. Esempi di studio in vari ambienti morfogenetici.
Esercitazioni
Cartografia geomorfologica con finalità applicative. Fotointerpretazione, rilevamento, e fasi di elaborazione; esempi di rappresentazione cartografica e informatizzazione dei dati. Analisi di casi di studio. Carte geomorfologiche ad indirizzo applicativo in aree intensamente antropizzate.
Lezioni fuori sede: Appennino Sett., Versilia, pianura di Pisa, cave di Carrara, Alpi Apuane, Alpi (rilevamento).
 
Obiettivi formativi
Conoscenza dei principali campi di applicazione della Geomorfologia; riconoscimento e interpretazione dei principali processi di pericolosità geomorfologica; capacità di applicare tecniche d’indagine geomorfologica per lo studio della dinamica ambientale, per la pianificazione e la gestione del territorio, per la definizione del rischio geomorfologico e per la valutazione dell’impatto ambientale dell’attività antropica.

Testi consigliati
- Panizza M. (2005): Manuale di Geomorfologia Applicata. Franco Angeli Ed.
- Cooke R.U., Doornkamp J.C. (1990): Geomorphology in environmental management. Clarendon Press, Oxford.
- Selby M.J. (1985): Hillslope materials and processes. Clarendon Press - Oxford.
 
Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto (+ eventuali relazioni).
Commissione d’esame: C. Baroni, M. Pappalardo, A. Ribolini, M.C. Salvatore
Orario di ricevimento: martedì: 9-11.

GEOMORFOLOGIA RADAR
(Codice esame: 097DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Adriano Ribolini
Dipartimento di Scienze della Terra
(Corso mutuato dalla Laurea in Geofisica di Esplorazione ed Applicata)
 
Programma
Lezioni frontali (4 CFU): Metodi geofisici impiegati nella geomorfologia: vantaggi e limiti. Principi elettromagnetici del Ground Penetrating Radar (GPR). Riflessione e rifrazione di onde elettromagnetiche. Riflettori orizzontali, inclinati e puntuali. Proprietà elettriche e magnetiche di rocce, suoli e fluidi. Permittività elettrica, permeabilità magnetica e conducibilità elettrica. Propagazione e attenuazione dei segnali elettromagnetici nei mezzi geologici. Coefficiente di riflessione. Risoluzione verticale ed orizzontale, dip-displacements, diffrazioni e riflessioni out-of-line.
Antenne GPR e polarizzazione dei segnali. Metodi di acquisizione bi- e tri-dimensionali: finestra temporale, intervallo di campionamento temporale e spaziale.
Elaborazione di dati GPR. Move start time, filtri temporali e spaziali, guadagno, calcolo della velocità del segnale GPR, migrazione (cenni). Esempi di trattamento dati. Cause delle riflessioni GPR nei sedimenti. Misure dirette di permettività elettrica (riflettometria time-domain) e permeabilità magnetica, confronto fra tracce radar reali e modelli di impedenza sintetici. Il ruolo delle fasi liquide nei sedimenti. Ricostruzione della struttura interna dei depositi clastici. Relazione fra risoluzione verticale e laterale di indagini GPR e bedding sedimentario. Facies radar. Superfici radar, radar package, significato stratigrafico-ambientale. Esempi di facies radar di forme di deposito dei principali ambienti deposizionali. GPR e permafrost. Definizione ed estensione geografica dell'ambiente a permafrost. Proprietà termiche dei materiali geologici e regime termico del suolo. Processi di congelamento e formazione di ghiaccio nella sottosuperficie. Misure sperimentali di cicli di gelo-disgelo. Profilo verticale di temperatura dei terreni caratterizzati da permafrost. Strato attivo. Flusso di calore e spessore del permafrost. Forme da permafrost. Rock Glacier. Permafrost e global change. Effetti geomorfologici della fusione del permafrost. Principali obiettivi delle indagini GPR negli ambienti a permafrost. Riflessioni dello strato attivo e delle zone a diverso contenuto in ghiaccio. Il ruolo di acquisizioni GPR time-domain. Esempi di indagini GPR. GPR e ambiente glaciale. Formazione, distribuzione geografica e classificazione dei ghiacciai. Bilancio di massa e linea di equilibrio. Movimento dei ghiacciai. Trasporto e deposizione glaciale. GPR e glaciologia: vantaggi, limiti e principali obiettivi delle indagini radar. Analisi di polarità dei segnali GPR. Individuazione del bedrock, di tunnel endoglaciali, di lenti di detrito e di masse di ghiaccio temperato.
Applicazioni del GPR nell'ambiente eolico. Profilo di velocità del vento nello strato limite dell'atmosfera e velocità di taglio. Processi: di trasporto di granuli sedimentari: sospensione, saltazione e reptazione. Processi di erosione: deflazione, corrasione. Forme di erosione. Formazione delle dune eoliche: processi fluidodinamici. Classificazione e stratificazione interna delle dune. Indagini GPR per la ricostruzione della struttura interna delle dune e della loro evoluzione nello spazio e nel tempo. Dune costiere. Dune come analoghi di reservoir di idrocarburi.
GPR e ambiente fluviale. Generalità sull'ambiente fluviale. Processi di erosione e di deposito. Genesi e caratteristiche morfologie e stratigrafiche delle pianure alluvionali. Terrazzi fluviali, significato climatico e tettonico. Esempi di ricostruzione della struttura interna di depositi di pianura alluvionale e di terrazzo fluviale.
Utilizzo del GPR per la ricostruzione di elementi tettonici e della fratturazione di materiali. geologici.
GPR multicanale e multifrequenza. Schemi di disposizione di antenne, posizionamento, risoluzione spaziale. Applicabilità nei contesti geomorfologici, geoarcheologici e nell'ingegneria civile.
Lezioni fuori sede (1 CFU): Progettazione e realizzazione di un'acquisizione GPR bi e tridimensionale. Acquisizione dati GPR in ambiente eolico, fluviale , carsico ed in aree estrattive (costa toscana, M. Pisani ed Alpi Apuane). Ciclo produttivo dei sistemi GPR, nuove strumentazioni, prototipi e loro applicazione nelle attività industriali (visita in azienda).
Attività di laboratorio (1 CFU): Realizzazione di radargrammi sintetici, simulando varie condizioni geomorfologiche (GPRSim). Processamento ed interpretazione di dati GPR reali, realizzazione di sezioni verticali e tomografie GPR orizzontali (time slice) (GRED 3D, GPRSlice)

Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti i principi base del funzionamento del Ground Penetrating Radar (GPR) , delle tecniche di processamento dati e delle applicazioni nei principali ambienti geomorfologici. Le applicazioni ai vari contesti, dopo un inquadramento teorico, saranno illustrate attraverso la documentazione di casistiche reali. Sono previste esercitazioni pratiche di utilizzo del GPR e di elaborazione dati.

Testi consigliati
- Jol H.M. (2009): Ground Penetrating Radar theory and applications. Elsevier Science, 544 pp.
- Bristow C.S., Jol H.M. (2003): Ground Penetrating Radar in Sediments. Geological Society London, pp. 330.
- Summerfield M.A (1991): Global_Geomorphology. Wiley, pp. 537.
 
Verifica dell'apprendimento: esame orale, redazione di relazione tecnica di simulazioni sintetiche ed elaborazione di dati reali.
Commissione d’esame: A. Ribolini, C. Baroni, A. Mazzotti.
Orario di ricevimento: martedì: 9-11.

GEOPEDOLOGIA
(Codice esame: 159GG)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Giovanni Zanchetta
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Richiami di pedologia generale: il processo di “weathering”, l‟alterazione dei minerali, delle rocce e della materia organica, i prodotti dell'alterazione, tipologia e condizioni di formazione delle nuove fasi e loro stabilità/mobilità. I fattori della pedogenesi ed i processi pedogenetici principali, relazione fra suolo, clima ed ambiente. Il fattore “tempo” per lo sviluppo dei suoli. Il ruolo dei suoli nel ciclo del carbonio e nella produzione di CO2. Significato “geologico” dei suoli. Relazione tra suolo e ambienti deposizionali continentali. Suoli sepolti e paleosuoli, uso in stratigrafia e geomorfologia. Come “datare” un suolo. I suoli come archivi naturali dell’ambiente passato. Metodologie chimiche ed isotopiche per lo studio dei suoli e dei paleosuoli e le implicazioni per le ricostruzioni ambientali. Introduzione allo studio di altri archivi naturali che possono fornire informazioni indirette sullo sviluppo ed evoluzione dei suoli. I processi di erosione dei suoli: l‟impatto antropico ed i processi naturali. Gli archivi naturali dei processi erosivi dei suoli. Il suolo come risorsa, il suo sfruttamento, il suolo come fattore limitante allo sviluppo delle società umane.
 
Obiettivi formativi
Il suolo come interfaccia naturale fra atmosfera, idrosfera, biosfera e litosfera rappresenta un archivio naturale ricco di informazioni sulle condizioni ambientali al momento della sua formazione e del suo sviluppo. Il corso si propone di fornire le conoscenze generali per l’utilizzo dei suoli come archivi per ricavare informazioni utili alla ricostruzione dell’ambiente e delle sue variazioni sia di origine naturale che introdotte dall’uomo.
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
 
Testi consigliati
- Cremaschi M., Rodolfi G. (1991): Il suolo. Pedologia nelle Scienze della Terra e nella valutazione del territorio. NIS, Roma, pp. 428.
- Baize D., Jabiol B. (1995): Guide pour la descirption des sols. INRA Editions, Paris, pp. 375.
- Birkeland P.W. (1974): Pedology, weathering and geomorphological research. Oxford Univeristy Press, London, pp. 285.
- Magaldi D., Ferrari G.A. (1984): Conoscere il suolo: introduzione alla pedologia. ETAS Libri, Milano, pp. 107.
- White E.R. (2007): Principles and practice of soil science. The soil as a Natural Resource. Blackwell, pp. 363.
 
Verifica apprendimento:
Commissione d’esame: G. Zanchetta, R. Santacroce
Orario di ricevimento: mercoledì: 9 - 10.

GEOTECNICA
(Codice esame: 015HH)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Diego Lo Presti
Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale
 
Programma
Il corso si pone l'obiettivo di fornire alcuni concetti generali relativi al comportamento meccanico dei terreni e delle rocce e le conoscenze fondamentali per la caratterizzazione meccanica dei medesimi mediante indagini di laboratorio e di sito. Il corso descrive anche sommariamente le opere di ingegneria civile che interagiscono con i terreni e le rocce e le problematiche che nascono da questa interazione.
ARGOMENTO 1: Classificazione dei terreni e delle rocce. Interazione tra fase fluida e scheletro solido. Determinazione delle tensioni geostatiche e di quelle indotte dai carichi esterni. Cenni sulle tipologie di fondazione e opere di sostegno
ARGOMENTO 2: Idraulica dei terreni e fenomeni di rottura idraulica.
ARGOMENTO 3: Caratterizzazione meccanica dei terreni mediante prove di laboratorio e di sito
ARGOMENTO 4: Cenni sullo stato limite di esercizio di fondazioni e opere di sostegno.
ARGOMENTO 5: Cenni sullo stato limite ultimo di fondazioni e opere di sostegno.
 
Obiettivi formativi
 
Testi consigliati
- D. Lo Presti. Manuale di Ingegneria Geotecnica (Volume I e Volume II). Edizioni Plus. Lancellotta Geotecnica ed. Zanichelli

Verifica apprendimento: esame orale, interrogazione sul programma svolto e discussione delle esercitazioni (tesine relative all'interpretazione di indagini o analisi di stati limite)
Commissione d’esame: D. Lo Presti, Perilli N., Squeglia N.
Oriario di ricevimento: giovedì 14.30-18.30 presso Dip. Ingegneria, Vie e Trasporti

GEOTERMIA
(Codice esame: 138DD )
6 CFU: 4 lezioni frontali, 1 CFU lezione fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Alessandro Sbrana
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Introduzione al corso: la geotermia fonte di energia rinnovabile a basso impatto ambientale. Origine del calore terrestre. Il flusso di calore. Conduzione e convezione. Anomalie geotermiche e geodinamica. Relazioni tra vulcanismo e geotermia. Le sorgenti delle anomalie termiche nella crosta superficiale, camere magmatiche in aree vulcaniche, intrusioni, aree distensive (rift, ecc.). Il raffreddamento di corpi magmatici per conduzione e convezione.
I sistemi idrotermali. Classificazione. Sistemi in aree vulcaniche, sistemi connessi ad intrusioni, sistemi connessi ad aree distensive. I fluidi idrotermali. Acque e gas. Proprietà chimiche e fisiche. I minerali di alterazione idrotermale. I processi di interazione acqua-roccia, generalità. La zoneografia dei sistemi idrotermali. Esempi di sistemi idrotermali in sfruttamento industriale.
I campi geotermici, tipi, caratteristiche e loro classificazione. Lo sfruttamento dei campi geotermici. Usi dei fluidi geotermici.
Generazione di elettricità, concetti principali, panorama italiano e mondiale.
Usi diretti dei fluidi geotermici, tipi di impieghi (diagramma di Lindal), situazione e prospettive. Energia geotermica ed ambiente. Impatto ambientale legato a esplorazione e produzione dei fluidi geotermici.
Lezione fuori sede: nell'area geotermica toscana: la geologia dei campi, le manifestazioni naturali, l'alterazione idrotermale superficiale.
Lezione fuori sede: negli impianti industriali ENEL di Larderello: gli impianti di perforazione geotermica, gli impianti per la generazione di elettricità, gli impianti per usi diretti dei fluidi geotermici.

Obiettivi formativi
Conoscenza dei principi base dei sistemi geotermici, tipologie di sistemi geotermici. Padronanza delle tecniche di esplorazione geotermica. Padronanza degli aspetti geologici relativi alla utilizzazione e sfruttamento dei fluidi geotermici.

Testi consigliati
- Ellis A.J., Mahon W.A.J. (1977): Chemistry and Geothermal systems.
- Verdiani G., Sommaruga C. (1992): Elementi di Geotermia.
- Barbier E., Santoprete G. (1993): L'Energia Geotermica.
- Pirajno F. (1993): Hydrothermal mineral deposits.
- Wholetz K., Heiken G. (1993): Volcanology and Geothermal energy.
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.
Commissione d'esame: A. Sbrana, P. Fulignati. P. Marianelli.
Orario di ricevimento: lunedì: 11 - 13.

GEOTERMODINAMICA
(Codice esame: )
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Pietro Armienti
Dipartimento di Scienze della Terra
Programma
Principi e definizioni. Variabili di stato: Pressione, temperatura, Volume. Equazioni di stato. I e II Principio. Capacità termica, Entalpia, Entropia, Energia Libera. Grandezze molari parziali, attività, fugacità. Equazioni di Stato di sistemi di interesse geologico. Equazione di stato di H2O pura: Applicazioni al flusso dei ghiacciai. Equazione di stato dell'acqua di mare: Effetti climatici globali. Equazioni di stato di fusi silicatici minerali: calcolo delle densità di Crosta, mantello ed effetti su movimento e differenziazione dei magmi. Reazioni chimiche e costanti di equilibrio. Geotermometri e geobarometrie valutazioni delle variabili intensive nei processi geologici. Temperatura, Pressione, Pressione dei fluidi (H2O, CO2, O2). Relazioni tra degassamento, cristallizzazione e risalita dei Magmi. Determinazione delle linee di evoluzione dei liquidi magmatici. Coefficienti di partizione Solido/Liquido. Dipendenza da T, P e composizione. Descrizione degli equilibri solido-liquido tramite i Kd. Sistemi ad uno, due e tre componenti. Diagrammi P – T. Sistemi contenenti una fase fluida. Il Sistema Basaltico ed il Sistema Petrogenetico Residuale.
Esercitazioni: Elaborazione di simualzioni del comportamento dei sistemi geologici: raccolta dati e loro rappresentazioni.
Obiettivi formativi
Il corso fornisce le nozioni termodinamiche necessari alla descrizione dei sistemi geologici complessi controllati da scambi di energia termica.
Testi consigliati
Articoli scientifici e presentazioni power point forniti durante il corso
 
Verifica dell’apprendimento: discussione su un problema di carattere termodinamico assegnato alla fine del corso
Commissione d'esame: P. Armenti, M. Masotta
Orario di ricevimento: su appuntamento

IDROGEOLOGIA
(Codice esame: 058DD )
6 CFU: 5 lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Roberto Giannecchini
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Richiami sui concetti di base dell’idrogeologia affrontati nel corso di Geologia Applicata: ciclo idrologico, proprietà idrogeologiche delle rocce, concetto di falda, legge di Darcy, rappresentazioni idrogeologiche, intrusione salina, perforazione, completamento e sviluppo pozzi. Determinazione del coefficiente di permeabilità in laboratorio e in sito. Uso dei traccianti in idrogeologia. Ricerca di acqua nel sottosuolo: tecniche di rilevamento diretto e indiretto. Prospezioni geofisiche: indagini sismiche e geoelettriche nel reperimento della risorsa idrica. Idrogeologia degli acquiferi carsici: definizioni, caratteristiche e problematiche. Esempi. Le sorgenti: richiamo sulle classificazioni principali, opere di captazione. Regime delle portate delle sorgenti. Valutazione delle riserve idriche sotterranee: concetti di riserva, risorsa e immagazzinamento. Studio degli idrogrammi in regime non influenzato. Coefficiente di esaurimento. Prove di pompaggio su pozzi per acqua e idrodinamica dei pozzi: teoria dell’equilibrio di Dupuit e del non equilibrio di Theis, formule di approssimazione logaritmica di Jacob. Individuazione dei parametri di pozzo (curva caratteristica, portata critica, portata ottimale di esercizio, raggio di influenza). Individuazione dei parametri idrogeologici dell’acquifero (coefficiente di permeabilità, coefficiente di immagazzinamento, trasmissività). Prove di pompaggio a gradini di portata e di lunga durata. Analisi dei limiti dell’acquifero. Interferenza tra pozzi: principio di sovrapposizione degli effetti, effetto barriera.
Idrogeochimica: caratteristiche dell’acqua, composizione delle acque sotterranee, caratteristiche chimiche dei principali ioni e molecole disciolte; caratteristiche fisiche e chimiche delle acque sotterranee, prelievo di campioni, diagrammi idrochimici principali; classificazione delle acque. Cenni di idrologia isotopica.
Vulnerabilità degli acquiferi e principali tecniche di valutazione. Cenni di modellazione numerica.

Obiettivi formativi
Il corso si propone formare una figura professionale capace di individuare, sfruttare, gestire e conservare la risorsa idrica; precisare e risolvere le problematiche connesse con l’interferenza tra risorsa idrica e attività antropica (pozzi, sorgenti, inquinamento delle falde acquifere, cuneo salino, ecc.).

Testi consigliati
Celico P. (1986): Prospezioni idrogeologiche Voll. 1 e 2. Liguori Ed., Napoli.
Cerbini G., Gorla M. (2004): Idrogeologia applicata. Geo-Graph, Segrate.
Cetraro F. (2010): Idrogeologia e opere di difesa idraulica. EPC libri, Roma.
Civita M. (2005): Idrogeologia applicata e ambientale. Ambrosiana, Milano.
Custodio E., Llamas M.R. (2005): Idrologia sotterranea Voll. 1 e 2. Flaccovio, Palermo.
Fitts C.R: Groundwater science. Academic Press, 2002.
Gorla M. (2009): Idrogeofisica. Geofisica applicata all’idrogeologia. Flaccovio, Palermo.
Gorla M. (2010): Pozzi per acqua. Manuale tecnico di progettazione. Flaccovio, Palermo.
Singhal B.B.S., Gupta R.P. (2010): Applied hydrogeology of fractured rocks. Springer.
Todd T.K, Mays L.W. (2005): Groundwater Hydrology. Wiley.
Dispense del docente.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto
Commissione d'esame: R. Giannecchini, G. D’Amato Avanzi, R. Petrini, Y. Galanti, C. Bartelletti.
Orario di ricevimento: Lunedì, 11.00-13.00 o su appuntamento.

IDROGEOLOGIA APPLICATA
(Codice esame: )
6 CFU: 5 CFU  lezioni frontali, 1 CFU  esercitazioni
Matia Menichini1, Nicola del Seppia2 
1Istituto di Geoscienze e Georisorse - CNR
2Autorità di Bacino del fiume Serchio 
 
Programma
Saranno trattati numerosi argomenti di estrema attualità in materia di gestione delle acque introdotti di recente dalla DQA 2000/60/CE, dal D.M. n. 39 del 24/02/2015 e dal D.P.G.R. n. 61R/2016. Saranno descritti gli strumenti di pianificazione che consentono l’attuazione di tali normative come il Piano di Gestione delle Acque (PGA), con focus dedicati ai seguenti argomenti: definizione e individuazione dei corpi idrici superficiali e sotterranei e loro interazione con l’attività antropica (cave, discariche, ecc.); bilancio idrico; obiettivi di qualità della risorsa idrica fissati dalla direttiva; concetto di misure di base, misure supplementari, key type measures (KTM), misure “win-win”, misure per contrastare il cambiamento climatico; usi e servizi idrici; servizi eco-sistemici; metodo di stima dei costi finanziari, costi ambientali e costi della risorsa; concetto di “danno” e di “costi sproporzionati”, deroghe e proroghe agli obiettivi di qualità; fonti di finanziamento del programma di misure: progetti europei (Life, Horizon2020) e progetti regionali (PIT); cenni di modellazione idrologica-idraulica (HecHMS, HecRAS, MadCad) applicata alla gestione della risorsa idrica.
Le principali tematiche affrontate nella seconda parte del corso sono le seguenti: richiami di Idrogeologia e Geochimica Isotopica per lo studio dei sistemi acquiferi. Misure idrogeologiche puntuali, pianificazione, installazione ed elaborazione dati di una rete di monitoraggio in continuo. Inquinamento: tipologia e meccanismi di contaminazione naturale ed antropica. Sviluppo di modelli idrogeologici concettuali mediante presentazione e discussione di casi studio (sistemi acquiferi porosi e fratturati interessati da intrusione marina, sistemi acquiferi in stato di criticità di bilancio idrico e qualitativo per fenomeni di inquinamento diffuso e/o puntuale, definizione delle zone di protezione di captazioni idropotabili, acquiferi carsici, casi di inquinamento da percolato in discariche RSU). Modellistica numerica di flusso e di trasporto: teoria sulla modellistica numerica; codici di calcolo (modflow, modpath, zone budget, mt3dms, seawat, ucode) ed interfacce grafiche; descrizione delle fasi di implementazione e calibrazione di un modello numerico di un sistema acquifero; utilizzo dei modelli come strumenti affidabili per una corretta gestione e salvaguardia della risorsa; presentazioni di numerosi casi studio.
 
Obiettivi Formativi
 
Testi consigliati
Agnoletto R. et alii. (2016): Nuovo manuale di diritto e gestione dell’ambiente. Maggioli Editore
Appelo C.A.J., Postma D. (1996): Geochemistry, Groundwater and Pollution. A.A. Balkema, 536 pp.
Bear J., Cheng A. H.-D.(2010): Modeling groundwater flow and contaminant transport, Springer, 834 pp.
Celico P. (1986-88): Prospezioni Idrogeologiche, Voll. I e II. Liguore Editore.
Chiesa G. (1994): Inquinamento delle Acque Sotterranee. Hoepli Editore, 696 pp.
Civita M. (2005): Idrogeologia applicata e ambientale. Casa Editrice Ambrosiana, 800 pp.
Custodio E., Llamas M. R. (2005): Idrologia Sotterranea. Dario Flaccovio Editore,1104 pp.
Fetter, C. W. (2001): Applied Hydrogeology. Prentice-Hall Publishing Co. New York, 598 pp. 
Fetter, C. W. (1999): Contaminant Hydrogeology. Prentice-Hall Publishing Co. NJ, 500 pp.
Todd D. K., Mays W.L. (2004): Groundwater Hydrology, John Wiley & Sons, 656 pp.
Materiale bibliografico reperibile on-line:
 - Monaco Eugenio - Strumenti economici per la conservazione delle risorse idriche (ISPRA)
- Del Seppia Nicola, Kreuter Helena, Metulini Rodolfo - Analisi economica sull’utilizzo della risorsa idrica nel distretto de fiume Serchio.
- Brouwer Roy - Practical Working Definition Environmental and Resource Costs and Benefits (Deliverable D12)
- Direttiva Quadro Acque (2000/60/CE) e D.M. n. 39 del 24/02/2015.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto
Commissione d'esame: Matia Menichini, Nicola Del Seppia, Roberto Giannecchini, Giacomo Alfredo D’Amato Avanzi, Yuri Galanti

Orario di ricevimento: contattare il docente


MICROPALEONTOLOGIA
(Codice esame: 149DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontal, 2 CFU esercitazioni
Caterina Morigi
Dipartimento di Scienze della Terra
 
Programma
Sistematica dei Foraminiferi bentonici e planctonici; morfogruppi dell’epifauna e dell’infauna. Tecamebe. Nannofossili calcarei. Calpionellidi. Radiolari. Diatomee e Silicoflagellati. Dinoflagellati. Cenni su altri microfossili. Applicazioni di metodi stratigrafici, qualitativi e quantitativi in micropaleontologia. Interpretazione ambientale e paleo-batimetrica attraverso l’uso di foraminiferi planctonici e bentonici. In laboratorio, preparazione di campioni micropaleontologici; esercitazioni pratiche al microscopio su residui di lavaggio e su sezioni sottili. Datazione e interpretazione ambientale di una successione stratigrafica sulla base di associazioni micropaleontologiche.

Obiettivi formativi
Il corso si propone di approfondire le metodologie di riconoscimento dei principali gruppi di microfossili e di fornire gli elementi utili per le relative interpretazioni biostratigrafiche e paleoambientali e le competenze micropaleontologiche per ricerche geologiche di superficie e del sottosuolo.

Testi consigliati
- Dispense e pubblicazioni fornite dal docente.
Amstrong & Brasier, 2005 "Microfossils" - Blackwell Publishing
Haq e Boersma (eds.), 1998. Introdution to Marine Microplaoentology.
 
Verifica dell’apprendimento: esame orale subordinato al superamento di una prova pratica consistente nel riconoscimento e interpretazione dei microfossili. L’esito della prova pratica concorre alla definizione del voto finale.
Commissione d’esame: C. Morigi, G. Bagnoli, E. Patacca
Orario di ricevimento: previo appuntamento (email: caterina.morigi@unipi.it)

MINERALOGIA APPLICATA
(Codice esame: )
6 CFU: 4 CFU  lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni, 1 CFU lezioni fuori sede
Simona Raneri
Dipartimento di Scienze della Terra
Programma
Mineralogia applicata all’industria e al confezionamento di ceramici e cementi: scarti industriali e minerali per il confezionamento di ceramici e cementi innovativi. 
Mineralogia applicata ai BB. CC. Pigmenti (estrazione e diffusione di minerali utilizzati come pigmenti in arte e archeologia; caratterizzazione e identificazione di pigmenti in arte e archeologia tramite metodi classici e innovativi; processi di degrado e conservazione di stesure pittoriche); Ceramiche (studio mineralogico delle ceramiche per la determinazione della tecnologia produttiva e della provenienza; relazioni tra selezione delle materie prime, proprietà tecniche e destinazione d’uso delle ceramiche antiche; l’analisi petrografica nello studio delle ceramiche archeologico); Minerali di interesse gemmologico (gemme e glittica; gemme naturali, artificiali, sintetiche, trattate, ricostituite, metodi identificazione delle gemme). 
Processi di manifattura di materiali lapidei artificiali e trasformazioni mineralogiche: (i) ceramiche – composizione mineralogica e temperature di cottura; relazioni tra temperature di cottura, mineralogia, e proprietà fisiche e meccaniche di materiali ceramici; influenza della tipologia di aggregati nelle reazioni mineralogiche durante i processi di cottura.
Processi di degrado e trasformazioni mineralogiche: (ii) malte e calcestruzzi – minerali secondari e circolazione di fluidi; carbonatazione e clorinazione; relazione tra degrado dei calcestruzzi e condizioni ambientali; cambiamenti climatici e degrado di calcestruzzi.
Processi di degrado e cristallizzazione di sali: (iii) mezzi porosi - equilibri di pressione-dissoluzione; relazioni tra degrado da sali solubili e porosità, sali solubili e intensità dei processi di degrado, diagrammi di fase e generazione degli stress nei mezzi porosi, scaling and rating nei processi di degrado dei materiali da costruzione: equivalenti geomorfologici e modelli di descrizione dei processi. 
Laboratorio di microscopia ottica finalizzata allo studio in sezione sottile dei materiali lapidei artificiali; Laboratorio di diffrattometria a raggi X su polveri per analisi mineralogica di materiali lapidei artificiali.
Escursione giornaliera congiunta con il corso di Geologia Economica

Obiettivi formativi
Fornire conoscenze su processi di estrazione, raffinazione e uso delle risorse minerarie impiegate nella manifattura di materiali lapidei artificiali da costruzione e oggetti di pregio. Fornire conoscenze sulle proprietà e caratteristiche di minerali impiegati nella produzione di manufatti antichi e moderni (quali pigmenti, ceramiche, malte, stucchi, gemme, etc.). Fornire conoscenze atte alla comprensione delle modificazioni mineralogiche durante i processi di manifattura dei materiali lapidei artificiali (quali ceramiche, malte, cementi) e durante i processi di degrado. Fornire conoscenze e competenze teorico-pratiche sulle tecniche analitiche atte alla loro caratterizzazione, alla ricostruzione dei processi tecnologici, alla determinazione della provenienza e dei processi di alterazione.
 
Testi consigliati
Appunti delle lezioni, selezione di articoli scientifici e journal review, selezioni da seguenti testi:
- M. Pollard, C. Heron, Archaeological Chemistry, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1996. pp. xvi+376;
- Maggetti, B. Messiga Geomaterials in Cultural Heritage, Geological Society of London, 2006. pp.351;
- Edwards, P. Vandenabeele. Analytical Archaeometry: Selected Topics. Royal Society of Chemistry, 2012. pp. 575
- Michael O’Donoghue, Gems. Their Sources, Descriptions and Identification, Sixth Edition , Butterworth-Heinemann, 2006 – pp. 873
- Durability of Concrete and Cement Composites Chris L. Page, M M Page Elsevier, 2007 – pp. 

 

Verifica dell’apprendimento: esame orale
Commissione d’esame: S. Raneri, M. Lezzerini, A. Gioncada
Orario di ricevimento: tutti i giorni previo appuntamento (email: simona.raneri@unipi.it)


PALEONTOLOGIA DEI MAMMIFERI MARINI
(Codice esame: 150DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Giovanni Bianucci
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Conoscenze di base sulla storia evolutiva delle principali linee dei mammiferi marini. Conoscenze dei principali metodi di prospezione, raccolta dati, recupero, conservazione e studio dei mammiferi marini fossili. Capacità di riconoscere e classificare, sia sul terreno che in laboratorio, un reperto fossile appartenente a un mammifero marino.
Cenni all’anatomia scheletrica dei mammiferi marini. Nomenclatura anatomica e cenni alla cladistica. Tassonomia e sistematica dei mammiferi marini: i principali elementi, diagnostici per il loro riconoscimento.
Adattamento al nuoto nei tetrapodi marini e in particolare dei mammiferi marini. Nuotatori primari e secondari. Idrodinamicità e resistenza idrodinamica. Cenni alla cinematica del nuoto.
Cetacea: caratteri generali. Origini e ipotesi sui progenitori basate su dati paleontologici e molecolari. Caratteri generali, tendenze evolutive, sistematica, radiazione e dispersione degli Archaeoceti. I Neoceti: origine,tendenze evolutive e sistematica. I Mysticeti arcaici con denti, origine dei fanoni e i Chaeomysticeti. Gli Odontoceti: ecolocalizzazione, tendenze evolutive, sinapomorfie ed encefalizzazione.
Pinnipedia: caratteri generali, sistematica e strategie alimentari. Origine (monofiletica o difiletica) ed evoluzione. Pinnipedi arcaici e pinnipedi moderni.
Sirenia: caratteri generali, classificazione, origine, evoluzione, paleogeografia e filogenesi.
Desmostylia: caratteri generali, distribuzione stratigrafica e paleogeografia.
I principali giacimenti a mammiferi marini: natura dei depositi, tafonomia e diversità. Distribuzione geografica, stratigrafica e pattern evolutivo dei mammiferi marini.
Casi studio:
- Aegyptocetus: storia di un reperto dal ritrovamento, alla preparazione, allostudio e alla musealizzazione.
- Il Lagerstätten a vertebrati marini della Formazione Pisco (Peru): alta diversità e conservazione dei vertebrati e relazione con la deposizione di tappeti a diatomee, il vulcanismo e la produttività primaria.
- Il Leviatano e gli altri raptorial-feeding stem-Physeteroidea: analisi morfofunzionale dell’apparato boccale e considerazioni trofiche.
- Gli Ziphhidae: record fossile, adattamenti morfofunzionali, dimorfismo sessuale e paleobiogeografia.
- La radiazione esplosiva dei Delphinidae: evidenze dai dati molecolari e dal record fossile.
- Le antiche rotte migratorie dei Misticeti attraverso lo studio delle Coronule (Cirripedi) fossili e di analisi isotopiche.
Laboratorio e lezioni fuori sede
Metodi di prospezione paleontologica applicati alla ricerca dei mammiferi marini fossili. Utilizzo del georadar e di altre tecniche geofisiche. Georeferenziazione, raccolta dati e rilievi 3D.
Tecniche, con applicazione sul terreno, per il recupero dei vertebrati fossili. Preparazione, conservazione e duplicazione in laboratorio dei vertebrati fossili.

 

Obiettivi formativi


Testi consigliati
- Dispense e pubblicazioni fornite dal docente.
- Berta A., Sumich J.L. & Kovacs K.M. (2006): Marine mammals. Evolutionary biology. Second Edition. Academic Press, San Diego.


Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.

Commissione d'esame: G. Bianucci, W. Landini, L. Ragaini.
Orario di ricevimento: martedì: 10 – 12 o su appuntamento per e-mail.


PALEONTOLOGIA E GEOLOGIA DEL QUATERNARIO
(Codice esame: 060DD)
6 CFU: 6 CFU lezioni frontali
Luca Ragaini
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Cronologia e cronostratigrafia del Quaternario: dal “Newer Pliocene” di Lyell all’interpretazione attuale. Il dibattito scientifico sul nuovo limite Plio-Pleistocene. GSSP e Golden Spike. La tripartizione del Pleistocene. Età e piani del Pleistocene: successioni marine e continentali a confronto.
Geocronologia, stratigrafia isotopica, stratigrafia magnetica e biostratigrafia del Quaternario. I “proxy data” come archivi per la ricostruzione dell’evoluzione climatica nel Quaternario. Ciclicità climatica e controllo orbitale.
Glaciazioni: potenziali meccanismi di innesco degli eventi glaciali nel Neogene e Quaternario. Il concetto tradizionale di glaciale ed interglaciale. La MPR come transizione tra Pleistocene “preglaciale” e Pleistocene “glaciale”. Effetti delle glaciazioni sull’evoluzione dell’ambiente.
Paleogeografia e bioeventi nel Bacino Mediterraneo dalla transizione Plio-Pleistocene all’Olocene. Il significato di “ospiti boreali” ed “ospiti caldi” nelle malacofaune del Pleistocene. Biocronologia del Plio-Pleistocene: le Unità Faunistiche italiane a grandi mammiferi ed il contributo dei micromammiferi. Le faune Insulari quaternarie del Mediterraneo. Le estinzioni al passaggio Pleistocene-Olocene.
Lezioni fuori sede (1): Le faune villafranchiane del Valdarno superiore conservate preso il Museo di Geologia e Paleontologia dell’Università di Firenze.
 
Obiettivi formativi
Conoscenza dell’evoluzione del concetto di Quaternario e degli eventi utilizzati per definirne i limiti e la ripartizione. Conoscenza dei principali strumenti utilizzati per le datazioni assolute e relative nel Quaternario. Conoscenza dell’evoluzione climatica del Quaternario e della sua influenza sugli ambienti e sulle faune/flore. Comprensione delle relazioni tra l’evoluzione delle faune marine e continentali del Bacino Mediterraneo e l’evoluzione paleogeografia e climatica dell’area nel Plio-Pleistocene.


Testi consigliati
- Dispense e pubblicazioni fornite dal docente.
(per approfondimento)
- Williams M. et al. (1998): Quaternary environments. Arnold Editor.
- Lone J.J. & Walker M.J.C. (1997): Reconstructing Quaternary environments. Longman.
- Elias (ed.) (2013): Encyclopedia of Quaternary Sciences 2° edit. (4 voll). Elsevier.
- Van der Geer A. et al. (2010) : Evolution of island mammals, Wiley-Blackwell.
- Anderson D.E. et al. (2007): Global environments through the Quaternary. OUP.
- Mahaney W.C. (ed.) (1984): Quatemary Dating Methods. Development. In Paleontology and Stratigraphy. n. 7. Elsevier.


Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto.

Commissione d’esame: L. Ragaini (Presidente), G. Zanchetta, G. Bianucci.
Orario di ricevimento: giovedì: 14-16.


 PALEONTOLOGIA STRATIGRAFICA
(Codice esame: 061DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Gabriella Bagnoli
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Importanza dei fossili per la scansione temporale degli eventi geologici. Categorie della classificazione stratigrafica e terminologia stratigrafica per ciascuna categoria. Procedimenti per istituire e rivedere le unità stratigrafiche. Stratotipi e località tipo. Definizione e tipi di unità biostratigrafiche. Procedimenti per istituire le unità biostratigrafiche e per effettuare correlazioni biostratigrafiche. Definizione e tipi di unità cronostratigrafiche. Procedimenti per istituire le unità biostratigrafiche e per effettuare correlazioni cronostratigrafiche. La scala cronostratigrafica globale e le scale cronostratigrafiche regionali. Rapporti tra i diversi tipi di unità stratigrafiche. (2 CFU)
Biostratigrafia quantitativa: metodo della correlazione grafica di Shaw e analisi di clusters. Rapporti tra biostratigrafia e biofacies. Biostratigrafia integrata. Integrazione tra unità biostratigrafiche basate su diversi gruppi tassonomici ed integrazione con unità basate su diversi metodi stratigrafici (paleomagnetismo, isotopi stabili, ecc.). Utilizzo di metodi chimico-fisici in intervalli temporali nei quali i metodi biostratigrafici non sono risolut ivi. (2 CFU)
Esempi pratici dell’applicazione dei metodi biostratigrafici in intervalli stratigrafici selezionati di anno in anno. (2 CFU)

Obiettivi formativi
Fornire allo studente le basi teoriche necessarie per utilizzare i diversi metodi stratigrafici ed in particolare per stabilire relazioni tra fossili e tempo geologico. Mettere lo studente in grado di analizzare la geometria, la composizione biotica ed i rapporti temporali di una successione fossilifera. Fornire allo studente le basi necessarie per valutare le distribuzioni dei fossili in diverse aree paleogeografiche ed in diversi ambienti deposizionali. Mettere lo studente in grado di utilizzare metodi quantitativi e chimico-fisici per individuare relazioni temporali tra successioni sedimentarie.

Testi consigliati
- Salvador A. (ed.) (1994): International Stratigraphic Guide. Geological Society of America.
- Prothero D. R. (1989): Interpreting the stratigraphic record. Freeman & Co. New York.
- Dispense fornite dal docente.

 

Verifica dell'apprendimento: prova finale con elaborato.
Commissione d’esame: G. Bagnoli, L. Ragaini
Orario di ricevimento: martedì: 16-18.


PETROGRAFIA APPLICATA
(Codice esame: 063DD)
6 CFU: 6 CFU lezioni frontali
Marco Lezzerini
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Le rocce ed il loro impiego in architettura: classificazione scientifica e commerciale (marmi, graniti e pietre), estrazione, trasformazione e campi di impiego. Caratteristiche chimiche e minero-petrografiche, proprietà fisiche, proprietà di resistenza a sollecitazioni meccaniche ed altre proprietà tecniche (divisibilità, colore, ecc.) dei materiali lapidei. Il deterioramento naturale delle rocce. Il deterioramento della pietra in opera: cause ed effetti. Problemi e tecniche di intervento conservativo-protettivo su opere realizzate con materiali lapidei. Le pietre del costruito storico: pietre ornamentali e da costruzione dell'antichità classica e dell'edilizia medievale delle principali città della Toscana. Principali materiali lapidei coltivati e/o commercializzati in Italia. Rocce utili come materie prime industriali: aggregati, argille industriali e da laterizi, pietre da calce, rocce per leganti idraulici, gesso, materie prime per la produzione di vetro, refrattari, isolanti termici e acustici. Caratterizzazione, produzione ed impiego di malte a base di leganti inorganici (leganti antichi e cementi moderni). Le argille e le loro proprietà: elementi di tecnologia e di archeometria dei materiali ceramici.
Laboratorio: Studio qualitativo e quantitativo di materiali lapidei naturali ed artificiali e dei loro prodotti di degrado mediante tecniche distruttive e non distruttive (XRF, XRPD, MO, MOC, TG/DSC/QMS, SEM/EDS). Misura delle principali proprietà fisiche e meccaniche (densità reale ed apparente, assorbimenti d’acqua per capillarità ed immersione totale, porosità aperta e porosità totale, resistenza meccanica a compressione, flessione e taglio, durezza Knoop) di materiali lapidei naturali ed artificiali (marmi, graniti, pietre, malte, aggregati), secondo i metodi di prova prescritti dalle vigenti normative nazionali ed internazionali (UNI, UNI EN, ASTM). Confezionamento e caratterizzazione di paste, di malte aeree e di malte cementizie a diverso rapporto acqua/legante.

Obiettivi formativi
Il corso, di carattere teorico e pratico, ha lo scopo di fornire le conoscenze di base sull'utilizzo delle rocce come materiali naturali da costruzione e per usi industriali. Alla fine del corso, gli studenti dovranno conoscere e saper classificare i geomateriali utilizzati in edilizia, valutare le migliori condizioni di impiego dei materiali lapidei naturali ed artificiali in base alle loro caratteristiche chimiche, minero-petrografiche ed alle loro proprietà tecniche, e riconoscere le forme di alterazione e degrado della pietra in opera.

Testi consigliati
- Appunti delle lezioni distribuiti dal docente.
Per approfondimenti:
- AA.VV. (a cura di Lorenzo Lazzarini) (2004): Pietre e Marmi Antichi. CEDAM, Padova, pp. 194.
- Amoroso G.G. (2002): Trattato di scienza della conservazione dei monumenti. Alinea, Firenze, pp. 416.
- Amoroso G.G., Fassina V. (1983): Stone decay and conservation. Elsevier, Amsterdam, pp. 453.
- Collepardi M. (1991): Scienza e tecnologia del calcestruzzo. Hoepli, Milano, pp. 551.
- Desio A. (1985): Geologia applicata all'Ingegneria. Hoepli, Milano, pp. 1193.
- Fiori C. (2006): I materiali dei beni culturali. Aracne, Roma, pp. 196.
- Franceschi S., Germani L. (2007): Il degrado dei materiali nell’edilizia. DEI, Roma, pp.179.
- Lazzarini L., Laurenzi Tabasso M. (1986): Il Restauro della Pietra. CEDAM, Padova, pp. 319.
- Manning D.A.C. (1995): Industrial minerals. Chapman & Hall, London, pp. 276.
- Menicali U. (1992): I materiali dell’edilizia storica. Carocci, Roma, pp. 304.
- Primavori P. (1999): Pianeta pietra. Zusi, Verona, pp. 326.
- Smith W.F. (2004): Scienza e tecnologia dei materiali. McGraw-Hill, Milano, pp. 623.
- Taylor H.F.W. (1990): Cement chemistry. Academic Press, London, pp. 475.
- Winkler E.M. (1997): Stone in Architecture: Properties, Durability (3rd ed.). Springer-Verlag, Berlin, pp. 313.

 

Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto. Sarà parte integrante dell’esame la discussione di una relazione scritta, preparata dallo studente, su un argomento concordato con il docente che preveda la raccolta, l’elaborazione e l’interpretazione di dati sperimentali.
Commissione d'esame: M. Lezzerini, P. Armienti, A. Gioncada, S. Raneri.
Orario di ricevimento: lunedì e mercoledì: 11-13.


PETROGRAFIA REGIONALE
(Codice esame: 064DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezione fuori sede
Sergio Rocchi
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Inquadramento geodinamico generale dell'area Mediterranea.
Ciclo Varisico
Magmatismo pre-Varisico, Varisico e postcollisionale tardo-varisico della Sardegna. Il basamento metamorfico toscano.
Ciclo Alpino-Appenninico
Stadio di margine passivo e rift Adria-Europa. Magmatismo intraplacca Triassico-Creataceo: Punta Bianca-Brugiana, Plateau Ibleo meridionale.
Stadio Oceanico. Magmatismo Giurassico del bacino oceanico Ligure-Piemontese: associazioni ofiolitiche di Corsica, Appennino settentrionale, geochimica dei sedimenti oceanici.
Inquadramento dell'evoluzione geodinamica dell'Appennino settentrionale.
Stadio di convergenza-arco magmatico. Vulcanismo Oligo-Miocenico della Sardegna. Detriti vulcanici nelle areniti dell’Appennino settentrionale.
Stadio Postcollisionale Alpino. Magmatismo intrusivo delle Alpi. Vulcanismo Eocenico-Oligocenico del Veneto (Lessini, Berici, Euganei).
Stadio postcollisionale Appenninico ed estensione continentale. Magmatismo Miocenico-Quaternario della Provincia Magmatica Toscana. Vulcanismo Quaternario della Provincia Magmatica Romana (Vulsini, Vico, Sabatini, Albani, Ernici, Roccamonfina) e della provincia Umbra. Vulcanismo Plio-Quaternario della Provincia Campana (Isole Pontine, Campi Flegrei, Somma-Vesuvio, Ischia).
Stadio di retroarco ed oceanizzazione Tirrenica. Vulcanismo Plio-Pleistocenico della Sardegna. Attività vulcanica sottomarina Plio-Quaternaria del Tirreno meridionale: Vavilov e Marsili.
Subduzione ionica. Vulcanismo Quaternario dell’arco delle Isole Eolie e dei seamounts eoliani.
Slab-window verticali ai lati della placca Ionica. Attività vulcanica Quaternaria del M. Vulture e del M. Etna.
Attività ignea intraplacca. Attività vulcanica Quaternaria dei Monti Iblei e di Ustica.
Rift del Canale di Sicilia. Vulcanismo Plio-Pleistocenico di Linosa e Pantelleria.
Evoluzione geodinamica generale dell'area Mediterranea dal Paleozoico all'Attuale: revisione critica dei principali modelli evolutivi. Caratteristiche petrografiche, geochimiche, petrologiche e giaciturali delle associazioni magmatiche (plutoniche, vulcaniche e subvulcaniche) dell’area italiana.
Lezione/i fuori sede in zone di interesse petrografico regionale per un totale di 1 CFU.

Obiettivi formativi
Acquisizione di conoscenza critica analitica e sintetica di (i) caratteristiche petrografiche, geochimiche, petrologiche e giaciturali delle associazioni ignee (plutoniche, vulcaniche e subvulcaniche) del territorio italiano, (ii) relazioni tra associazioni ignee ed evoluzione geodinamica dell’area Mediterranea dal Paleozoico ad oggi.
Verifica dell’apprendimento: Studio-approfondimento su un argomento del corso concordato col docente, preparazione di una relazione scritta da consegnare al docente una settimana prima dell'esame, presentazione orale della relazione, discussione sella relazione e delle tematiche inerenti ai legami tra argomento della relazione e (i) metodologie analitiche, (ii) concetti petrologici-geochimici e (iii) altri argomenti del corso.


Testi consigliati
- AA.VV. (2004): A showcase of the Italian research in petrology: magmatism in Italy. Periodico di Mineralogia, 73 (Special issue n. 1).
- CNR (1983): Structural model of Italy. CNR-Progetto Finalizzato Geodinamica.
- Innocenti F., Serri G., Ferrara G., Manetti P.,Tonarini S. (1992): Genesis and classification of the rocks of the Tuscan Magmatic Province: thirty years after Marinelli's model. Acta Vulcanologica, 2, 247-265.
- Marinelli G. (1975): Magma evolution in Italy. In: G.H. Squyres (Editor), Geology of Italy. The Hearth Science Society of the Libyan Arab Republic, Tripoli, pp. 165-219.
- Peccerillo A. (2005): Plio-Quaternary volcanism in Italy. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 365 pp.
- Poli G., Perugini D., Rocchi S., Dini, A. (2003): Miocene to Recent plutonism and volcanism in the Tuscan Magmatic Province (central Italy). Periodico di Mineralogia, 72, Special issue n. 2.
- Vai G.B. & Martini I.P. (2001): Anatomy of an Orogen - The Apennines and adjacent Mediterranean Basins. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London, 632 pp.
Il carattere interdisciplinare del corso necessita inoltre della lettura di una bibliografia specifica e specialistica, che viene comunicata agli studenti nel corso delle lezioni.

 

Verifica dell'apprendimento:

Commissione d'esame: S. Rocchi, M, D’Orazio, P. Armienti, L. Folco, A. Gioncada
Orario di ricevimento: lunedì e martedì: 12-13.


PETROLOGIA SPERIMENTALE
(Codice esame: )
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni
Matteo Masotta
Dipartimento di Scienze della Terra
Programma
Introduzione alla petrologia sperimentale: storia ed obiettivi della petrologia sperimentale, campi di applicazione, dati geologici e dati sperimentali. Principi di chimica fisica: variabili intensive ed estensive, energia libera, equilibrio chimico, relazioni di fase, transizioni di fase, cinetica delle reazioni, fugacità. Tecniche sperimentali: autoclavi a riscaldamento interno ed esterno, piston cylinder, multi-anvil, celle ad incudini di diamanti, misure sperimentali in situ. Tecniche analitiche: microscopio elettronico, microsonda elettronica, tecniche spettroscopiche. Analisi dei dati sperimentali: regressione dati sperimentali, calibrazione modelli termodinamici ed empirici, test di equilibrio. Applicazione a problemi geologici: termo-barometria, solubilità dei volatili nei fusi silicatici, coefficienti di partizione.
Lezioni fuori sede ed esercitazioni: è prevista una visita al laboratorio alte pressioni-alte temperature presso l'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Roma, per la realizzazione di un esperimento di equilibri di fase su una composizione naturale, preparazione ed analisi del campione sperimentale, utilizzo di un dataset sperimentale per la costruzione di un modello petrologico.
Obiettivi formativi
Conoscenza delle principali tecniche sperimentali e delle loro applicazioni nel campo della petrologia e delle scienze dei materiali. Conoscenza del comportamento chimico-fisico delle rocce e dei loro costituenti. Capacità di elaborazione di modelli basati su dati sperimentali.
Testi consigliati
- Holloway and Wood (1988) Simulating the Earth. Experimental Geochemistry. Springer Netherlands, ISBN: 978-94-011-6498-6.
- Articoli scientifici e appunti forniti durante il corso
 

Verifica dell'apprendimento: elaborato su un problema di carattere petrologico, esame orale sugli argomenti del corso

Commissione d’esame: M. Masotta, P. Armienti, L. Folco
Orario di ricevimento: tutti i giorni su appuntamento (e-mail: matteo.masotta@unipi.it)


RILEVAMENTO GEOLOGICO TECNICO
(Codice esame: 066DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede, 1 CFU esercitazioni
Giacomo D’Amato Avanzi
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Applicazioni e obiettivi del rilevamento geologico-tecnico.
Classificazione e caratterizzazione di terre e rocce; unità litologico-tecniche; carte litologico-tecniche. Parametri fisici e meccanici fondamentali. Determinazione della resistenza della roccia (sclerometro, point load test, pressa).
Caratterizzazione delle discontinuità negli ammassi rocciosi: giacitura, spaziatura, persistenza, scabrezza, apertura; rappresentazioni stereografiche. Le classificazioni geomeccaniche degli ammassi rocciosi: caratteristiche e utilizzo. Classificazioni RMR di Bieniawski, SMR di Romana, Q di Barton, GSI di Hoek. Significato e uso degli indici di qualità geomeccanica; resistenza e deformabilità dell’ammasso.
Introduzione alla stabilità dei pendii in roccia: condizioni geometriche e meccaniche, cinematismi (scivolamento rotazionale, planare o di cunei, ribaltamento), test di Markland; resistenza a taglio lungo le discontinuità; approccio alle verifiche di stabilità e al calcolo del fattore di sicurezza.
Applicazioni informatiche per la caratterizzazione degli ammassi rocciosi e le analisi di stabilità e deformabilità: analisi interattiva dei dati geologico-strutturali; studio dei parametri di resistenza e degli inviluppi di rottura secondo Hoek & Brown; analisi di stabilità all’equilibrio limite per scorrimenti planari e di cunei; analisi di propagazione di frane di crollo in roccia; calcolo di stress e spostamenti con metodi agli elementi finiti.
Lezioni fuori sede
Raccolta dati geomeccanici e campioni per prove di laboratorio.
Esercitazioni e laboratorio
Prove di caratterizzazione fisico-meccanica, analisi ed elaborazione dati, applicazioni software.

Obiettivi formativi
Fornire le tecniche fondamentali per la caratterizzazione degli ammassi rocciosi e dei terreni, con applicazioni alla stabilità dei versanti naturali e artificiali, all'attività estrattiva e alla realizzazione di opere di ingegneria in superficie e in sotterraneo. Il corso si articola in due parti, che comprendono i fondamenti teorici della meccanica delle rocce, le applicazioni pratiche sul campo e in laboratorio ad un caso reale, l’elaborazione dati, la modellazione software e una sintetica relazione finale.

Testi consigliati
- Hoek E. (2007) - Practical Rock Engineering (http://www.rocscience.com/education/hoeks_corner)
- Scesi L., Papini M. & Gattinoni P. (2006) - Geologia Applicata. Vol. 1. Il rilevamento geologico-tecnico (II ed.). Ambrosiana, Milano.
- Scesi L., Papini M. & Gattinoni P. (2003) - Geologia Applicata. Vol. 2. Applicazioni ai progetti di ingegneria civile. Ambrosiana, Milano.
- Turner A.K. & Schuster R.L. (1996) - Landslides, investigation and mitigation. National Academy Press, Washington, D.C.
- Dispense fornite dal docente e tutorial dei programmi utilizzati.
 
Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto (con discussione dell’elaborato finale)
Commissione di esame: G. D’Amato Avanzi, R. Giannecchini, Y. Galanti
Orario di ricevimento: lunedì 11-13 o su appuntamento per e-mail

SEDIMENTOLOGIA
(Codice esame: 139DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU lezioni fuori sede
Giovanni Sarti
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Parte prima. Introduzione alla sedimentologia ed ai vari campi di applicazione. Stratificazioni: prodotte da flussi unidirezionali, bidirezionali, oscillatori e da alternanza processi trattivi e di decantazione. Depositi per trasporto in massa. Il concetto di facies e la legge di Whalter.
Parte seconda. Dinamica dei processi sedimentari: variazioni eustatiche e relative del livello marino. Interazione tra apporto sedimentario, spazio disponibile per la sedimentazione, e variazioni del livello marino. Tipi d'architetture deposizionali associate: aggradazionali, progradazionali (deposizionali e forzate), retrogradazionali.
Parte terza. Ambienti e sistemi deposizionali continentali, costieri e marini. Definizione della loro architettura deposizionale in relazione ai cambiamenti relativi del livello marino, ai tassi d'apporto sedimentario ed allo spazio disponibile per la sedimentazione. Il concetto di sequenza deposizionale.
Sono previste lezioni fuori sede della durata complessiva di 5 giorni al termine della quale deve essere presentata una relazione scritta.
 
Obiettivi formativi
Acquisire gli strumenti per comprendere la dinamica dei processi sedimentari all'interno dei vari ambienti deposizionali continentali-costieri e comprenderne le possibile applicazioni. Acquisire un linguaggio tecnico adeguato per poter comunicare con esperti del settore.

Testi consigliati
- Allen J.R. (1997): Earth surface processes. Blackwell, London, pp. 450.
- Reading H.G. (1996): Sedimentary environments. Blackwell, London, pp. 688.
- Emery D., Myers K. (1996): Sequence stratigraphy. Blackwell, London, pp. 304.
- Ricci Lucchi F. (1992): Sedimentografia. Atlante fotografico delle strutture e dei sedimenti. Zanichelli, Bologna, pp. 250.
- Bosellini A., Mutti E., Ricci Lucchi F. (1989): Rocce e successioni sedimentarie. UTET, pp. 395.
- Ricci Lucchi F. (1972-1980): Sedimentologia. Vol. 1 (217 pp.), vol. 2 (210 pp.), vol. 3. Clueb, Bologna, pp. 504.
 

Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto o esposizione di una tesina riguardante un argomento scelto dal candidato.
Commissione d’esame: G. Sarti, E. Patacca.
Orario di ricevimento: martedì: 12 - 13.


TELERILEVAMENTO RADAR
(Codice esame: 166HH)
6 CFU: 6 CFU lezioni frontali
Carolina Pagli
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Telerilevamento satellitare per applicazioni in scienze della Terra e finalizzato all’utilizzo ad all’analisi di dati satellitari multispettrali, di Interferometria Radar (InSAR), GPS e LiDAR. Sistemi radar e caratteristiche del segnale radar. Interferometria radar e missioni satellitari passate, presenti e future. Interpretazione delle immagini interferometriche ed estrazione di informazioni quantitative con applicazioni a diverse discipline della scienze della Terra. Studio delle deformazioni vulcaniche, sismiche, tettoniche, di subsidenza urbana e in zone di sfruttamento idrico/geotermico. Risoluzione ed errore. Utilizzo di set di dati multitemporali con tecnologie attuali ed emergenti. Digital Elevation Models e altimetri. Missioni SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) e LiDAR. Fondamenti di geodesia spaziale. GPS, coordinate e datum. Caratteristiche del segnale GPS. Posizionamento del ricevitore, orbite satellitari. Come ideare e condurre una campagna GPS. Campagne GPS kinematic e static. Impatto socio-economico dei dati di telerilevamento. Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni.

Obiettivi formativi
Il fine del corso è apprendere le basi del telerilevamento satellitare per comprederne le capacita’ attuali, il potenziale futuro e i fattori limitanti. Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di selezionare ed interpretare dati di telerilevamento e avranno acquisito le basi tecniche per applicare i diversi metodi nella loro futura carriera da geologi.

Testi consigliati
Materiale didattico (ppt) e articoli verrano forniti durante il corso
Risorse e tutorials online
Principi telerilevamento-http://www.crisp.nus.edu.sg/~research/tutorial/rsmain.htm
Landsat- http://landsat.gsfc.nasa.gov/
Applicazioni geodesia- http://www.unavco.org/
SAR-http://earth.esa.int/applications/data_util/SARDOCS/spaceborne/Radar_Courses/
GPS- http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html
http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/gps_survey/principles_gps.htm
Per ulteriori approfondimenti
Remote sensing and image interpretation, T. Lillisand, R. Keifer, and J. Chipman, John Wiley and Sons, 2007 (6th Edition)
Remote sensing of the environment: an Earth resource perspective, J. R. Jensen, Prentice Hall, 2006 (2nd Edition)
Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis, R. F. Hanssen, Kluwer Academic Publisher, 2001
GPS Satellite Surveying, A. Leick, John Wiley and Sons, 2004
MATLAB recipes for Earth Sciences, M. Trauth, Springer, 2010 (3rd Edition)
 
Verifica dell’apprendimento: Esercitazioni 10%, Presentazione 30%, Esame orale 60%.
Le esercitazioni consistono in brevi quiz bisettimanali (circa 30 mn) ed alcune esercitazioni estese (circa 2 ore). I quiz bisettimanali sono da completarsi individualmente mentre le esercitaziono estese sono eseguite in poccoli gruppi (due o tre persone max). Le esercitazioni non riceveranno un voto ma verranno analizzate in discussioni di classe. Il completamento di tutte le esercitaziono contribuisce 10% del voto finale.
Presentazione. Lo studente prepara una presentazione orale (circa 20 min) su un’area di studio rilevante dal punto di vista del telerilvemento. L’area di studio verra’ coordinata con il docente durante le fasi finali del corso. La presentazione verra’ valutata dal responsabile del corso e dalgi assistenti alla didattica. Il voto ottenuto alla presentazione conta il 30% del voto finale.
Esame orale. Test orale al fine di valutare la conoscenza e comptenza dello studente. L’esame orale verrà valutata dal responsabile del corso e dalgi assistenti alla didattica e conta il 60% del voto finale.
Commissione d’esame: C. Pagli, A. Ribolini

Orario di ricevimento: Lunedi 14.00-16.00 e su appuntamento


TETTONICA
(Codice esame: 070DD)
6 CFU: 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede
Giancarlo Molli
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
Introduzione: le tecniche della tettonica e le sue finalità. L’approccio multidisciplinare e multiscalare negli studi tettonici. Il trasferimento di scala dall’analisi dell’affioramento all’analisi regionale. I campi di deformazione, la simmetria strutturale e la ripartizione della deformazione. La cinematica delle placche e la deformazione dei continenti: placche attuali e microplacche, direzione, movimento relativo e tassi di movimento. La deformazione intracontinentale. La reologia della litosfera continentale: Richiami alle nozioni di crosta e litosfera. Deformazione fragile e plastica. Deformazione sismica e asismica. L’inviluppo reologico. Localizzazione della deformazione e meccanismi di delocalizzazione. Tettonica e deformazione sperimentale: Studio analogico e modellizzazione delle strutture e dei processi tettonici. Tettonica e strutture deformative: Strutture, architettura e assetti fisiografici nei contesti contrazionali, estensionali, trasformi e strike-slip. Riattivazioni e inversione tettonica. Tettonica e metamorfismo: evoluzione termo-meccanica nei diversi ambienti tettonici -cenni. Sismotettonica e deformazione attiva: Tettonica globale e terremoti, richiami di sismologia. Meccanismi focali e stili di fagliamento. Attività sismica e asismica. Geodesia e tettonica attiva. Tettonica attiva e morfologia nei diversi ambienti cinematici. Tettonica e grandi terremoti. I sistemi di subduzione e i sistemi orogenici non collisionali: Aspetti fisiografici, elementi strutturali principali e tipologie di sistemi di subduzione. Caratteristiche generali e analisi di sistemi orogenici non-collisionali.
I sistemi orogenici collisionali: la collisione arco-continente e quella continente-continente. Analisi dei sistemi orogenici di Taiwan e dell’Himalaya. Tettonica recente ed attuale nel Mediterraneo: Le principali province tettoniche. Cinematica attuale nell’area mediterranea, revisione di dati GPS e sismotettonici. L’Appennino Settentrionale: deformazione recente ed attuale, modelli di interpretazione e problematiche di studio.
Lezioni fuori sede: 3 giorni di attività sul terreno


Obiettivi formativi
Alla fine del corso gli studenti dovranno essere in grado di identificare e classificare le strutture e associazioni strutturali legate ai diversi contesti tettonici regionali. Dovranno inoltre sviluppare la capacità di analisi critica, raccolta dati e loro elaborazione su problematiche tettoniche a scala regionale.


Testi consigliati
- Kearey P. & Vine F.J. (1994): Tettonica globale. Zanichelli, Bologna.
- Fossen H. (2010): Structural Geology, Cambridge University Press.
- Una lista di pubblicazioni relative alle diverse tematiche analizzate saranno inoltre suggerite durante lo svolgimento del corso.

 

Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto. L’esame verterà sull’intero programma del corso e sulla preparazione dell’escursione.

Commissione d’esame: G. Molli, G. Musumeci.
Orario di ricevimento: su appuntamento.


TETTONICA E SEDIMENTAZIONE
(Codice esame: 151DD)
6 CFU: 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU lezioni fuori sede
Luca Pandolfi
Dipartimento di Scienze della Terra

 

Programma
INTRODUZIONE. La struttura interna della terra, caratteristiche geofisiche e petrologiche della litosfera continentale ed oceanica, modelli litologici delle litosfera, caratteristiche reologiche e composizione del mantello. Stress e strain nella litosfera. Reologia del mantello e della crosta. Flusso di calore nella litosfera. Conduzione e convezione.
TETTONICA DELLE PLACCHE. Margini divergenti e bacini oceanici: rifting attivi, passivi, simmetrici ed asimmetrici, caratteristiche delle zone di rifting, I ridge medio-oceanici, modelli di genesi della litosfera oceanica, la tettonica oceanica, ridge ad alta velocità di espansione, ridge a bassa velocità di espansione, faglie transformi. Margini convergenti: fisiografia di un margine convergente nel caso di subduzione di litosfera oceanica sotto litosfera continentale od oceanica e i suoi principali elementi morfotettonici. Tettonica nelle zone di subduzione. Esumazione nei prismi di accrezione. Margini collisionali e principali strutture connesse alla collisione continentale. L’obduzione e le principali strutture connesse all’obduzione. Sistemi trascorrenti:, caratteristiche delle faglie trascorrenti, tear, transfer e indent-linked faults, meccanismo di formazione delle faglie trascorrenti, strutture associate alle faglie trascorrenti,
BACINI SEDIMENTARI. Meccanica di formazione di un bacino sedimentario: bacini legati a stretching litosferico, bacini flessurali e bacini di strike-slip. Bacini sedimentari e tettonica a placche: bacini associati ai rift continentali, bacini di margine continentale, bacini oceanici, bacini di fossa oceanica, bacini di avanarco, arco, e retroarco, bacini di avanfossa in sistemi collisionali, bacini in sistemi trascorrenti.
RAPPORTI TETTONICA-SEDIMENTAZIONE NEI BACINI SEDIMENTARI. Riempimento di un bacino sedimentario: i parametri che controllano la stratigrafia di un bacino, lo stile di riempimento di un bacino sedimentario. Controllo tettonico delle aree sorgente di un bacino. Lo studio di provenienza dei sedimenti. Le torbiditi ed i sistemi torbiditici. I processi diagenetici nelle rocce sedimentarie, compattazione, cementazione e analisi della porosità in rocce sedimentarie clastiche. Analisi di subsidenza ed evoluzione termica di un bacino sedimentario e metodologie per la loro analisi.
ESEMPI DALL'AREA MEDITERRANEA. Esempi di bacini sedimentari sviluppati in contesti geodinamici differenti nel sistema alpino-appenninico: il bacino oceanico Ligure-Piemontese, il Bacino EpiMesoalpino, i depositi di avanfossa dell'Appennino Settentrionale.
Lezioni fuori sede: 2 CFU, escursione di 4 giorni con relazione.
 
Obiettivi del corso
Lo studente dovrà essere in grado di identificare e classificare le grandi strutture tettoniche regionali e le caratteristiche dei differenti tipi di bacino sedimentario ad esse associati in ambiente convergente, divergente e trascorrente. Inoltre dovrà essere in grado di analizzare e descrivere le dinamiche deposizionali che regolano riempimento dei suddetti bacini sedimentari, i meccanismi che controllano la loro subsidenza ed i rapporti fra processi tettonici e sedimentari.


Testi consigliati
- Turcotte D.L., Schubert G. (2002): Geodynamics (2nd ed.). Cambridge University Press, New York.
- Allen P.A , Allen J.R. (2005): Basin analysis, principles & application. Blackwell Science. Oxford, UK.
- Busby C.J., Ingersoll R.V. (1995): Tectonics of sedimentary basins. Blackwell Science. Oxford, UK.

 

Verifica dell'apprendimento: esame orale con voto.
Commissione di esame: L. Pandolfi, M. Marroni, G. Musumeci, C. Montomoli.
Orario di ricevimento: su appuntamento via e-mail


IL GEOLOGO PROFESSIONISTA
(Codice esame:  1285Z)
2 CFU
Ottavio Bosco


GEOWRITING
(Codice esame: 1285Z)
1 CFU
Luigi Folco
Dipartimento di Scienze della Terra