UNIVERSITÀ DI PISA DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE (Classe LM-74) Basalti colonnari a raggiera del parco di Wangtiane, Provincia di Jilin, Cina settentrionale ORGANIZZAZIONE DIDATTICA E PROGRAMMI (Anno Accademico 2012/2013) 1 NOTA BENE: Per aggiornamenti e ulteriori informazioni consultare il sito web del Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Geologiche (http://www.dst.unipi.it/scienzegeo/) In copertina: Raro esempio di fratturazione di basalti colonnari a raggiera parco di Wangtiane, Provincia di Jilin, Cina settentrionale Foto di Gabriella Bagnoli Pubblicato on-line nel mese di luglio 2012 sul sito web del Corso in Scienze e Tecnologie Geologiche: http://www.dst.unipi.it/scienzegeo/ 2 INDICE 1. Presentazione e obiettivi del Corso di Studio .....................................................................5 2. Conoscenze richieste per l'accesso.....................................................................................7 3. Struttura didattica del Corso di Studio ..............................................................................8 4. Prospetto delle attività formative........................................................................................9 5. Propedeuticità e obblighi di frequenza ............................................................................14 6. Prova finale per il conseguimento del titolo ....................................................................14 7. Sbocchi occupazionali e professionali previsti per i laureati ..........................................19 8. Elenco alfabetico dei corsi ...............................................................................................20 9. Tabelle di mutuazione dei corsi del vecchio ordinamento disattivati ................................21 10. Attività di tirocinio (o stage) ...........................................................................................22 11. Appendici ........................................................................................................................29 12. Programmi dei corsi .......................................................................................................32 13. Orario di ricevimenti dei docenti .................................................................................100 14. Indirizzi utili .................................................................................................................101 15. Calendario didattico a.a.2012/2013 .............................................................................103 16. Esami di Laurea ...........................................................................................................103 17. Colloqui di accesso alla Laurea Magistrale ................................................................104 18. Orario delle lezioni .......................................................................................................104 19. Mappa di Pisa ...............................................................................................................105 3 INDICE ALFABETICO DEI CORSI ANALISI MINERALOGICHE........................................................................................... 32 APPLICAZIONI DI GEOLOGIA ...................................................................................... 34 COMPLEMENTI DI FISICA E MATEMATICA .............................................................. 35 COMPLEMENTI DI GEOLOGIA STRUTTURALE ........................................................ 36 COMPLEMENTI DI PALEONTOLOGIA DEI VERTEBRATI ....................................... 37 CRISTALLOCHIMICA...................................................................................................... 39 CRISTALLOGRAFIA ........................................................................................................ 41 FISICA DEL VULCANISMO……………………………………………………………44 FOTOINTERPRETAZIONE E PRINCIPI DI TELERILEVAMENTO ............................ 46 GEOCHIMICA APPLICATA ALLA GEOTERMIA ........................................................ 48 GEOCHIMICA APPLICATA ALLA VULCANOLOGIA ................................................ 50 GEOCHIMICA E GEODINAMICA .................................................................................. 53 GEODINAMICA ................................................................................................................ 54 GEOFISICA APPLICATA ................................................................................................. 57 GEOLOGIA APPLICATA ALL’AMBIENTE................................................................... 57 GEOLOGIA DEI BASAMENTI CRISTALLINI............................................................... 59 GEOLOGIA ECONOMICA ............................................................................................... 60 GEOLOGIA PLANETARIA .............................................................................................. 62 GEOLOGIA PROFESSIONALE ........................................................................................ 64 GEOMATICA ..................................................................................................................... 66 GEOMORFOLOGIA APPLICATA ................................................................................... 68 GEOMORFOLOGIA RADAR ........................................................................................... 70 GEOPEDOLOGIA .............................................................................................................. 73 GEOTECNICA ................................................................................................................... 74 GEOTERMIA ..................................................................................................................... 76 IDROGEOLOGIA .............................................................................................................. 78 PALEONTOLOGIA E GEOLOGIA DEL QUATERNARIO ............................................ 79 PALEONTOLOGIA STRATIGRAFICA ........................................................................... 81 PETROFISICA ................................................................................................................... 83 PETROGRAFIA APPLICATA .......................................................................................... 84 PETROGRAFIA REGIONALE.......................................................................................... 86 PETROLOGIA .................................................................................................................... 88 RILEVAMENTO GEOLOGICO – TECNICO .................................................................. 90 SEDIMENTOLOGIA ......................................................................................................... 92 STRATIGRAFIA SISMICA ............................................................................................... 93 TETTONICA ...................................................................................................................... 96 VULCANOLOGIA REGIONALE ..................................................................................... 98 4 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE 1. Presentazione e obiettivi del Corso di Studio L’istituzione del Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche nell’Università di Pisa parte dalla volontà di offrire una formazione universitaria aggiornata nei diversi campi delle Scienze della Terra. Ciò comporta la necessità di una formazione di base di adeguato livello, in grado di soddisfare le crescenti richieste di tecnici capaci di operare sul territorio disponendo di solidi criteri di decisione per un ampio spettro di problemi accomunati dalla necessità di un approfondito studio del contesto geologico. A tale fine il corso di Laurea Magistrale fornisce competenze di tipo specialistico, nelle discipline geologiche, geologico-applicative, geochimico-vulcanologiche, petrografico-mineralogiche applicative, e allo studio e alla valutazione della pericolosità connessa a fenomeni geologici. Il Corso di Laurea Magistrale non prevede curricula ed è caratterizzato da un’ampia offerta formativa nei quattro ambiti disciplinari delle Scienze Geologiche. Lo studente può predisporre un piano di studi personalizzato in funzione del tipo di tesi che intende svolgere. Il corso comprende un adeguato numero di insegnamenti a carattere teorico e pratico, corredati da esercitazioni in laboratorio e sul terreno, distribuiti in modo tale da coprire diversi ambiti disciplinari, rappresentativi delle attività di ricerca di maggior prestigio svolte nel Dipartimento di riferimento. Il corso è inteso a sviluppare la capacità di individuare i problemi e proporre adeguate strategie per risolverli, relativamente ai seguenti ambiti: studio dei processi tettonici, vulcanici e sedimentari; gestione e difesa dai rischi geologici, geomorfologici, idrogeologici e vulcanici; applicazioni geologico-tecniche, e geologico-strutturali nell’ambito di una gestione sicura e sostenibile del territorio; ricerca e sfruttamento sostenibile delle risorse geotermiche, idriche, energetiche e geomateriali; archeometria e geomateriali nei Beni culturali A tal fine i corsi attivati forniranno: * approfondite conoscenze di base di argomento geologico, capacità di applicare ed adattare le moderne tecnologie alla parametrizzazione ed interpretazione dei dati dell’osservazione geologica; * padronanza del metodo scientifico di indagine e delle tecniche di analisi dei dati; * una solida preparazione culturale nei diversi settori inerenti il sistema Terra, nei loro aspetti teorici, sperimentali e pratici; 5 * gli strumenti fondamentali ed avanzati per l’analisi dei sistemi e dei processi geologici, della loro evoluzione temporale e della modellizzazione, anche ai fini applicativi; * le conoscenze necessarie per operare il ripristino e la conservazione della qualità di realtà naturali ed antropizzate complesse; * competenze operative di terreno e laboratorio ed un’elevata capacità di trasferire i risultati delle conoscenze; * capacità di programmazione e progettazione di interventi geologici applicativi e di direzione e coordinamento di strutture tecnico-gestionali; * un’avanzata conoscenza, in forma scritta e orale, di almeno una lingua dell’Unione Europea, oltre l’italiano, con riferimento anche al lessico disciplinare. L’impegno orario dello studente nelle varie attività del corso di studio è misurato in crediti formativi universitari (CFU) ed il relativo profitto è valutato in trentesimi. Crediti Formativi Universitari I Crediti Formativi Universitari (CFU) quantificano l’impegno orario dedicato dallo studente al conseguimento del titolo. Un CFU corrisponde a 25 ore per uno studente di cultura media che non abbia debiti formativi o lacune nella preparazione di base. La corrispondenza di 25 ore ad 1CFU è adottata a livello europeo. 60 CFU annuali corrispondono ad un impegno di 1500 ore da dedicare al superamento degli esami di profitto o all’acquisizione di altre competenze (tirocinio, crediti liberi e prova finale). L’attività didattica è distribuita in due distinti semestri nei quali si svolgono almeno 12 settimane di lezioni ed esercitazioni. Il tempo medio stimato per l’acquisizione di 1 CFU viene calcolato nel modo seguente: 1 CFU = 8 ore di lezione in aula + 17 ore di studio autonomo dello studente; oppure: 1 CFU = 14 ore di attività in laboratorio + 11 ore di attività autonoma dello studente; 1 CFU = 3 giorni di lezione fuori sede, escursioni o attività di campagna (8 ore di attività giornaliera); nel caso si richieda la realizzazione di un elaborato dell’attività svolta (carta geologica, geomorfologica, relazione), l’impegno in campagna può essere ridotto a due giorni interi, considerando che le 9 ore che restano per raggiungere le 25 ore corrispondenti all’impegno per il conseguimento di 1 CFU devono essere dedicate alla stesura dell’elaborato richiesto. L’attività di apprendimento della lingua inglese svolta nei corsi da 9 CFU corrisponde ad un credito. 6 2. Conoscenze richieste per l'accesso A seguito di un colloquio che ne verifichi le motivazioni ed il grado di preparazione, sono ammessi al Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche gli studenti in possesso di una Laurea di I livello o di un titolo equivalente. Gli studenti provenienti dai Corsi di Studio in Scienze Geologiche sono ammessi alla Laurea Magistrale senza debiti formativi. Studenti in possesso di altre Lauree e provvisti di un congruo e coerente numero di crediti formativi, potranno essere ammessi dopo aver colmato l’eventuale debito formativo. Questo sarà valutato dalla Commissione Didattica attraverso la verifica dei requisiti curriculari e dell’adeguatezza della personale preparazione. La Commissione per i colloqui di accesso è composta dal Presidente del CCLA e da due docenti della Commissione didattica. Per l’anno accademico 2012/2013 i colloqui di accesso avverranno nel saloncino riunioni dell’Amministrazione nei seguenti giorni: 4 luglio2012 3 ottobre 2012 19 dicembre 2012 I CFU minimi necessari per l’ammissione al Corso di Laurea sono i seguenti: A - ATTIVITA’ FORMATIVE DI BASE: 24 CFU distribuiti tra i seguenti ambiti disciplinari: Discipline Matematiche (MAT), Discipline Chimiche (CHIM), Discipline Fisiche (FIS), Discipline Informatiche (INF*) B - ATTIVITA’ FORMATIVE CARATTERIZZANTI: 54 CFU distribuiti tra i seguenti ambiti disciplinari: Discipline Geologiche e Paleontologiche (GEO/01, GEO/02, GEO/03), Discipline Geomorfologiche e geologiche applicative (GEO/04, GEO/05), Discipline mineralogiche, petrografiche geochimiche e geofisiche (GEO/06, GEO/07, GEO/08, GEO/09, GEO/10, GEO/11). A+B = 78 CFU 7 3. Struttura didattica del Corso di Studio Durata del Corso di Studio Il Corso di Studio in Scienze e Tecnologie Geologiche ha la durata di due anni. L’attività formativa generale consiste nel conseguimento di 60 CFU ogni anno per un totale di 120 CFU. Il Consiglio di Corso di Studio stabilisce annualmente in sede di Programmazione Didattica tempi e modalità delle attività finalizzate al recupero dei debiti formativi riconosciuti o accumulati dagli studenti del corso di laurea o provenienti da altri corsi. Semestri L’attività didattica è organizzata, per ogni anno del Corso di Studio, in due semestri, della durata minima di 11 settimane ciascuno. Il primo semestre inizia il lunedi 1 ottobre; il secondo semestre inizia il 18 febbraio. Sono previsti periodi svincolati da lezioni in aula ed esami di profitto, destinati alle attività di campagna, preferenzialmente alla fine del secondo semestre. Fra la fine del primo semestre e l’inizio del secondo, è inserita una interruzione didattica per lo svolgimento degli esami del primo semestre. Sessioni di esame Per ogni anno accademico sono previste tre sessioni di esame: la prima fra la fine del primo semestre e l’inizio del secondo; la seconda alla fine del secondo semestre; la terza nel mese di settembre. Le date di inizio e di fine del primo e secondo semestre e delle sessioni di esami e dei periodi riservati alle attività di campagna vengono stabilite, per ciascun anno accademico, dal Consiglio di Corso di Studio e rese note agli studenti nel Calendario didattico predisposto, insieme alla programmazione didattica del Corso di Studio, per ciascun anno accademico. Non è consentito sostenere esami di profitto al di fuori dei periodi indicati nel Calendario didattico ad eccezione degli studenti fuori corso. Tirocinio E’ previsto un periodo di formazione (stage o tirocinio) presso un Ente esterno, pubblico o privato, o presso una struttura dell’Università di Pisa, o presso laboratori esteri di durata minima complessiva di 225 ore pari a 9 CFU. Valutazione dell’apprendimento Con riferimento al Regolamento didattico di Ateneo, la valutazione del profitto viene effettuata tramite esami scritti e/o orali. L’attribuzione dei crediti per le 8 attività di laboratorio e dei tirocini formativi sono attribuiti alla fine dell’attività, in base alle presenze (almeno il 70%) e all’esito delle prove in itinere o della relazione finale. Riconoscimento dei crediti pregressi o acquisiti presso altre strutture anche estere Il CCLA ratifica, previa istruzione e valutazione in seno alla Commissione Didattica del Consiglio di Corso di Studio, e valuta sia le richieste di trasferimenti da altra sede sia la trasformazione delle carriere del vecchio ordinamento della laurea Specialistica o Magistrale nel nuovo ordinamento, previa domanda da presentare alla Segreteria Studenti, nonchè i crediti in ECTS acquisiti presso Università o Laboratori esteri attraverso la partecipazione al programma ERASMUS. 4. Prospetto delle attività formative e loro distribuzione nei due anni del Corso di Studio Nei due anni di frequenza, lo studente dovrà sostenere, per un totale di 120 crediti formativi universitari: 6 esami caratterizzanti da 6 CFU, di cui almeno 1 nei tre diversi ambiti disciplinari; 2 esami liberi da 6 CFU coerenti con il piano di studio 2 esami affini-integrativi (AI) da 6 CFU 1 esame caratterizzante da 9 CFU 1 tirocinio da 9 CFU, oppure 1 o più tirocini per un totale di 9 CFU la tesi di laurea da 42 CFU 9 Nel corso del I anno lo studente potrà scegliere i corsi da seguire secondo la tabella indicata: 10 I ANNO 6 esami caratterizzanti da 6 CFU (di cui almeno 1 per ogni ambito) a scelta fra quelli sottoelencati; 2 esami liberi da 6 CFU a scelta fra quelli sottoelencati e coerenti con il piano di studio 2 esami Affini-Integrativi da 6 CFU a scelta fra gli AI sotto-elencati Ambito Geologico e Paleontologico (A2)- (GEO-01-GEO-03) corso CFU Tipologia Sedimentologia 6 b/d Geodinamica 6 b/d Complementi di stratigrafia 6 b/d Complementi di Geologia strutturale 6 b/d Complementi di Paleontologia dei vertebrati 6 b/d Geologia dei basamenti cristallini 6 b/d Paleontologia e Geologia del Quaternario 6 b/d Paleontologia stratigrafica 6 b/d Tettonica 6 b/d Ambito Geologico applicativo, Geomorfologico (A3)- (GEO-04-GEO-05) corso CFU Tipologia Geomorfologia applicata 6 b/d Geologia applicata ambiente 6 b/d Rilevamento geologico-tecnico 6 b/d Fotointerpretazione e principi di telerilevamento 6 b/d Idrogeologia 6 b/d Ambito Geochimico, Vulcanologico, Mineralogico, Petrologico, Georisorse (A1)- (GEO-06-GEO-09) corso CFU Tipologia Analisi mineralogiche 6 b/d Petrografia applicata 6 b/d Geotermia 6 b/d Cristallografia 6 b/d Cristallochimica 6 b/d Fisica del vulcanismo 6 b/d Geochimica applicata alla geotermia 6 b/d Geochimica applicata alla vulcanologia 6 b/d Geochimica e Geodinamica 6 b/d Geologia economica 6 b/d Petrografia regionale 6 b/d Petrologia 6 b/d Vulcanologia regionale 6 b/d 2 esami Affini-Integrativi da 6 CFU a scelta fra i corsi sotto elencati; tot 12 CFU Complementi di Matematica e Fisica 6 c Geofisica applicata 6 c Geomatica 6 c Geotecnica 6 c Geomorfologia radar 6 c Stratigrafia sismica 6 c Geologia planetaria 6 c Petrofisica 6 c Geopedologia 6 c tot. 60 CFU Questo permette una grande flessibilità nella definizione di piani di studio e degli 11 orientamenti individuali, pur garantendo la completezza della preparazione di base che deve necessariamente coprire più ambiti disciplinari. All’inizio del II semestre del I anno (entro la fine del mese di marzo) lo studente dovrà scegliere un argomento di tesi e concordare, con il relatore un piano di studi da sottoporre alla Commissione Didattica. La Commissione Didattica valuterà il piano di studi entro due settimane, in modo che lo studente, il cui piano di studi sia eventualmente respinto, abbia il tempo di prepararne uno diverso al più presto. I piani di studio i cui esami siano interamente definiti nell’ambito dell’offerta formativa del Corso di Studio, purché la loro distribuzione rispetti gli ordinamenti ministeriali*, sono automaticamente approvati. Gli altri dovranno essere vagliati dalla Commissione Didattica. Nel corso del II anno lo studente dovrà sostenere: 1 esame da 9 CFU a scelta fra quelli indicati in tabella seguente:per l’anno accademico in corso viene attivato solo il corso di Geologia professionale II anno - I semestre- 1 esame a scelta da 9 CFU (Caratterizzanti) fra i due sotto-indicati Applicazioni di Geologia Geologia professionale Tirocinio tesi 9 9 9 42 b b f e tot. 60 CFU Dovrà inoltre completare il tirocinio che si consiglia di avviare a partire dalla pausa estiva tra primo e secondo anno e dedicarsi al lavoro di tesi. *Per soddisfare i requisiti ministeriali, ogni piano di studi deve prevedere almeno 6 cfu in ciascuno dei tre gruppi di materie caratterizzanti ( GEO 1-2-3; GEO 4-5; GEO 6-7-8-9). Prospetto della tipologia dei corsi e delle attività a = di base; b = caratterizzanti; c = affini o integrative; 12 d = a scelta dello studente; e = prova finale; f = altre attività Distribuzione temporale dei corsi I anno - I semestre Corsi caratterizzanti (b) da 6 CFU di cui lo studente dovrà sceglierne almeno uno in ambito A1 (GEO/06 - 09), uno in ambito A2 ( GEO/01 - 03) ed uno in ambito A3 (GEO/04 -05); gli altri 3 esami caratterizzanti da 6 CFU potranno essere scelti anche all’interno dello stesso ambito, fra il I e II semestre. Corsi liberi da 6 CFU (d): 2 a scelta fra quelli attivi al I e II semestre Di seguito sono riportati i corsi da 6 CFU (caratterizzanti e liberi) del I semestre attivati nel corrente anno accademico: Ambito A1 Analisi Mineralogiche Cristallochimica Geochimica applicata alla Geotermia Geochimica applicata alla Vulcanologia Geotermia Petrofisica Petrografia applicata Petrografia regionale Petrologia Vulcanologia regionale Ambito A2 Complementi di Paleontologia dei vertebrati Paleontologia Stratigrafica Tettonica Ambito A3 Geologia applicata all’ambiente Idrogeologia Discipline Tipologia GEO/06 b/d GEO/06 b/d GEO/08 b/d GEO/08 b/d GEO/08 b/d GEO/07 b/d GEO/09 b/d GEO/07 b/d GEO/07 b/d GEO/08 b/d Discipline Tipologia GEO/01 b/d GEO/01 GEO/03 Discipline GEO/05 GEO/05 b/d b/d Tipologia b/d b/d Corsi affini-integrativi (c) da 6 CFU; 2 a scelta fra quelli attivi al I e II semestre Complementi di Fisica e Matematica Geotecnica Petrofisica Stratigrafia sismica FIS/07 GEO/05 GEO/07 GEO/02 c c c c 13 I Anno - II Semestre Corsi caratterizzanti e liberi da 6 CFU attivi al II semestre: Ambito A1 Cristallografia Geochimica e Geodinamica Geologia economica Fisica del Vulcanismo Discipline GEO/06 GEO/08 GEO/09 GEO/08 Ambito A2 Complementi di Geologia strutturale Geodinamica Geologia dei basamenti cristallini Paleontologia e Geologia del Quaternario Sedimentologia Ambito A3 Fotointerpretazione e principi di telerilevamento Rilevamento geologico-tecnico Geomorfologia applicata Discipline GEO/03 GEO/03 GEO/03 GEO/01 GEO/02 Discipline GEO/04 GEO/05 GEO/04 Tipologia b/d b/d b/d b/d Tipologia b/d b/d b/d b/d b/d Tipologia b/d b/d b/d Corsi affini-integrativi attivi al II semestre Geofisica applicata Geologia planetaria Geomatica Geomorfologia radar Geopedologia 14 GEO/11 GEO/07 INF GEO/04 GEO/08 c c c c c II anno 1 corso caratterizzante da 9 CFU: Geologia Professionale - I semestre Tirocinio 9 CFU Tesi 42 CFU (prevede un’intensa ed autonoma attività di terreno e/o di laboratorio) 5. Propedeuticità e obblighi di frequenza Non è possibile sostenere esami della Laurea Magistrale se si è iscritti sotto condizione in attesa di conseguire la Laurea Triennale. E’ previsto l’obbligo di frequenza per tutte le attività di Laboratorio e di campagna. Saranno adottate forme di flessibilità per gli studenti portatori di handicap, per gli studenti lavoratori e per quelli impegnati negli organi collegiali. L’eventuale obbligo di frequenza ai Corsi di insegnamento verrà specificato nell’ambito della programmazione didattica annuale. 6. Prova finale per il conseguimento del titolo La prova finale consiste, in genere, nella presentazione e discussione di una tesi elaborata e redatta autonomamente dal laureando sotto la guida di uno o più relatori. La tesi, includente testo ed eventuali tabelle, figure, carte tematiche, sezioni e qualunque altra cosa possa essere considerata utile ai fini della chiarezza espositiva, verterà su tematiche specificamente attinenti agli obiettivi formativi del Corso di studio. La tesi di laurea, svolta sotto la supervisione di un docente del Corso di Laurea Triennale o Magistrale con funzione di Relatore, può prevedere il supporto di altri docenti, ricercatori o collaboratori di ricerca interni o esterni al Dipartimento con funzione di Correlatori. La dissertazione finale, prevista in formato cartaceo e/o elettronico, può essere redatta in italiano o in inglese. La tesi è discussa pubblicamente davanti ad una Commissione di Laurea che accerta il livello di preparazione professionale e culturale raggiunto dal candidato e la sua autonomia nel produrre ed elaborare originalmente dati ed osservazioni. 15 Per la presentazione il candidato dispone di attrezzature di proiezione e, ove necessario, di pannelli espositivi per elaborati di dimensioni particolarmente grandi, non visibili in proiezione. Le modalità organizzative per lo svolgimento della dissertazione orale e della seduta dedicata alla proclamazione sono delegate al Presidente della Commissione di Laurea. Nella valutazione del candidato i membri della commissione terranno conto, oltre che del giudizio sull'esame finale, anche del curriculum di studi del candidato. Nella valutazione della prova finale la Commissione si avvarrà anche dei giudizi espressi dai relatori delle singole tesi e dai controrelatori, attraverso schede di valutazione standard. Le schede di valutazione standard, che devono pervenire al Presidente della Commissione di Laurea almeno il giorno prima della seduta di laurea, sono scaricabili alla voce download del sito del Corso di Laurea. La consultazione di una tesi di laurea è strettamente subordinata all'approvazione del Relatore. Per il conseguimento della Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche lo studente dovrà elaborare e discutere una tesi che gli permetterà di acquisire 42 CFU. Qualora uno studente dovesse svolgere autonomamente attività di campagna, si raccomanda di attivare la copertura assicurativa prevista (i moduli, disponibili presso la Segreteria amministrativa del Dipartimento di Scienze della Terra, devono essere firmati dal relatore e riconsegnati alla medesima segreteria). Per l’elaborazione della tesi di laurea si prevede un impegno di circa sei mesi a tempo pieno per attività pratiche di terreno e/o di laboratorio da svolgersi sotto la guida e la supervisione di uno o più docenti del Corso di Laurea con funzione di relatore/i eventualmente coadiuvato/i da docenti, ricercatori o collaboratori di ricerca interni o esterni, anche appartenenti ad altri enti, con funzione di correlatori. Le attività per la prova finale possono essere integrate anche da “stage” presso laboratori pubblici e/o privati, aziende ed università italiane ed estere. Per i tirocini all’estero gli studenti possono usufruire anche di borse di Mobilità Placement all’interno del programma Erasmus. La tesi è soggetta al giudizio ed alla valutazione di un Controrelatore nominato dal Presidente della Commissione di Laurea tra docenti e ricercatori esperti del settore, siano essi interni od esterni al Corso di Laurea Magistrale. Il Controrelatore revisiona criticamente la tesi nella sua veste definitiva ed esprime il suo giudizio 16 attraverso una scheda di valutazione standard. La scheda di valutazione deve essere fatta pervenire al Presidente della Commissione di Laurea almeno un giorno prima della seduta di laurea anche tramite posta elettronica. Funzione e compiti del Controrelatore sono indicati nel documento che accompagna la scheda di valutazione delle tesi scaricabile alla voce download del sito del Corso di Laurea. Il voto di laurea per gli Studenti iscritti al Corso di Laurea Magistrale prima dell’A.A. 2012-2013 deriva dalla valutazione ponderata della media pesata in base ai CFU dei voti riportati negli esami di profitto del biennio, media espressa in 30esimi e poi trasformata in 110esimi; (La valutazione ponderata espressa in 110esimi viene ottenuta utilizzando la seguente formula: [Somma (ciascun voto in 30esimi * relativi CFU) / 69] * 3.67 dove 69 è la somma dei CFU assegnati alle attività con voto) dal voto della Commissione di Laurea che dispone di un punteggio compreso tra 0 e 10 per la valutazione e presentazione della tesi. Il voto di laurea per gli Studenti iscritti al Corso di Laurea Magistrale dall’ A.A. 2012-2013 deriva dalla somma algebrica: della media pesata in base ai CFU dei voti riportati negli esami di profitto del biennio (nel calcolo della media il 30 e lode è valutato 33/30), media espressa in 30esimi e poi trasformata in110esimi, di un bonus per la velocità di conseguimento della laurea (1 punto per coloro che si laureano entro il secondo anno accademico) del voto della Commissione di Laurea che dispone di un punteggio compreso tra 0 e 9 per la valutazione e presentazione della tesi. La lode, nella valutazione dell'esame finale, è proposta dal Presidente della Commissione di Laurea e deve essere approvata all'unanimità dalla Commissione stessa. Laurea Specialistica Nell’ambito del Corso di Laurea Specialistica in Scienze Geologiche del precedente ordinamento didattico lo studente acquisisce per la tesi 44 CFU. Il voto di laurea deriva dalla somma algebrica: 17 del voto della Laurea triennale, espresso in 110esimi e moltiplicato per 0,1 (con un peso quindi del 10%) della media pesata in base ai CFU dei voti degli esami sostenuti nel biennio del Corso di Laurea Specialistica. Questa media, espressa in 30esimi e trasformata in 110esimi, è moltiplicata per 0,9 (con un peso quindi del 90%) dell’eventuale bonus per la velocità di conseguimento della laurea (2 punti per coloro che si laureano entro il secondo anno accademico, 1 punto per chi si laurea con un anno fuori corso). del giudizio della Commissione di Laurea che dispone di un punteggio compreso tra 0 e 11 per la valutazione e presentazione della tesi. La lode, nella valutazione dell'esame finale, è proposta dal Presidente della Commissione di Laurea e deve essere approvata all'unanimità dalla Commissione stessa. PER SOSTENERE L’ESAME DI LAUREA LO STUDENTE DEVE 1. seguire le procedure burocratiche previste dalle norme amministrative di ateneo 2. attenersi alle regole stabilite dal Corso di Laurea. 6.1. PROCEDURE BUROCRATICHE PREVISTE DALLE NORME AMMINISTRATIVE DI ATENEO referenti per tutte le pratiche amministrative (dall’iscrizione al ritiro del diploma): Segreteria Studenti – L.go Pontecorvo, 3. 56124 – PISA - Fax 0502213421 http://www.unipi.it/studenti/segreterie/ http://www.unipi.it/studenti/segreterie/esame_laurea2.htm_cvt.htm referente per gli esami di laurea dei Corsi di Laurea in Scienze Geologiche e Scienze e Tecnologie Geologiche: Sig.ra Gabriella Magliocchi, telefono 050/2213428 e-mail [email protected] Per sostenere l’esame di laurea lo studente dovrà: 1. fare domanda di iscrizione almeno 30 giorni prima della data fissata per l’esame di laurea. L'iscrizione all’appello di laurea avviene attraverso "Alice, il portale dei servizi on-line per gli studenti", all'indirizzo www.studenti.unipi.it. La domanda può essere annullata via web fino a 15 giorni prima dell'inizio dell'appello. Dopo tale termine l’eventuale rinuncia dovrà essere comunicata in 18 Segreteria Studenti via fax o e-mail alla Sig.ra Gabriella Magliocchi. La procedura di iscrizione dovrà essere quindi ripetuta per l'appello successivo. 2. presentare in Segreteria Studenti, almeno 15 giorni prima della data fissata per l’esame di laurea la fotocopia del libretto universitario (ad eccezione delle pagine vuote), il libretto originale (che verrà timbrato e restituito) e la tessera magnetica. La mancata consegna della fotocopia del libretto e dell'originale costituisce rinuncia all'appello di laurea. Se la rinuncia all'appello avviene dopo la consegna della fotocopia del libretto e dell'originale, lo studente è tenuto a consegnare nuovamente gli stessi entro le scadenze previste per gli appelli successivi. Per tutte le informazioni riguardanti l’iscrizione all’esame consultare comunque il sito: http://www.unipi.it/studenti/segreterie/esame_laurea2.htm_cvt.htm 3. consegnare la tesi Se si opta per il formato cartaceo della tesi lo studente dovrà consegnare in Segreteria studenti, almeno quindici giorni prima della data fissata per l’esame di laurea, 4 copie della tesi, rilegate e firmate dallo studente e da tutti i relatori/correlatori il cui nome sia indicato nel frontespizio. Il titolo della tesi consegnata in segreteria non potrà più essere modificato. La scadenza della consegna è improrogabile. La segreteria controfirmerà le copie e ne tratterrà una. Le altre copie andranno consegnate entro lo stesso termine al Presidente della Commissione di Laurea. A richiesta dello studente, la Segreteria può vidimare eventuali altre copie in aggiunta alle 4 previste. Se si opta per il formato elettronico della tesi, lo studente dovrà consegnare in Segreteria studenti, almeno quindici giorni prima della data fissata per l’esame di laurea, il frontespizio elettronico della tesi creato nel SISTEMA ETD, scaricato direttamente dal programma e firmato dallo studente e da tutti i relatori/correlatori il cui nome sia indicato nel frontespizio stesso. Per la stampa del frontespizio consultare la pagina http://etd.adm.unipi.it/iter.htm del Progetto ETD (Catalogo Elettronico delle Tesi promosso dall'Università di Pisa per la presentazione, archiviazione e consultabilità on-line delle tesi). In caso di rinuncia all'appello i dati relativi al frontespizio della tesi dovranno essere di nuovo caricati nel SISTEMA ETD e la stampa del nuovo frontespizio dovrà essere consegnata in Segreteria studenti entro i termini previsti. Per tutte le informazioni relative all’inserimento dei dati in formato elettronico consultare il sito http://etd.adm.unipi.it/. Se dovessero sussistere problemi durante il caricamento inviare una e-mail a [email protected]. Si otterrà risposta entro 24 ore. Gli studenti sono tenuti in ogni caso a concordare con il relatore la presentazione on-line della tesi. 6.2. ADEMPIMENTI NEI CONFRONTI DEL CORSO DI LAUREA 19 referenti: Segreteria didattica del CCLA in Scienze Geologiche – Via S. Maria 53 – PISA tel. 050-2215832, fax 050-2215800 dr. Roberto Albani 050-2215739 [email protected] 1. fare domanda di iscrizione almeno 30 giorni prima della data fissata per l'esame di laurea. La domanda deve essere accompagnata da un riassunto esteso della tesi (in italiano) e da un abstract (in inglese) redatti secondo un formato standard e da figure e/o diagrammi esplicativi (in formato WORD). Modulo di iscrizione e facsimile del formato standard per i riassunti possono essere scaricati alla voce download della pagina iniziale del sito del Corso di Laurea. La domanda di iscrizione e il riassunto devono essere fatti pervenire via e-mail con allegato al Presidente della Commissione di Laurea Prof. E. Patacca ([email protected]) e al Dr. R. Albani ([email protected]). I nomi dei Controrelatori designati saranno comunicati via e-mail dal Presidente o dal dott. Albani. 2. consegnare al Presidente della Commissione di Laurea e al Controrelatore, almeno 15 giorni prima della data fissata per l'esame di laurea, una copia cartacea della tesi con il relativo CD (copia in PDF della tesi) da accludere sul retro della copertina. Il facsimile del frontespizio della tesi può essere scaricato alla voce download della pagina iniziale del sito del Corso di Laurea. 3. consegnare al dott. Albani il poster della tesi almeno 1 giorno prima della seduta di laurea Entro una settimana dal giorno della discussione della tesi dovrà essere inviato via e-mail al presidente della Commissione di Laurea una foto in formato digitale del momento della presentazione o proclamazione. Foto e riassunto esteso (in italiano o in inglese) con relative illustrazioni saranno pubblicati sul sito del Corso di Laurea. Calendario esami di laurea. Ci sono un minimo di sei appelli per anno: due tra gennaio e aprile, due estivi e due autunnali. Le date degli appelli sono reperibili consultando il libretto guida del Corso di Laurea, il sito Internet del Dipartimento di Scienze della Terra (www.dst.unipi.it), la bacheca della Segreteria studenti o quella del Dipartimento di Scienze della Terra. 7. Sbocchi occupazionali e professionali previsti per i laureati I laureati potranno esercitare attività nei seguenti campi: 20 - programmazione e progettazione di interventi geologici e coordinamento di strutture tecnico- gestionali; - cartografia geologica di base; - cartografia tematica per la pianificazione e gestione del territorio; - indagini preventive e in corso d’opera per la progettazione geologica di supporto a grandi opere di ingegneria; - analisi geologiche in funzione della prevenzione dei rischi geologici, ed ambientali; - analisi degli aspetti geologici della valorizzazione, gestione e tutela dei beni naturalistici; - analisi e modellizzazione dei sistemi e dei processi geoambientali; - reperimento e gestione sostenibile delle risorse idriche, geotermiche e termali; - valorizzazione dei geomateriali naturali e degli analoghi di sintesi; - caratterizzazione e certificazione dei materiali geologici di interesse industriale e commerciale; - ricerca teorica ed applicata nei vari settori di pertinenza delle Scienze della Terra presso le Università e gli Enti di Ricerca - esercizio della libera professione di Geologo. - geologo di enti statali e locali; Il corso prepara alle seguenti professioni: codice 3.1.1.1.1 3.1.1.3.5 3.1.1.1.3 3.1.2.2.2 3.1.2.5.2 3.1.2.6.3 Tecnici geologici Tecnici esperti in applicazioni Tecnici del risparmio energetico e delle energie rinnovabili Tecnici minerari Rilevatori e disegnatori di mappe e planimetrie per le costruzioni civili Rilevatori e disegnatori di prospezioni 8. Elenco alfabetico dei corsi CFU Anno Sem. Analisi mineralogiche 6 I I Complementi di Fisica e di Matematica Complementi di Geologia Strutturale Complementi di Paleontologia dei Vertebrati Cristallochimica 6 I I 6 I II 6 I I 6 I I Cristallografia 6 I II Fisica del Vulcanismo 6 I II Corso 21 Geochimica applicata alla Vulcanologia 6 I I Geochimica applicata alla Geotermia 6 I I Geochimica e Geodinamica 6 I II Geodinamica 6 I II Geofisica Applicata 6 I II Geologia applicata all’ambiente 6 I I Geologia dei basamenti cristallini 6 I II Geologia Economica Geologia Planetaria 6 6 I I II II Geologia Professionale Geomatica Geomorfologia Applicata 9 6 6 II I I I II II Geomorfologia radar 6 I II Geopedologia 6 I II Geotecnica 6 II I Geotermia 6 I I Idrogeologia Paleontologia e Geologia del Quartenario Paleontologia Stratigrafica 6 6 I I I II 6 I I Petrofisica 6 I I Petrografia Applicata 6 I I Petrografia Regionale 6 I I Petrologia 6 I I Rilevamento geologico tecnico 6 I II Sedimentologia 6 I II Stratigrafia sismica 6 I I Tettonica 6 I I Vulcanologia Regionale 6 I I 9. Tabelle di mutuazione dei corsi del vecchio ordinamento disattivati I corsi della Laurea del vecchio ordinamento (Laurea Specialistica) verranno mutuati sui corsi caratterizzanti della Laurea Magistrale secondo la seguente tabella. 22 Laurea Specialistica vecchio ordinamento Corso Avanzato di Fisica per Geologi CFU Ecologia Ambientale Geofisica di Esplorazione Informatizzazione della Cartografia Geologica Anno Semestre 6 1 1 6 6 2 1 2 2 inf 2 Laurea Magistrale Nuovo Ordinamento Mutuato con Complementi di Fisica e Matematica (LM) Mutuabile da Scienze Ambientali mutuato Geofisica applicata Mutuato su Sistemi Informativi Territoriali di Informatica (Triennale) Curriculum 1 - Geologia dinamica e ambientale Laboratorio di geologia applicata e geomorfologia Mutuato per 3 cfu dal corso di Geologia applicata all‟ambiente e per altri 3 cfu dal corso di Geomorfologia applicata Curriculum 2 - Materiali geologici e georisorse Complementi Geotermia di 4 2 1 Mutuato dal corso di Geotermia (LM) 10. Attività di tirocinio (o stage) E’ previsto un periodo di formazione (stage o tirocinio) presso un ente esterno, pubblico o privato, o presso una struttura dell’Università di Pisa. Le attività di tirocinio hanno una durata minima complessiva di 225 ore pari a 9 CFU (v. elenco dei laboratori del dipartimento, del CNR e l’elenco degli enti convenzionati a pag. 26). Di norma, il tirocinio si svolge a cavallo del primo e del secondo anno sfruttando la pausa dei mesi estivi e le prime settimane del secondo anno. Dell'organizzazione e della gestione degli stages esterni si occupano la Commissione didattica di corso di laurea e la Segreteria didattica. Durante il tirocinio, lo studente compila il Registro per il Rilevamento delle Presenze in Stage, controfirmato dal tutore esterno o dal docente proponente. L’orario giornaliero di permanenza in tirocinio è stabilito di comune accordo tra lo studente ed il tutore esterno e il docente proponente. Nel caso di tirocinio presso ente esterno, lo studente è tenuto ad aggiornare il tutore accademico almeno una volta al mese sullo stato di avanzamento del tirocinio. Lo studente tirocinante è seguito da un tutore dell’Università di Pisa e, nel caso di stage presso un ente esterno, anche da un tutore indicato dall’ente convenzionato.. 23 Ruolo del tutore dell’ente esterno Rappresenta il punto di riferimento per lo studente all'interno dell'azienda o ente. Segue e indirizza lo studente durante il progetto, aiutandolo a superare difficoltà tecniche eventualmente incontrate. Verifica i risultati ottenuti e compila il modulo di valutazione del tirocinio. Ruolo del tutore del Corso di Laurea Verifica l'adeguatezza del piano di lavoro del tirocinante e supervisiona lo svolgimento del tirocinio con l'obiettivo di garantirne una qualità tecnica adeguata. Interviene direttamente per adottare eventuali modifiche al piano di lavoro stabilito. Offerta formativa relativa ai tirocini presso i laboratori del Dipartimento di Scienze della Terra Nelle pagine seguenti sono riportati i laboratori del Dipartimento di Scienze della Terra presso i quali è possibile svolgere attività di tirocinio/stage. Con il numero indicato nella colonna dei CFU/anno si intende il massimo numero di CFU che ogni laboratorio può fornire in un anno come offerta didattica totale agli studenti dei CdL interessati (Scienze Geologiche, Naturali e Ambientali). Nella colonna “allievi” è indicato il numero massimo di studenti che possono frequentare contemporaneamente i laboratori. 24 LABORATORI DIPSONIBILI SCIENZEDELLA TERRA PRESSO IL DIPARTIMENTO DI 25 26 27 Offerta formativa relativa ai tirocini presso i laboratori del CNR Laboratorio Responsabile Resp. Tecnico CFU Max affollamento 2 Periodo Ing. M. Mussi A. Caprai 4 Chimico isotopico Laboratorio di chimica dei gas, analisi chimica dei gas per via gascromotografica Dott. B. Raco 8 Geochimica delle acque Tecniche di campionamento e misura di pH, temperatura, alcalinità ed Eh Dott. B. Raco 8 2 Geochimica delle acque Uso della cromatografia ionica per la determinazione degli anioni Dott. S. Tonarini G. De Grandis 20 Geochimica isotopica Laboratorio di separazione minerali, preparazione campioni roccia totale per analisi chimiche ed isotopiche Dott. S. Tonarini A. Pescia 20 Geochimica isotopica Laboratorio di chimica generale, dissoluzione roccia a matrice silicatica, analisi per via umida, trattamento stoccaggio campioni acque Dott. S. Tonarini P. Norelli, 20 Geochimica G. Bigazzi isotopica Preparazione sezioni lucide per microsonda e per conteggio tracce di fissione Dott. S. Tonarini G. Di Vincenzo 20 5 Geochimica isotopica Caratteristiche e funzionamento di uno spettrometro di massa per gas nobili. Tecniche di estrazione laser nelle analisi geocronologiche Dott. S. Tonarini Dott. A. Dini 20 Geochimica isotopica Funzionamento spettrometri a sorgente termo-ionizzante. Preparazione filamenti, caricamento campione e misura di un rapporto isotopico Ing. M. Mussi R. Giorgi 4 1 Isotopico per analisi tritio Analisi di tritio nelle acque: preparazione campioni e analisi per contatore proporzionale in fase gassosa Ing. M. Mussi E. Calvi 8 2 Isotopico per isotopi stabili Preparazione dei campioni ed analisi per spettrometria di massa in fase gassosa 10.3 - Lista Enti/Istituzioni accreditati per l’attività di tirocinio (o stage) Convenzioni di Facoltà (per la lista completa degli enti convenzionati consultare il sito della Facoltà di Scienze M.F.N. all’indirizzo: http://www.smfn.unipi.it). o o o o o 28 Autorità di Bacino Fiume Serchio di Lucca Comunità di Ambito Provincia di Lucca Comunità Montana Amiata Grossetano Comunità Montana della Garfagnana Consorzio di Bonifica del Bientina o o o o o o o o o o o o o o o o Consorzio del Torrente Pescia S.p.A. Corpo Forestale dello Stato Ente Acque S.p.A. Ente Parco di Montemarcello-Magra Ente Parco Portofino GEOFOR IDS Pisa, Ingegneria dei sistemi Istituto Centrale per la Ricerca scientifica e Tecnologica applicata al mare Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - INGV Ordine dei Geologi della Toscana * Parco Nazionale Cinque Terre di Riomaggiore Parco Regionale delle Alpi Apuane Parchi Val di Cornia S.p.A. Piombino Provincia di Livorno Sammontana S.p.A. di Empoli Servizio Protezione Civile – Unione dei Comuni della Valdera TESECO di Pisa Convenzioni di Ateneo (per la lista completa degli enti convenzionati consultare il sito della Università di Pisa all’indirizzo: http://tirocini.adm.unipi.it. o o o o o o AAMPS di Livorno ARPAT di Firenze Autorità di Bacino del Fiume Arno Comunità montana dell’Elba e della Capraia ENEL-GREENPOWER Ente Parco regionale Migliarino-San Rossore-Massaciuccoli * in base alla segnalazione dell’Ordine i seguenti studi geologici sono ammessi ad accettare i tirocinanti della nostra facoltà: Barbieri Riccardo– viale Stazione 39 – Massa Tel./fax 0585 48141. Settori: geotecnico-ambientale Barsanti Pietro - Studio Barsanti, Sani & Sani - via Buiamonti 29 – Lucca tel. 0583 467427. Settori: geofisica, studi di supporto alla pianificazione urbanistica, geotecnica. Buchignani Vincenzo - Via per Corte Capanni, 198 - Lucca tel. 0583 419691. Settori: Scienze geologiche. Cascone Giovanna - via Ozanam 17 Livorno tel. 0586 1866585. Settori: geologia applicata alle costruzioni in zona sismica, caratterizzazione ambientale delle rocce da scavo. Ceccarelli Francesco – piazza Aranci 31 Massa (MS) tel. 0585 489493. Settori: geologia applicata all’ingegneria civile e idraulica, redazione di strumenti urbanistici e varianti mediante utilizzo di GIS, studi geologici inerenti la stabilizzazione aree in frana. Chighine Gianfranco - TEGEIA srl via Tosco Romagnola 370 – Cascina (PI) tel./fax 050 741253. Settori: geologia ambientale, bonifica contaminati. 29 Damiani Alessandro – Piazzale Premuda 2G Piombino (LI) tel. 0565 33260. Settori: geologia applicata – geologia ambientale. Della Croce Giorgio - piazza della Vittoria 47 - Livorno tel. 0586 211212. Settori: idrogeologia e geotecnica. Esposito Antonio - AssoGeo Studio di Geologia – via dei Mille, 36 - Ponsacco (PI) tel. 0587 736105. Settori: idrogeologia, geotecnica, geologia ambientale, piani di caratterizzazione e progetti per il ripristino di siti contaminati, studi di supporto alla pianificazione urbanistica, consulenza in materia ambientale/rifiuti e piani di protezione civile. Fagioli Maria-Teresa - AF Geoscience and Technology Consulting SRL via Toniolo Campo 222 – S. Giuliano Terme (PI) tel. 050 870311. Settori: idrogeologia applicata, modellazione e simulazione numerica di fenomeni geologici Folini Marco - SANCILIA srl via Parione 1 – Firenze tel. 055 2670403. Settori: attività estrattive, risistemazioni ambientali, studi di impatto ambientale. Franchi Francesca - GEOPROGETTI Studio Associato – via del Rio 2 Pontedera (PI) tel. 0587 54001. Settori: geomatica applicata alla pianificazione territoriale. Gardone Luca - via Pisana 218 Scandicci (FI) Tel. 055 756272. Settori: idrogeologia, geologia tecnica, geologia ambientale. Ghezzi Giuseppe - GETAS PETROGEO srl - Piazza San Giorgio 6 – Pisa tel. 050 43275. Settori: idrogeologia, geologia applicata, piani di caratterizzazione. Karayannis Jean Gionanlis - Geotecnica Pisana via Gherardesca 15 - Pisa tel. 050 9656255. Settori: indagini geognostiche, laboratorio terre, opere geotecniche: pali di fondazione, paratie. Matteoli Sergio - Studio Geofield srl - San Miniato (PI) tel. 0571 418231. Settori: geo-risorse, cave. Melani Fabio - Via Nomellini 25-27 - Piombino (LI) tel. 0565 855538. Settori: geotecnica, idrogeologia, cave e miniere, pianificazione urbanistica, geologia ambientale, rischio idraulico. Moni Leonardo - Geodes Studio di Geologia – via Valmaira 14 - Castelnuovo di Garfagnana (LU). Settori: geotecnica, indagini geognostiche, pianificazione urbanistica, edilizia civile, artigianale ed industriale, disciplina degli scarichi, pianificazione territoriale Murratzu Alessandro – Piazza Ulivelli 19 - Castelfiorentino (FI) tel. 0571 635053. Settori: idrogeologia e ricerche termali, caratterizzazione geotecnica dei terreni, bonifiche ambientali. Musetti Rinaldo– via Macchiavelli 38 Viareggio tel. 0584 44462. Settori: geotermica, idrogeologia. Nencini Claudio - Studio Associato di Geologia - corso Repubblica 1 – Fauglia (PI) tel. 050 650797 Settori: attività estrattive, pianificazione, geotecnica Nolledi Giancarlo - Studio Associato Nolledi via N.Sauro 118 – Lucca tel. 0583 956363. Settori: idrogeologia, geotecnica. Pacini Lando - Geohabitat studio geologico - Via Garibaldi 34 51011 Borgo a Buggiano tel. 0572 30014. Settori: esplorazione del sottosuolo con metodi geofisici, idrogeologia, geotecnica. Perini Massimiliano – via C. Battisti 36 - Cascina tel. 050 700508. Settori: geotecnica, idrogeologia, geologia ambientale. 30 Rossi Francesco – Studio INGEO, via Tiglio 433 Arancio Lucca tel. 0583 48682. Settori: idrogeologia, geotecnica, topografia. Santarnecchi Eraldo - via della Costituente 17 – Ponte a Egola (PI) tel. 0571 485277. Settori: geotecnica, idrogeologia, difesa del suolo Simoni Matteo - viale della Repubblica 3/A - Bologna Tel. 051 6334030. Settori: idrogeologia applicata, geotecnica e meccanica delle rocce, geologia ambientale, progettazione e bonifica di siti incontaminati. Turrini Giuseppe – Studio Ass. G.A.TE.S. - via G. Leopardi 10 - Pisa tel. 050 552430. Settori: geologia Tecnica, idrogeologia. 31 11. Appendici Gestione del Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Il Consiglio Aggregato dei corsi di studio in Scienze Geologiche e Scienze e Tecnologie Geologiche (CCLA) Il CCLA gestisce il Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologiche Geologiche e il corso di Laurea in Geologia (triennale). Il Presidente è la Prof. Patrizia Macera (050 - 22 15 792; [email protected]). Vice presidente la Prof. Etta Patacca (050 - 22 15 729; [email protected]); segretario il coordinatore didattico … . Il CCLA è costituito dai professori ufficiali degli insegnamenti attivati specificamente per le esigenze del corso e dai ricercatori che svolgono la loro attività didattica nell’ambito del corso stesso; dal Coordinatore didattico, dal responsabile della segreteria didattica del corso, (050-22 15 832; [email protected]); dal Segretario della Commissione di Laurea, Dott. Roberto Albani (050-22.15.739; [email protected]) e da tre rappresentanti degli studenti. Il CCLA ha il compito di programmare e coordinare le attività didattiche, come descritto dallo Statuto dell’Università di Pisa (http://www.unipi.it/ateneo/governo/regolament/statuto/statuto.htm_cvt.htm), pianifica il processo formativo (definizione degli obiettivi formativi e degli obiettivi di apprendimento) avvalendosi del lavoro svolto dalla Commissione Didattica e sentito il parere del Nucleo di Valutazione Interna (NVI). Fanno parte del CCLA: La Commissione Didattica La Commissione di Laurea Il Nucleo di valutazione interna (NVI) Tutti i docenti che svolgono attività didattica all’interno del CCLA Il Comitato di Indirizzo Il coordinatore didattico Il segretario didattico I rappresentanti degli studenti La Commissione Didattica è costituita da: Docenti: Prof.ssa Patrizia Macera (Pres.) Tel. 050-2215792; [email protected] Prof.ssa Etta Patacca Tel. 050-2215729; [email protected] Prof. Carlo Baroni Tel. 050-2215731; [email protected] Prof.ssa Gabriella Bagnoli Tel. 050-2215768; [email protected] Prof. Natale Perchiazzi Tel. 050-2215715; [email protected] Dott.ssa Anna Gioncada Tel. 050-2215706; [email protected] 32 Dott.ssa Chiara Montomoli Dott. Roberto Giannecchini Tel. 050-2215844; [email protected] Tel. 050-2215725; [email protected] e da due rappresentanti degli studenti: Collareta Alberto Mannella Giorgio La Commissione Didattica ha il compito di valutare la funzionalità e l’efficacia delle attività formative dei Corsi di Laurea e dei servizi didattici forniti. In particolare, la Commissione Didattica esprime parere sulla programmazione didattica annuale e sulla compatibilità tra i crediti assegnati alle attività formative e gli obiettivi determinati nel Regolamento Didattico di Ateneo e del CCLA. Il Nucleo di Valutazione Interna (NVI) Il NVI ha il compito di valutare l’offerta didattica del corso di studio attraverso una serie di “indicatori” fornito dal Nucleo di Valutazione di Ateneo (NVA) allo scopo di soddisfare i descrittori di Dublino http://bolognaprocess.it Controlla che siano tenute in considerazione tutte le esigenze delle parti interessate sia interne che esterne, al fine di raggiungere gli obiettivi preposti dal CdL per l’ottenimento di una figura professionale capace di “sapere, saper fare, saper essere”. E’ responsabile della stesura del rapporto di autovalutazione, che è il risultato di un processo di analisi critica sul sistema “corso di studio” e costituisce il documento-base attraverso il quale il CdL descrive e valuta i suoi obiettivi, la sua organizzazione e la qualità delle sue attività. Fanno parte del NVI: Prof.ssa Patrizia Macera Presidente del CCLA Prof.ssa Gabriella Bagnoli Dott. Giovanni Musumeci Dott.ssa Anna Gioncada La segretaria didattica Un rappresentante degli studenti Un rappresentante dei servizi amministrativi. Il Comitato di Indirizzo Ha il compito di collaborare, insieme agli altri organi competenti, alla definizione degli obiettivi formativi del geologo in accordo con le esigenze del mondo del lavoro, proponendo quale tipo di informazioni e conoscenze siano da potenziare per facilitare il rapido inserimento del laureato nel mondo del lavoro. E’ così composto: Docenti del CdL: 33 Prof.ssa Patrizia Macera (Presidente del CCLA), Prof. Carlo Baroni (rappresentante dei professori di I fascia) Prof.ssa Gabriella Bagnoli (rappresentante dei professori di II fascia) Dott. Giovanni Musumeci (rappresentante dei ricercatori); un rappresentante degli studenti; rappresentanti degli Enti esterni: Dott. Antonio Bartelletti (Direttore Parco Apuane); Dott. Giovanni Bracci (Provincia di Pisa); Ing. Guido Cappetti (Enel Green Power spa); Dott. Maurizio Ferrini (Regione Toscana); Prof. Piero Manetti (CNR - Istituto di Geoscienze e Georisorse); Dott. Claudio Nencini (Ordine dei Geologi della Toscana); Dott. Emilio Ricci (Associazione Industriali); Prof. Vincenzo Terreni (Presidente Ass. Naz. Insegnanti Scienze Naturali). La Segreteria Didattica Raccoglie ed istruisce preliminarmente le pratiche studenti da sottoporre agli organi di gestione del CCLA ([email protected]). Ha la funzione di monitorare l’erogazione della didattica attraverso la raccolta e l’elaborazione dei giudizi da parte degli studenti sui singoli corsi La Commissione di Laurea E’ presieduta dalla Prof.ssa Etta Patacca. Fornisce il calendario degli appelli di laurea e designa i membri della commissione di ogni appello tra i docenti del CCLA. Svolge gli esami di Laurea. Si avvale della collaborazione del Dott. Roberto Albani (050-22 15 739; [email protected]) che svolge le funzioni di coadiutore del Presidente della Commissione di Laurea per istruire le pratiche per sostenere l’esame di Laurea. 34 12. Programmi dei corsi ANALISI MINERALOGICHE (Codice esame: 032DD) 6 CFU – 5 CFU di lezioni frontali, 1 CFU di esercitazioni e laboratorio Elena Bonaccorsi Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 35 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. Testi consigliati (per l’approfondimento) - 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. Commissione d’esame: E. Bonaccorsi., N. Perchiazzi, M. Lezzerini Orario di ricevimento: martedì e giovedì: 12-14. 36 APPLICAZIONI DI GEOLOGIA 9 CFU (tre moduli da tre CFU) (non attivo per questo anno accademico) Responsabile del Corso: Pietro Armienti Dipartimento di Scienze della Terra altri docenti: Anna Gioncada; Daniela Gasperini Programma del corso Modulo 1- 3 CFU - Parametrizzazione delle tessiture dei marmi. Determinazione e rappresentazione analitica delle orientazioni preferenziali dei granuli e delle grain size distributions. Relazioni tra proprietà meccaniche delle rocce e parametri tessiturali: il caso dei marmi apuani. Modulo 2- 3 CFU - Analisi di immagine per la caratterizzazione quantitativa di analisi tessiturali di rocce ed immagini telerilevate. Rappresentazione dei dati. Applicazione a casi reali. Modulo 3- 3 CFU - Bilanci di massa (elementi maggiori in traccia ed isotopi) nei processi di differenziazione ignea, di trasporto di massa in mezzi fluidi (aria, acqua) . Analisi dei componenti principali (PCA) metodi di rappresentazione dei risultati. Esercitazioni: per ogni modulo sono previste 16 ore di lezioni frontali . i moduli 1 e 2 prevedono 12 ore di esercitazioni in aula computer e 6 ore di laboratorio (SEM) , il modulo tre prevede 8 ore di esercitazioni in aula computer e una giornata di lezione e misure sul terreno. Lezioni fuori sede: una lezione fuori sede per il modulo 3. Obiettivi formativi Il Corso è finalizzato all'apprendimento di tecniche quantitative di analisi per la modellizzazione di problemi geologici. Il corso tratterà di argomenti relativi a bilanci di massa ed analisi di immagine. 37 Verifica dell’apprendimento: Relazione scritta su un problema quantitativo assegnato allo studente e sua discussione con la commissione alla fine di ogni modulo. Testi consigliati (per l’approfondimento) - Haneberg W.C. (2004): Computational geosciences with Mathematica. Springer. - Albarède F. (1996): Introduction to geochemical modeling. Cambridge University Press. - Le maitre R.W. (1982): Numerical Petrology (Developments in Petrology 8). Elsevier. - Dispense a cura del titolare del corso. Commissione d’esame: P. Armienti (Presidente), A. Gioncada, L. Folco. Orario di ricevimento: P. Armienti: lunedì 11-12 e giovedì: 15:30-17. COMPLEMENTI DI FISICA E MATEMATICA (Codice esame: 145BB) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU esercitazioni Francesco Giammanco 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 del corso Complementi di analisi. Scalari, vettori e tensori. Proprieta’ dei vettori e operazioni con i vettori. Elementi di calcolo matriciale e tensori. Operazioni e trasformazioni dei tensori. Sistemi lineari e linearizzazione di funzioni. Funzioni di piu’ variabili e operatori vettoriali. Differenziale totale e derivate parziali. Soluzioni di equazioni algebriche. Equazioni differenziali alle derivate parziali. Proprietà ed esempi di soluzione di equazioni del trasporto. Discretizzazione e rappresentazione numerica. Fisica dei mezzi 38 continui. Equazioni costitutive della reologia. Forze su un corpo e tensore degli stress. Valori e assi principali di stress. Stress normale. Stress di taglio (shear stress). Stress piano. Stress all’interno della Terra. Assi principali di stress. I tre tipi fondamentali di faglia. Deformazioni. Tensore di strain. Elasticità lineare. Legge di Hooke. Costanti elastiche. Viscosità. Modelli lineari in reologia. Meccanica delle fratture. Modelli numerici. Obiettivi formativi Buona padronanza degli strumenti di analisi matematica per funzioni di più variabili e analisi tensoriale. Derivazione equazioni costitutive della Reologia e Tensore di Stress. Conoscenza metodi di derivazione di assi principali, shear ecc. Derivazione tensore di strain e costanti elastiche principali. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto Testi consigliati - Piskunov N.S. (2010): Calcolo Differenziale ed Integrale - Editori Riuniti. - Mulargia F. (2000): Un'introduzione alla meccanica delle faglie - Coop. Libraria Universitaria Bologna 2000. - Ulteriore materiale didattico verrà fornito durante il Corso. Commissione d'esame: F. Giammanco, N. Beverini, G. Moruzzi, F. Cornolti, F. Fuso Orario di ricevimento: giovedì: 15 - 17. COMPLEMENTI DI GEOLOGIA STRUTTURALE (Codice esame: 033DD) 6 CFU – 5 CFU lezioni frontali; 1CFU lezioni fuori sede Chiara Montomoli Dipartimento di Scienze della Terra 39 Programma del corso Deformazione finita e progressiva. Deformazione e fluidi. Sistemi di vene. Foliazioni e lineazioni nelle rocce deformate e loro meccanismi di formazione. Meccanismi deformativi alla microscala. Piegamento di un strato singolo e di un multistrato. Modelli cinematici di piegamento e piegamenti sovrapposti. 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. Processi di strain softening e strain hardening per la localizzazione e sviluppo di zone di taglio. Il corso prevede esercitazioni in aula e 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 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. - 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. Commissione d'esame: C. Montomoli, L. Pandolfi. Orario di ricevimento: lunedì, 12 -13. COMPLEMENTI DI PALEONTOLOGIA DEI VERTEBRATI 40 (Codice esame: 035DD) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 1 CFU laboratorio, 1 CFU lezione fuori sede Giovanni Bianucci Dipartimento di Scienze della Terra Obiettivi formativi Conoscenze di base sulla storia evolutiva delle principali linee di tetrapodi marini. Conoscenze dei principali metodi di prospezione, raccolta dati, recupero e conservazione dei vertebrati fossili. Capacità di riconoscere e classificare, sia sul terreno che in laboratorio, un reperto fossile appartenente a un tetrapode marino. Programma del corso Adattamento al nuoto nei tetrapodi marini. Nuotatori primari e secondari. Idrodinamicità e resistenza idrodinamica. Cenni alla cinematica del nuoto. Rettili marini: distribuzione statigrafica e radiazione mesozoica; sistematica e cenni alla filogenesi. Mesosauridae, Placodontia, Notosauria, Plesiosauria, Ichthyosauria, Mosasauria, Cheloinoidea e Crocodylia (marini). Uccelli marini: Hesperornis e altre forme mesozoiche. Radiazione cenozoica degli uccelli marini (Procellariidae, Spheniscidae e altri gruppi adattati al nuoto). Cetacea: caratteri generali. Origini e ipotesi sui progenitori basate su dati paleontologici e molecolari. Caratteri generali, tendenze evolutive, sistematica, radiazione e dispersione degli Archeoceti. I Neoceti: origine,tendenze evolutive e sistematica. I Misticeti 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 geografica. I principali giacimenti a tetrapodi marini: natura dei depositi, tafonomia e diversità. Distribuzione geografica, stratigrafica e pattern evolutivo dei tetrapodi marini. 41 Laboratorio e lezioni fuori sede Cenni all’anatomia scheletrica dei vertebrati. Nomenclatura anatomica. Tassonomia e sistematica dei tetrapodi marini: i principali elementi, diagnostici per il loro riconoscimento. Metodi di prospezione paleontologica applicati alla ricerca dei vertebrati fossili. Utilizzo del georadar e di altre tecniche geofisiche. Georeferenziazione, raccolta dati e rilievi 3D con laser scanner e Zscan. Tecniche, con applicazione sul terreno, per il recupero dei vertebrati fossili. Preparazione, conservazione e duplicazione in laboratorio dei vertebrati fossili. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. Testi consigliati (per l’approfondimento) - Berta A., Sumich J.L. & Kovacs K.M. (2006): Marine mammals. Evolutionary biology. Second Edition. Academic Press, San Diego. - Bianucci G. & Landini W. (2007): Fossil History. In: Reproductive biology and phylogeny of Cetacea. Whales, dolphins and porpoises. D.L. Miller (Ed.). Science Publishers, Enfield. - Leiggi P. & May P. (Eds.) (1994): Vertebrate paleontological techniques. Volume 1. Cambridge University Press, New York. Commissione di esame: G. Bianucci, W. Landini, L. Ragaini. Orario di ricevimento: martedì: 10 - 12. CRISTALLOCHIMICA (Codice esame: 036DD) 6 CFU – lezioni frontali Marco Pasero Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 42 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). Distribuzione degli elementi nei processi geologici: eccezioni alle regole di Goldschmidt e Ringwood. Teoria del campo cristallino. Energie di stabilizzazione in campo ottaedrico e in campo tetraedrico. Effetto Jahn-Teller. Gli elementi di transizione nei processi di differenziazione magmatica. Ripartizione tra minerali coesistenti. 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: -Mg2SiO4, -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 43 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 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). Commissione d’esame: M. Pasero, E. Bonaccorsi, N. Perchiazzi, P. Orlandi. Orario di ricevimento: tutti i giorni dalle 9 alle 11 (su appuntamento). CRISTALLOGRAFIA 44 (Codice esame: 037DD) 6 CFU – lezioni frontali Elena Bonaccorsi Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 45 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 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.. Commissione di esame: E. Bonaccorsi, C. Biagioni, S. Merlino, M. Pasero. Orario di ricevimento: martedì e giovedì: 12-14. 46 FISICA DEL VULCANISMO (Codice esame: 040DD) 6 CFU – lezioni frontali Mauro Rosi Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Parte I Le cristi vulcaniche eruttive attraverso l'analisi e la discussione di casi studio (hazard e gestione dell'emergenza). L'eruzione del 1980 del vulcano St Helens (USA), L'eruzione del vulcano di Moinserrat (Piccole Antille), l'eruzione dl vulcano Stromboli 2002-2003 Isole Eolie), l'eruzione del Nevado del Ruiz 1985 (Colombia), L'eruzione del vulcano Pinatubo del 1991 (Filippine), l'eruzione dl lago di Nyos (Cameroon) . Parte II Processi fisici che regolano i fenomeni eruttivi. Stoccaggio del magma, caldere e camere magmatiche, evidenze petrologiche, geofisiche e geologiche della loro esistenza. Formazione delle camere magmatiche. Le camere magmatiche come fattore di controllo del processo vulcanico. Il ruolo dei volatili nella rottura delle pareti della camera magmatica. Il ruolo dei volatili nel processo vulcanico. Volatili nel magma e loro solubilità. Nucleazione delle bolle nel magma, crescita delle bolle per diffusione e decompressione, coalescenza delle bolle. Frammentazione del magma e influenza dei volatili sullo stile eruttivo. Eruzioni sostenute, influenza delle bolle di gas prima della frammentazione, accelerazione della miscela gas frammenti magmatici. Contenuto in gas e velocità di uscita della miscela. Forma del condotto, geometria della bocca e velociotà di uscita.Pennacchi eruttivi delle eruzioni sostenute. Fattori di controllo dell'altezza del pennacchio eruttivo. Caduta dei frammenti dalla colonna eruttiva e dal pennacchio. Colonne eruttive instabili, densità e altrti fattori di controllo dell'instabilità. Eruzioni 47 esplosive transienti , esplosioni magmatiche e modellazione delle esplosioni magmatiche transienti. Esplosioni transienti che coinvolgono acqua esterna e tipi di eruzioni idromagmatiche. I prodotti (tefra) delle eruzioni idromagmatiche. Processi di caduta e di flusso nella messa inposto dei materiali piroclastici. Processo di caduta dai margini della colonna convetiva e dalla regione dell'ombrello. Velocità di caduta dei clasti. Caratteristiche delle colonne e di corrispondenti depositi. Applicazione dei modelli delle colonne eruttive e stima delle velocità di uscita dei clasti e dell'intensità dell'eruzione, determinazione del volume dell'eruzione e della durata dell'eruzione. Correnti di densità piroclastica e loro depositi. Origine delle correnti di densità piroclastica (collasso di fontana, esplosioni direzionali e collasso di duomi). Ignimbriti e processo di messa in posto. Colate di lava, tipi di lave, reologia dei flussi lavici, controllo reologico della geometria dei flussi lavici. Moto della lava, lunghezza dei flussi di lava, superficie tessiturale dei flussi di lava. Stili eruttivi, scala delle eruzioni e frequenza delle eruzioni. Condizioni per l'accadimento di eruzioni effusive. Composizione chimica del magma e eruzioni esplosive. Composizione e eruzioni esplosive transienti, composizione e eruzioni esplosive sostenute (ruolo della viscosità e ruolo del contenuto in gas). Dimensione e frequenza delle eruzioni elastiche e anelastiche. Eruzioni di magnitudo eccezionale. Pericolosità vulcanica e monitoraggio vulcanico. Tipi di pericoli vulcanici. Previsione a lungo e a breve termine delle eruzioni. Obiettivi formativi Gli obiettivi del corso sono di far familiarizzare lo studente con il tema delle crisi vulcaniche e dei diversi aspetti della loro gestione. Il corso si prefigge anche di analizzare da un punto di vista fisico il processo eruttivo e i pericoli da esso prodotti. Gran parte di questi concetti sono qualitativamente estendibili ad altri tipi di rischi naturali. Verifica dell'apprendimento: Esame orale con voto Testo consigliato - Parfitt L., Wilson L. (2008): Fundamendals of Physical Volcanology. WileyBlackwell. 48 Commissione d'esame: M. Rosi, R. Santacroce, A. Sbrana Orario di ricevimento: giovedì: 11-13. FOTOINTERPRETAZIONE E PRINCIPI DI TELERILEVAMENTO (Codice esame: …) 6 CFU – 4 CFU lezioni, 2 CFU laboratorio Maria Cristina Salvatore Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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, 49 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. Modalità d’esame: Prova orale e discussione degli elaborati cartografici prodotti durante il corso. 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. 50 Testi consigliati (per l’approfondimento) - 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. Commissione d’esame: M.C. Salvatore, C. Baroni, M. Pappalardo, F. Rapetti, A. Ribolini Orario di ricevimento: su appuntamento. GEOCHIMICA APPLICATA ALLA GEOTERMIA (Codice esame: …) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU laboratorio/esercitazioni Paolo Fulignati Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Generalità sui sistemi idrotermali. Relazioni tra vulcanismo e sistemi idrotermali ad esso associati. Facies di alterazione e mineralogia idrotermale. Sistemi idrotermali e magmaticoidrotermali 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 51 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 18 dell’acqua ( O 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. 18 13 Applicazione ai sistemi idrotermali attivi e fossili. O e C 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: 52 - 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. 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, 2 CFU laboratorio/esercitazioni Paola Marianelli Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Caratteristiche dei corpi magmatici: tipi, geometrie e dimensioni. I sistemi di alimentazione dei vulcani attivi. Esempi di sistemi di alimentazione in diversi ambienti (es: Islanda, 53 Hawaii, Etna, S.Helens, Montserrat, Pinatubo,Vesuvio Campi Flegrei etc..). 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 mixing 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, skarn e cornubianiti, 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). Trattamento dati e utilizzo della geochimica nella ricostruzione di processi nel sistema di alimentazione. Applicazioni alla tefrostratigrafia. Principali tecniche di studio dei depositi 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 da tecniche dirette, perforazioni profonde, geofisica, camere magmatiche fossili, e da tecniche indirette, derivanti dallo studio di frazioni iuvenili, 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, 54 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 preeruttive e sineruttive. Esercitazioni: esercitazioni pratiche in laboratorio Obiettivi formativi Approfondimento della conoscenza dei sistemi di alimentazione dei vulcani attiviì. Relazioni tra funzionamento dei sistemi di alimentazione, dinamiche delle eruzioni e caratteristiche dei depositi vulcanici. Principali tecniche di studio. Modalità d’esame: esame orale con voto. Testi consigliati (per l’approfondimento) - Sigurdsson, H. (Editor in Chief) (2000): Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press. San Diego, pp. 1417. - Wholetz K, Heiken G. (1992): Volcanology and geothermal energy. University of California Press, pp. 432. - Carroll and Holloway (1994): Volatiles in magmas. Reviews in Mineralogy, vol. 30, pp. 517. - Roedder (1984): Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy, vol. 12, pp. 646. - De Vivo, Bodnar (2003): Melt inclusions in volcanic systems: Developments in Volcanology , vol. 5, pp. 258. - Carroll and Holloway (1994): Volatiles in magmas. Reviews in Mineralogy, vol. 30, pp. 517. - Roedder (1984): Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy, vol. 12, pp. 646. Commissione di esame: P. Marianelli R. Santacroce P. Fulignati. Orario di ricevimento: giovedì: 10-12. GEOCHIMICA E GEODINAMICA 55 (Codice esame: 044DD) 6 CFU – lezioni frontali Patrizia Macera Dipartimento di Scienze della Terra Il corso è suddiviso in tre moduli di circa 16 ore di lezione nei quali vengono trattati: la geochimica e geochimica isotopica sistematica, la tettonica globale e le associazioni tettonomagmatiche, esempi illustrativi dei vari ambienti geodinamici. Programma del corso Cenni storici sulla deriva dei continenti. Teorie fissiste e mobiliste. La tettonica delle placche. Litosfera ed astenosfera. Distribuzione e profondità delle zone sismiche terrestri. Limiti di placca divergenti, trasformi e convergenti. Vulcanismo associato ai margini di placca. Vulcanismo intraplacca. Mantle plumes. Utilizzazione dei dati geochimici per individuare le sorgenti dei magmi e l'ambiente geodinamico di serie magmatiche antiche. La geochimica degli elementi in traccia: elementi alcalini ed alcalino-terrosi; le REE; gli elementi ad alto potenziale ionico o HFSE; gli elementi di transizione; gli elementi del gruppo del Pt (PGE). I diagrammi multi-elementari o spidergrams normalizzati al mantello primitivo (PM), condriti (Cho), MORB e loro utilizzazione per il riconoscimento delle varie associazioni magmatiche. Diagrammi di discriminazione tettonica. I rapporti fra elementi incompatibili come traccianti geochimici di sorgenti. Utilizzazione degli isotopi radiogenici in Geocronologia e Geologia isotopica. Variazione della composizione isotopica dello Sr e del Nd nei basalti oceanici. Geologia isotopica di Sr, Nd e Pb. Riconoscimento dei vari serbatoi mantellici e crostali. Sistematica isotopica Lu-Hf e Re-Os e sue applicazioni allo studio delle rocce ignee. Struttura e composizione del mantello terrestre. Teorie sulla sua eterogeneità. Movimenti convettivi nel mantello. Convezione stratificata, globale e zonata. Evidenze geofisiche e geochimiche. Lo strato D". Teorie sulla genesi dei basalti intraplacca oceanici e continentali. Concetto di “mantle plume” ed ipotesi sui vari tipi di hotspot. Il magmatismo di ambiente convergente. Il contributo della crosta oceanica e continentale 56 nella sorgente dei magmi di arco. Caratteristiche geochimiche ed isotopiche del magmatismo di arco. Teorie sulla genesi dei magmi di arco. Il contributo dei sedimenti e della crosta oceanica nella composizione dei magmi; gli strumenti geochimici da utilizzare per il loro riconoscimento. Processi di mixing e AFC. I traccianti geochimici come strumenti per l'individuazione delle sorgenti magmatiche e della eterogeneità del mantello. Ambienti geodinamici delle principali associazioni magmatiche. Relazioni fra geodinamica e geochimica dei magmi. Esempi tratti dal magmatismo Cenozoico dell’area Euro- Mediterranea. Obiettivi formativi Padronanza degli strumenti essenziali necessari a collegare i principali ambienti geodinamici con le caratteristiche geochimiche dei magmi. Lettura ed interpretazione, ad un livello generale, dei fondamentali traccianti geochimici ed isotopici atti ad identificare i processi petrogenetici che presiedono l’evoluzione del sistema crosta-mantello. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. Testi consigliati - Faure G. (1986): Principles of isotope geology (2nd ed.). J. Wiley & Sons., pp. 589. - Rollinson H. (1993): Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman,. pp. 352. - Varie lezioni possono essere scaricate da www.imwa.info/Geochemie/Chapters.html. - Materiale elettronico fornito dai docenti. Commissione d’esame: P. Macera, D. Gasperini. Orario di ricevimento: P. Macera: giovedì: 10 - 12. GEODINAMICA (Codice esame: 045DD) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU escursione con relazione) 57 Luca Pandolfi Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 mediooceanici, 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 Riempimento di un bacino sedimentario: i parametri che controllano la stratigrafia di un bacino, lo stile di riempimento di un bacino sedimentario. Analisi di subsidenza ed evoluzione termica di un bacino sedimentario e metodologia per la loro analisi. 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. Analisi di subsidenza ed evoluzione termica di un bacino sedimentario e metodologia per la loro analisi.. 58 ESEMPI DALL'AREA MEDITERRANEA. Esempi di bacini sedimentari sviluppati in contesti geodinamici differenti nel sistema alpino-appenninico (il bacino oceanico LigurePiemontese, il Bacino EpiMesoalpino, i depositi di avanfossa dell'Appennino Settentrionale) e dinarico-ellenico. (depositi legati alla messa in posto delle unità ofiolitiche e depositi di avanfossa della catena Dinarica) Lezioni fuori sede: 2 CFU, escursione di 4 giorni con relazione. Obiettivi formativi Lo studente apprenderà i fondamenti della geodinamica e della tettonica delle placche. Saprà discernere tra la struttura, la cinematica e la dinamica terrestri.Alla fine del corso dovrà inoltre essere in grado, di descrivere 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, in particolare quelle delle catene peri-mediterranee. Modalità d’esame: esame orale con voto. 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. Commissione di esame: L. Pandolfi, M. Marroni, G. Musumeci, C. Montomoli. Orario di ricevimento: lunedì: 9 - 12 e 14-16. GEOFISICA APPLICATA (Codice esame: …) 59 6 CFU – lezioni frontali Corso mutuato dalla Laurea Magistrale in Geofisica di esplorazione ed applicata: http://www.dst.unipi.it/gea/ GEOLOGIA APPLICATA ALL’AMBIENTE (Codice esame: 048DD) 6 CFU – 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU lezioni fuori sede ed esercitazioni Alberto Puccinelli Dipartimento di Scienze della Terra Obiettivi formativi Il corso si propone di fornire allo studente un’adeguata preparazione che gli permetta di comprendere e di risolvere le problematiche geologico-ambientali derivate dagli impatti delle attivittà dell’uomo sulla natura. Introduzione al corso Significato e importanza dei principali argomenti che saranno trattati. Struttura e organizzazione del corso. Modalità di svolgimento delle verifiche. Testi consigliati. Studi per il controllo della dinamica fluviale Valutazione e controllo delle piene nei corsi d’acqua (cenni). L’erosione lungo i versanti e lungo gli alvei quale responsabile del carico solido di un corso d’acqua. La dinamica degli alvei. I dissesti in alveo. Il rilevamento geologico per la previsione della dinamica fluviale. Tecniche d’intervento per la previsione e la riduzione delle esondazioni e delle inondazioni. Opere di difesa dalle colate di fango e di detrito. Le strutture di rinforzo del terereno Pali, diaframmi, micropali, berlinesi, ancoraggi, infilaggi, premill, chiodature, bullonature, tirantature, terre rinforzate. Studi per il risanamento dei terreni e delle acque sotterranee contaminate Lo sviluppo delle contaminazioni. Piano d’indagini per la bonifica. Individuazione dell’origine dell’inquinamento. Gli interventi di bonifica a carattere geologico. Gli 60 inquinamenti da idrocarburi. la protezione dall’inquinamento: controllo delle riserve idriche e monitoraggio. Geologia urbana Il ruolo del geologo nella progettazione di scarichi di rifiuti urbani e industriali. La compatibilità ambientale degli insediamenti industriali, agricoli e abitativi, dei sistemi fognari, di discariche, ecc. Approvvigionamenti idrici e problemi connessi. Studi geologici di supporto per la stesura dei piani regolatori. Il rischio idrogeologico-ambientale nella costruzione di strade e gallerie Il rischio geologico nella progettazione di opere. Valutazione del rischio nella costruzione di strade e gallerie: indagini geognostiche, problemi connessi con la stabilità dei versanti, con le falde idriche, con la subsidenza indotta dai drenaggi, con lo smaltimento degli inerti. Esercitazioni Elaborazione dati, esecuzione di sezioni geologiche e sezioni di correlazione, definizione del modello di riferimento. Testi consigliati - Canuti P., Crescenti U., Francani V. (2008): Geologia applicata all’ambiente. Casa Editrice Ambrosiana. - Pipkin B.W., Trent D.D., Hazlett R. (2007): Geologia ambientale. Piccin Nuova Libraria S.p.A. - Civita M. (2005): Idrogeologia applicata e ambientale. Casa Editrice Ambrosiana. - Gonzales de Vallejo (2005): Geoingegneria. Pearson ed. Milano. - Mariotti E., Iannantuoni M. (2009) : Il nuovo diritto ambientale. II edizione aggiornata. Maggioli Editore. Commissione d’esame: A. Puccinelli, G. D’Amato Avanzi, R. Giannecchini. Orario ricevimento: lunedì: 11-13. GEOLOGIA DEI BASAMENTI CRISTALLINI (Codice esame: 049DD) 6CFU – 40 ore di lezioni frontali, 1 CFU di lezioni fuori sede 61 Giovanni Musumeci Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Basamenti cristallini: definizione e contesti tettonici di esposizione e relazioni basamentocopertura. 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 termomeccanica 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 62 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. - 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. Commissione d’esame: G. Musumeci, G. Molli. Orario ricevimento: martedì: 11-13. GEOLOGIA ECONOMICA (Codice esame: 052DD) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU laboratorio Anna Gioncada Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Importanza dei minerali industriali e metallici nell’economia di un paese. I prezzi sui mercati e le principali cause della loro variazione. Le rocce ed i minerali industriali e 63 metallici economicamente più importanti, loro produzione ed impieghi. Terminologia specialistica del settore. Fattori che rendono un deposito di minerali industriali o metallici economicamente rilevante: fattori geologici, petrografici, mineralogici, economici, ambientali. 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 d’interesse economico: depositi a minerali metallici in complessi intrusivi basici e ultrabasici, le rocce kimberlitiche e lamproitiche e i diamanti; pegmatiti e apliti; le mineralizzazioni associate agli skarn; i sistemi “porphyry copper”, i depositi epitermali; depositi VMS e Sedex; IOCG; Mississippi Valley-type, depositi Carlin-type; depositi “placer”, depositi residuali, depositi legati a processi supergenici. Metodi d’indagine: tessiture e strutture delle rocce mineralizzate, inclusioni fluide, geotermometria e geobarometria. Case studies. 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. Modalità d’esame: esame orale con voto, con discussione su un articolo scientifico in lingua inglese concordato in precedenza con il docente. Testi consigliati (per l’approfondimento) - Robb L. (2005): Introduction to ore forming processes. Blackwell Publishing, pp. 373. - Evans A. M. (1993): Ore Geology and industrial minerals - an introduction. Blackwell Publishing, pp. 387. 64 - Moon et al. (2006): Introduction to mineral exploration. Blackwell Publishing, pp. 481. - Articoli consigliati dal docente durante il corso. Commissione d’esame: A. Gioncada, M. Lezzerini, S. Rocchi, E. Bonaccorsi, P. Armienti. Orario ricevimento: mercoledì e venerdì: 12-13. GEOLOGIA PLANETARIA (Codice esame: ...) 6 CFU – 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazione Luigi Folco Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 65 planetaria, impatti catastrofici, origine della Luna, il bombardamento cosmico agli albori del Sistema Solare, estinzioni di massa. Rischio da impatto. La paleo Terra. Origine della Terra. Il bombardamento meteoritico. Formazione della atmosfera, idrosfera e i primi continenti. Il primo miliardo di anni e l’origine della vita. 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, micrometeoriti, polveri cosmiche) e delle rocce da impatto, per la comprensione della loro petrogenesi, e per la loro collocazione in un contesto geologico planetario. Verifica dell’apprendimento: Prove in itinere. Esame finale con voto. Testi di riferimento 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: 66 - 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. Commissione d’esame: L. Folco, M. D’Orazio, S. Rocchi, P. Armienti, A. Gioncada. Orario di ricevimento: su appuntamento. GEOLOGIA PROFESSIONALE (Codice esame: ...) 9 CFU – lezioni frontali, esercitazioni e attività in sede, fuori sede e in laboratorio Responsabile del Corso Alberto Puccinelli Dipartimento di Scienze della Terra Docenti: Alberto Puccinelli, Pietro Barsanti, Giacomo D’Amato Avanzi, Roberto Giannecchini, Daria Marchetti, Brunella Raco. Programma del corso Introduzione al mondo della professione (2 ore - Puccinelli) Aspetti deontologici, campi di applicazione: stabilità dei versanti, idrogeologia, geotecnica, opere d’ingegneria (edifici, strade, gallerie, dighe), attività estrattive, discariche, bonifiche di acque e siti inquinati, impiego di modelli numerici, ecc. Indagini geognostiche (16 ore - Barsanti) Acquisizione ed elaborazione di dati geognostici con indagini dirette e indirette. Sondaggi, prospezioni geofisiche (geoelettrica, sismica a rifrazione e sismica a riflessione, prove down-hole e cross-hole, ecc.), prove penetrometriche statiche e dinamiche. Modalità di esecuzione, elaborazione e interpretazione dei risultati. Applicazione pratica a casi reali. Geochimica ambientale (16 ore – Raco) 67 Il significato del monitoraggio geochimico e sua pianificazione in aree fortemente antropizzate in assenza di normativa specifica. Caratterizzazione delle potenziali sorgenti inquinanti mediante tecniche geochimiche ed isotopiche. Valutazione del fondo naturale. L’ambiente e la salute dell’uomo. Acquisizione dati e loro elaborazione-interpretazione: esempi di monitoraggio di attività ad alto impatto ambientale (siti industriali, discariche). Costruzione del modello geologico-tecnico di riferimento (2 ore – Puccinelli) Rilievi geologici e geomorfologici, indagini in sito e in laboratorio, sintesi e armonizzazione dei dati e delle interpretazioni in un modello di riferimento bi- e tridimensionale, di superficie e di sottosuolo. Casi di studio (32 ore – Puccinelli, D’Amato Avanzi) Illustrazione del percorso metodologico e tecnico-operativo per affrontare, gestire e risolvere problemi specifici. Analisi di casi e temi tipici dell’attività professionale: stabilità dei versanti, rischio di frana, risorse idriche, discariche, attività estrattive, costruzioni. Cenni alle principali normative correlate. Attività di campagna (3 giorni – Puccinelli, Barsanti, D’Amato Avanzi) Rilievi geologici e geomorfologici, esecuzione di indagini in sito, prelievo di campioni rimaneggiati o indisturbati, visita a cantieri geognostici. Esercitazioni (14 ore – D’Amato Avanzi, Giannecchini, Marchetti) Elaborazione dati, esecuzione di sezioni geologiche e sezioni di correlazione, definizione del modello di riferimento. Laboratorio (7 ore) Prove pratiche per la caratterizzazione fisico-meccanica di terre e di rocce (Laboratorio di Geotecnica). Obiettivi formativi Fornire gli strumenti idonei per svolgere con competenza l’esercizio della professione, che rappresenta una delle principali attività per i laureati in Scienze e Tecnologie Geologiche. 68 Modalità d’esame: Relazione, prova pratica ed esame orale con voto. Testi consigliati (per l’approfondimento) - Canuti P., Crescenti U., Francani V. (2008): Geologia applicata all’ambiente. Casa editrice Ambrosiana, Milano. - Casadio M., Elmi C. (2006): Il manuale del geologo - Pitagora editrice, Bologna. - Celico P. (1986): Prospezioni idrogeologiche. Vol. 1 e 2. Liguori editore, Napoli. - Celico P. (2005): Elementi di idrogeologia. Liguori editore, Napoli. - Civita M. (2005): Idrogeologia applicata e ambientale. Casa editrice Ambrosiana, Milano. - Colombo P., Colleselli F. (1996): Elementi di geotecnica. Zanichelli, Bologna. - Gonzalez De Vallejo L.I. (2005): Geoingegneria. Pearson Education Italia, Milano. - Hunt R.E. (2005): Geotechnical engineering investigation handbook. Taylor & Francis, Boca Raton (Florida). - Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2006): Geologia Applicata. Vol. 1. Il rilevamento geologico-tecnico (II ed.). Casa editrice Ambrosiana, Milano. - Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2003): Geologia Applicata Vol. 2. Applicazioni ai progetti di ingegneria civile. Casa editrice Ambrosiana, Milano. - Turner A.K., Schuster R.L. (1996): Landslides, investigation and mitigation. National Academy Press, Washington D.C. - Vallario A. (1992): Frane e territorio. Liguori editore, Napoli. - Dispense dei docenti. Commissione d’esame: A. Puccinelli (Presidente), P. Barsanti, G. D’Amato Avanzi, R. Giannecchini, D. Marchetti, B. Raco. Orario di ricevimento: A. Puccinelli: lunedì: 11-13. GEOMATICA (Codice esame: ...) 6 CFU – lezioni frontali 69 Marina Bisson INGV Programma del corso Geomatica e i suoi significati - Richiami sui sistemi geodetici e cartografici di riferimento utilizzati in Italia (Roma 40 GB E-O; ED50 UTM 32-33; WGS84 UTM 32-33) - Richiami sulla rappresentazione della realtà tramite i layers informativi: il modello n(G-A), overlay, dati vettoriali (primitive geometriche, database relazionabili, visualizzazioni, operatori di analisi), dati raster (significato del pixel, informazione qualitativa e visualizzazione). Formati vettoriali e formati raster. Esempio di banca dati in ambito geologico. Modello raster quantitativo: concetto di spazializzazione dell’informazione, la griglia, la risoluzione spaziale, la map algebra e 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 TIN, DEM, DTM e DSM. Acquisizione dati 3D: digitalizzazione a video da mappe georeferite, georeferenziazione, conversione di dati tra diversi sistemi cartografici di riferimento, GPS, laser scanning da aereo, import di file matriciali memorizzati in diversi formati, vettorializzazione da raster. Elaborazione dei dati 3D e realizzazione del modello digitale del terreno: il significato dell’interpolazione spaziale e metodi di interpolazione. I più significativi operatori di analisi applicati ai modelli digitali del terreno (hillshaded, contour, slope, aspect, curvature, idrology) con i rispettivi output: il rilievo ombreggiato, mappa delle curve di livello, mappa delle pendenze, mappa di esposizione dei versanti, mappa delle concavità, bacini idrografici. Rappresentazione di mappe 3D tramite tecniche di overlay. Esercitazioni: previste (24 ore, 12 esercitazioni di 2 ore ciascuna). Lo scopo è quello di favorire l'apprendimento dei principali strumenti e tecniche per gestire, analizzare e produrre cartografia digitale 2 e 3D in ambito geologico utilizzando softwares dedicati. Obiettivi formativi Fornire allo studente buone conoscenze sull’utilizzo del GIS in applicazioni geologiche proponendo un particolare approfondimento sui modelli digitali del terreno (realizzazione, analisi e mappe derivabili). 70 Modalità d’esame: esame orale con voto. Testi consigliati - Gomarasca M.A. (2004): Elementi di Geomatica. Associazione italiana di rilevamento. - Dispense fornite dal docente. Commissione d’esame: M. Bisson, P. Macera Orario di ricevimento: su appuntamento. GEOMORFOLOGIA APPLICATA (Codice esame: ...) 6 CFU – 4 CFU di lezioni frontali, 1CFU di esercitazioni, 1CFU lezioni fuori sede Carlo Baroni Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 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 71 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). 72 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. Modalità d’esame: esame orale con voto (+ eventuali relazioni). 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. Commissione d’esame: C. Baroni, M. Pappalardo, A. Ribolini, M.C. Salvatore Orario di ricevimento: martedì: 9-11. GEOMORFOLOGIA RADAR (Codice esame: 097DD) Corso mutuato dalla Laurea in Geofisica di Esplorazione ed Applicata 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU laboratorio e lezioni fuori sede Adriano Ribolini Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 73 conducibilità elettrica. Propagazione e attenuazione dei segnali elettromagnetici nei mezzi geologici. Coefficiente di riflessione. Risoluzione verticale ed orizzontale, dipdisplacements, 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 timedomain) 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 stratigraficoambientale. 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 timedomain. 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 74 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. Modalità di esame: esame orale, redazione di relazione tecnica di simulazioni sintetiche ed elaborazione di dati reali. Testi consigliati 75 - 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. Commissione d’esame: A. Ribolini, C. Baroni, A. Mazzotti. Orario di ricevimento: martedì: 9-11. GEOPEDOLOGIA (Codice esame: 159GG) 6 CFU – lezioni frontali Giovanni Zanchetta Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 76 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. Commissione d’esame: G. Zanchetta, G. Leone, P. Macera. Orario di ricevimento: mercoledì: 9 - 10. GEOTECNICA (Codice esame: 015HH) 6 CFU – lezioni frontali Alberto Pochini Dipartimento di Scienze della Terra 77 Programma del corso Parametri fisici e meccanici dei terreni. Assortimento granulometrico, peso specifico, limiti di Atterberg, ecc. Prove di laboratorio per la loro determinazione. Classificazione dei terreni mediante tali grandezze indice. Compressibilità e consolidazione, teoria del Terzaghi, caratteristiche delle attrezzature e modalità esecutive dalla prova edometrica, calcolo dei cedimenti e valutazione del tempo di consolidazione. Resistenza a taglio e legge di Coulomb-Terzaghi, apparecchi di taglio diretto e apparecchio triassiale, modalità esecutive della prova ed utilizzo dei dati desumibili. Prove geotecniche in situ. Programmazione delle prove geotecniche, attrezzature e modalità esecutive delle prove correlazioni e dati desumibili. Attrezzature per la misura delle pressioni neutre, modalità di installazione e caratteristiche di funzionamento. Pendii instabili. Teoria degli stati limite dei terreni, spinta attiva e spinta passiva, tecniche di contenimento e verifiche di stabilità. Controlli sui pendii instabili, grandezze da porre sotto controllo strumentale, tecniche e strumenti per il controllo in continuo e periodico. Rilievo di spostamenti mediante sistemi inclinometrici, tipi di strumenti e caratteristiche, elaborazioni delle misure anche mediante PC. Fondazioni superficiali. Reazioni del terreno, pressione limite di rottura, carichi di sicurezza, cedimenti delle fondazioni e carichi ammissibili. Fondazioni profonde. Caratteristiche costruttive e tipologie, distribuzione dei carichi e tensioni indotte, calcolo della portata. Obiettivi formativi Conoscenza delle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni e delle loro relazioni con le principali problematiche nell'utilizzo dei terreni. Conoscenza delle attrezzature e delle tecniche di utilizzo. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 78 Testi consigliati - Terzaghi K., Peck R.B. (1984): Geotecnica. UTET. - Cestelli Guidi C.: Geotecnica e tecnica delle fondazioni. Hoepli. - Lancellotta R.(2004): Geotecnica. Zanichelli. - Colombo P., Colleselli F. (2004): Elementi di geotecnica. Zanichelli. - Cestari F. (1990): Prove geotecniche in sito. Geo-Graph. Esercizi: - Menzie, Simonson: Esercizi di geotecnica. Flaccovio. - Colleselli, Soranzo: Esercizi di geotecnica. Cleup. - Pizzonia V.: Esercizi di geotecnica. Ordine Naz. Geologi. - Colosimo P.: Problemi di geologia Tecnica. Nuove Ricerche. Commissione d'esame: A. Pochini, A. Puccinelli, G. D'Amato Avanzi, R. Giannecchini. Orario di ricevimento: lunedì: 10 - 13. GEOTERMIA (Codice esame: …) 6 CFU – 4 lezioni frontali, 2 CFU lezione fuori sede Alessandro Sbrana Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 a nomalie termiche nella crosta superficiale, camere magmatiche in intrusioni, aree distensive (rift, ecc.). aree vulcaniche, Il raffreddamento di corpi magmatici per conduzione e convezione. I sistemi idrotermali. Classificazione. Sistemi in aree vulcaniche, sistemi connessi ad 79 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 acquaroccia, 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. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 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. Commissione d'esame: A. Sbrana, P. Fulignati. P. Marianelli. Orario di ricevimento: lunedì: 11 - 13. 80 IDROGEOLOGIA (Codice esame: 058DD) 6CFU – 5 CFU lezioni frontali, 1 CFU esercitazioni Roberto Giannecchini Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Richiami sui concetti di base dell’idrogeologia: 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: 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. Monitoraggio delle pressioni neutre e della superficie piezometrica: piezometri e celle piezometriche. 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 dell’acquifero (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 81 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.). Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. 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. (2002): Groundwater science. Academic Press. - 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. Commissione d'esame: R. Giannecchini, A. Puccinelli, G. D’Amato Avanzi, Y. Galanti. Orario di ricevimento: lunedì:10 – 13 o su appuntamento per e-mail. 82 PALEONTOLOGIA E GEOLOGIA DEL QUATERNARIO (Codice esame: 060DD) 6 CFU – lezioni frontali Luca Ragaini Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 83 relazioni tra l’evoluzione delle faune marine e continentali del Bacino Mediterraneo e l’evoluzione paleogeografia e climatica dell’area nel Plio-Pleistocene. Modalità d’esame: esame orale con voto. 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.) (2007): Encyclopedia of Quaternary Sciences (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. Commissione d’esame: L. Ragaini (Presidente), G. Zanchetta, G. Bianucci. Orario di ricevimento: giovedì: 14-16. PALEONTOLOGIA STRATIGRAFICA (Codice esame: 061DD) 6 CFU –lezioni frontali Gabriella Bagnoli Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 84 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 chimicofisici per individuare relazioni temporali tra successioni sedimentarie. Verifica dell'apprendimento: prova finale con elaborato. 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. Commissione d’esame: G. Bagnoli, L. Ragaini, W. Landini. 85 Orario di ricevimento: martedì: 16-18. PETROFISICA (Codice esame: 062DD) 6 CFU - lezioni frontali Pietro Armienti Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Stereologia; analisi di immagine; forme dei granuli. Orientazioni dei reticoli cristallini dei granuli. Densità, porosità, proprietà meccaniche, elettriche , magnetiche e termiche delle rocce. Laboratorio di analisi di immagine. Esercitazioni: Durante il corso sono previste circa 10 ore di esercitazioni per: a) Segmentazione di immagini di rocce e misure di Crystal Size Distribution; b) Determinazione quantitativa di parametri tessiturali tramite l’uso di GIS. Obiettivi Formativi Lo studente dovrà essere in grado di effettuare misure quantitative dei parametri tessiturali di una roccia usando strumenti di analisi di immagine basati su tecniche GIS e saper utilizzare criticamente i dati relativi ai parametri fisici delle rocce in relazione al contesto geologico di origine e/o agli impieghi Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. Testi consigliati Durante il corso sono distribuiti appunti curati dal titolare del corso ed una serie di articoli su argomenti base per gli opportuni ampliamenti. Si consigliano inoltre le seguenti letture: - Philpotts, A.R. (1990) : Principles of igneous and metamorphic petrology. Prentice Hall. N. Jersey, 498 pp. 86 - Ragland P.C (1989): Basic analytical petrology. Oxford University Press, 369 pp. Commissione d’esame: P. Armienti, S. Rocchi, M. D’Orazio. Orario di ricevimento: lunedì: 11-12 e giovedì 15.30-17.00. PETROGRAFIA APPLICATA (Codice esame: 063DD) 6 CFU – lezioni frontali Marco Lezzerini Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 87 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. 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. 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, 88 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. Commissione d'esame: M. Lezzerini, P. Armienti, A. Gioncada. Orario di ricevimento: lunedì e mercoledì: 11-13. PETROGRAFIA REGIONALE (Codice esame: 064DD) 6 CFU – lezioni frontali Sergio Rocchi Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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 TriassicoCreataceo: Punta Bianca-Brugiana, Plateau Ibleo meridionale. Stadio Oceanico. Magmatismo Giurassico del bacino oceanico Ligure-Piemontese: associazioni ofiolitiche di Corsica, Appennino settentrionale, geochimica dei sedimenti 89 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 EocenicoOligocenico del Veneto (Lessini, Berici, Euganei). Stadio postcollisionale Appenninico ed estensione continentale. Magmatismo MiocenicoQuaternario 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. Lezioni fuori sede 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 90 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. Commissione d'esame: S. Rocchi, M, D’Orazio, P. Armienti, L. Folco, A. Gioncada Orario di ricevimento: lunedì e martedì: 12-13. 91 PETROLOGIA (Codice esame: …) 6 CFU – 3 CFU lezioni frontali, 3 CFU esercitazioni Pietro Armienti Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Richiami alla struttura interna della Terra. La distribuzione di pressioni e temperature all’interno della Terra: gradiente litostatico, origine del calore terrestre, gradiente geotermico, flusso di calore. Il magma: struttura, proprietà fisiche e termochimiche. Il movimento del magma. Il raffreddamento dei corpi ignei per conduzione e per irraggiamento. Fondamenti di termodinamica e il principi dell’equilibrio chimico: i sistemi termodinamici e le variabili termodinamiche, energia, calore e lavoro meccanico, il primo principio della termodinamica, l’Entalpia, il secondo principio della termodinamica, l’Entropia, la terza legge della termodinamica, l’equazione di Gibbs e i potenziali termodinamici, l’energia libera di Gibbs e l’equilibrio tra fasi, la termodinamica delle soluzioni, soluzioni ideali e soluzioni regolari, la costante di equilibrio. La regola delle fasi di Gibbs. Introduzione all’uso del codice MELTS. Diagrammi di fase in petrologia: sistemi binari e ternari di importanza petrologica, costruzione, lettura e applicazione geologica di diagrammi binari e ternari di vario tipo, cenno ai sistemi quaternari, il ruolo di H 2O, CO2 e fugacità di ossigeno nei processi petrogenetici, i buffers di fugacità di ossigeno. Petrogenesi dei basalti, andesiti e graniti in relazione all’ambiente geodinamico. Principi ed applicazioni di geotermometria e geobarometria in sistemi ignei e metamorfici. Obiettivi formativi: Conoscere i principali “reservoirs” terrestri e la variazione dei principali parametri chimico-fisici con la profondità. Saper utilizzare dati termodinamici relativi a fasi minerali, liquidi silicatici e fluidi al fine di stabilire lo stato di equilibrio di un sistema e di saper utilizzare geotermobarometri per sistemi ignei e 92 metamorfici. Saper leggere ed interpretare diagrammi di fase a uno, due e tre componenti. Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. Testi consigliati - Anderson D.L. (1989): Theory of the Earth. Blackwell, Boston. - Denbigh K. (1977): I principi dell’equilibrio chimico. Casa Editrice Ambrosiana, Milano. - Philpotts A.R. (1980): Principles of igneous and metamorphic petrology. Prentice Hall, New Jersey. Commissione d’esame: M. D’Orazio, P. Armienti. Orario di ricevimento: lunedì: 11-12 e giovedì: 15.30-17.00. 93 RILEVAMENTO GEOLOGICO – TECNICO (Codice esame: 066DD) 6 CFU – 4 CFU lezione, 2 CFU di seminari, esercitazioni e lezioni fuori sede. Responsabile del Corso: Giacomo D’Amato Avanzi Dipartimento di Scienze della Terra Docenti: G. D’Amato Avanzi, D. Marchetti (seminari) Obiettivi formativi: Fornire le tecniche fondamentali per la caratterizzazione e la definizione delle condizioni di stabilità dei terreni e degli ammassi rocciosi, applicabili alla stabilità dei versanti, alla realizzazione di opere di ingegneria in superficie e in sotterraneo, alla valutazione del rischio sismico. 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. Programma del corso 1 - Classificazione e caratterizzazione di terre e rocce; fondamenti di stabilità dei pendii in roccia (G. D’Amato Avanzi) Applicazioni e obiettivi del rilevamento geologico-tecnico. Classificazione e caratterizzazione di terre e rocce; unità 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. Le carte litologico-tecniche; realizzazione, utilizzo ed esempi applicativi. 94 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. 2 – Modellazione dei pendii in roccia (D. Marchetti) Applicazioni informatiche per la caratterizzazione degli ammassi rocciosi e le analisi di stabilità e deformabilità (Suite RocScience): 1. analisi interattiva dei dati geologico-strutturali (Dips); 2. studio dei parametri di resistenza e degli inviluppi di rottura secondo Hoek & Brown (Rocdata/Roclab); 3. analisi di stabilità per scorrimenti planari e di cunei (Rocplane/Swedge); 4. analisi all’equilibrio limite di pendii in roccia o in terra (Slide); 5. analisi statistica delle frane di crollo in roccia per la definizione del rischio (Rocfall); 6. calcolo di stress e spostamenti con metodi agli elementi finiti (Phase2). Lezioni fuori sede: 8 ore (raccolta dati geomeccanici e campioni per il laboratorio) Esercitazioni: 24 ore (prove di laboratorio, analisi ed elaborazione dati, applicazioni software) Modalità d’esame: esame orale con voto (discussione della relazione finale). Testi consigliati - Hoek. E. (2006): Practical Rock Engineering (www.rocscience.com/hoek/PracticalRockEngineering.asp) - 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 tutorials dei programmi utilizzati. 95 Commissione di esame: G. D’Amato Avanzi, R. Giannecchini, D. Marchetti, A. Puccinelli Orario di ricevimento: lunedì: 9-12. SEDIMENTOLOGIA (Codice esame: …) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU lezione fuori sede Giovanni Sarti Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 96 Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto o esposizione di una tesina riguardante un argomento scelto dal candidato. 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. Commissione d’esame: G. Sarti, E. Patacca. Orario di ricevimento: martedì: 12 - 13. STRATIGRAFIA SISMICA (Codice esame: 104DD) 6 CFU – 4 CFU lezioni frontali, 2 CFU laboratorio Etta Patacca Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso Richiamo ai concetti e ai principi fondamentali della Stratigrafia: Le unità stratigrafiche, i contatti stratigrafici, i criteri di correlazione. Analisi dei dati provenienti da perforazioni profonde: Esame di carote e cutting; Interpretazione di logs di cavo. Sismostratigrafia: Introduzione alla lettura dei profili sismici a riflessione tarati attraverso logs di pozzi; Identificazione e analisi delle facies sismiche; Interpretazione stratigrafica e 97 deposizionale delle unità sismostratigrafiche sulla base della configurazione dei riflettori e della loro terminazione e sulla base della forma esterna delle sequenze sismiche; Costruzione di diagrammi cronostratigrafici da profili sismici a riflessione; Le sequenze deposizionali come unità stratigrafiche fondamentali nell’interpretazione sismostratigrafica. Stratigrafia Sequenziale: Criteri e metodi della Stratigrafia Sequenziale e sua applicazione ai sistemi deposizionali silicoclastici e carbonatici. Attività di laboratorio: Interpretazione di profili sismici a riflessione e di logs di pozzi utilizzati per la loro taratura. Esempi tratti da aree di avanfossa e di avampaese dell’Appennino, dell’ Adriatico e della Sicilia. Obiettivi formativi Il Corso di Stratigrafia Sismica si propone di introdurre lo studente all’analisi stratigrafica di sottosuolo attraverso la lettura e l’interpretazione di profili sismici a riflessione e di logs di pozzi. Modalità d’esame: elaborato scritto e colloquio orale. Testi consigliati 1. Doyle P., Bennett M.R. (1999): Unlocking the stratigraphical record. J. Wiley & Sons Ltd, pp. 243-350. 2. Hart B. (2000): 3-D Seismic Interpretation: A Primer for Geologists. SEPM Short Course n°48, pp. 1-55. 3. Emery D., Myers K.J. (1996): Sequence stratigraphy. pp.1-107. 4. Rider M. (2006): The geological interpretation of well logs. Progress Press Co Ltd.,Malta. pp. 33-90. 5. Sheriff R.E., Geldart L.P., (1995): Exploration seismology. Cambridge University Press, Chapter 10 Geologic interpretation of reflection data. pp.349-423. 6. Tucker M.E. (2001): Sedimentary petrology. Blackwell Science Ltd. Altri testi utili alla preparazione dell'esame: 1. North F.K. (1985): Petroleum geology. Allen & Unwin Inc. pp. 253-261. 98 2. Serra O. (1986): Fundamentals of well-log interpretation. Elsevier Science publishers B.V 3. Schoch R.M. (1989): Stratigraphy: principles and methods. Van Nostrand Reinhold. New York Materiale multimediale utilizzato Diephus G., De Graaf E., Smith S. Introduction to seismic reflection surveying. AAPG Film. Swanson R., Fogt D. Sample examination - AAPG Film. Vail P.R., Sarg R. Introduction to seismic stratigraphy. AAPG Film Materiale didattico a disposizione degli studenti Articoli da pubblicazioni scientifiche: Anstey N.A. (1982): Seismics and stratigraphy. In Astey N.A. (ed.): Simple Seismics. Int. Hum Res.Devel Corp. Boston, pp. 21-43. Handford C.R., Loucks R.G. (1993): Carbonate depositional sequences and systems tracts – Responses of carbonate platform to relative sea-level changes. In: Loucks R.G., Sarg J.F. (eds.): Carbonate sequence stratigraphy. AAPG, Memoir 57. Mitchum R.M., Sangree J.B., Vail P.R., Wornardt W.W. (1994): Recognizing sequences and systems tracts from well logs, seismic data and biostratigraphy: examples from the late Cenozoic of the Gulf of Mexico. In Weimer P., Posamentier H.W. (eds.): Siliciclastic sequence stratigraphy. AAPG, Memoir 58. Posamentier H.W., Allen G.P. (1999): Siliciclastic sequence stratigraphy - Concepts and applications. SEPM, Concepts in Sedimentology and Paleontology n° 7. Salvador A. (ed.) (1994): International stratigraphic guide. (2nd edition) - A guide to stratigraphic classification, terminology and procedure. Geol. Soc. of America, pp. 1212. Vail P.R., Mitchum JR. R.M., Todd R.G., Widmier J.M., Thomson III S., Sangree J.B., Bubb J.N., Hatlelid W.G. (1977): Seismic stratigraphy and global changes of sea level. In: Payton C.E. (ed.). Seismic stratigraphy - Application to hydrocarbon exploration. AAPG, Memoir 26. Van Wagoner J.C., Posamentier H.W., Mitchum R.M., Vail P.R., Sarg J.F., Loutit T.S., 99 Hardenbol J. (1988): An overview of the fundamentals of sequence stratigraphy and key definitions. In: Wilgus C.K., Hastings B. S., Kendall C.G., Posamentier H.W., Ross C.A., Van Wagoner J.C. (eds.). Sea-level changes: an integrated approach. SEPM 42. Atlanti di consultazione: Bally A.W. (ed.) (1988): Atlas of seismic stratigraphy. Vol. 1-2-3. AAPG, Studies in Geology n°27. Manuali: Lasmo PLC (1996). Wellsite Geology Manual, pp. 1-47. Morton-Thompson D., Woods A.A. (eds.) 1992. Development geology - Reference manual. AAPG Meth. in Expl. Ser.n° 10. Swanson R.G. (1981). Sample examination manual (Shell Oil Company Exploration training). AAPG, Methods in exploration series. Power Point delle lezioni Commissione d’esame: E. Patacca, G. Sarti, G. Musumeci. Orario di ricevimento: martedì: 11-13. TETTONICA (Codice esame: 070DD) 6 CFU – 5CFU lezioni frontali; 1 CFU lezioni fuori sede Giancarlo Molli Dipartimento di Scienze della Terra Programma del corso 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. 100 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. 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. 101 Verifica dell’apprendimento: esame orale con voto. L’esame verterà sull’intero programma del corso e sulla preparazione dell’escursione. 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. Commissione d’esame: G. Molli, G. Musumeci. Orario di ricevimento: su appuntamento. VULCANOLOGIA REGIONALE (Codice esame: 072DD) 6 CFU – lezioni frontali Roberto Santacroce Dipartimento di Scienze della Terra A. Vulcanismo plio-quaternario in Italia (24 ore) Dal mito alla realtà dei vulcani; Vulcanismo plio-quaternario in Italia: evoluzione tettonica del Mediterraneo Occidentale; la Provincia Magmatica Toscana; la Provincia Magmatica Umbra; la Provincia Magmatica Romana; la Provincia Magmatica Campana; il vulcanismo della Sardegna; il vulcanismo del Tirreno Meridionale; le Isole Eolie; la Provincia Magmatica della Sicilia (Etna, Iblei, Canale di Sicilia). B. Grandi Province magmatiche e supervulcani (8 ore) Definizioni, età, significato geodinamico; Columbia River; Etiopia-Yemen; Taupo, Toba, Yellowstone; i Campi Flegrei e l’Ignimbrite Campana. C. Le Eruzioni più famose (16 ore) 102 Vesuvio 79 d.C.; Vesuvio 1631; Tambora 1815; Krakatau 1883; La Pelée 1902; Novarupta 1912; St. Helens 1980-2005; Pinatubo 1991; Montserrat 1995-2007. Obiettivi formativi Il corso si prefigge di dare agli studenti nozioni fondamentali sulla storia eruttiva, sulla natura dei magmi e sulla dinamica delle eruzioni più importanti avvenute nelle aree di vulcanismo plioquaternario in Italia, inquadrandole nel contesto geodinamico dell’area mediterranea. Verranno altresì illustrate le più grandi e famose eruzioni di vulcani non italiani, con sintetico inserimento nei rispettivi contesti geodinamici. Testi consigliati - Dispense fornite dal docente e articoli consigliati. Commissione d’esame: R. Santacroce, G. Zanchetta, M. Rosi, A. Sbrana, P. Fulignati, P. Marianelli. Orario di ricevimento: su appuntamento. 103 13. Orario di ricevimenti dei docenti Docente Armienti P. Bagnoli G. Baroni C. Bianucci G. Bisson M. Bonaccorsi E. D'Amato Avanzi G. D'Orazio M. Folco L. Fulignati P. Giammanco F. Giannecchini R. Gioncada A. Lezzerini M. Macera P. Marianelli P. Molli G. Montomoli C. Musumeci G. Pandolfi L. Pasero M. Patacca E. Perchiazzi N. Pochini A. Puccinelli A. Ragaini L. Ribolini A. Rocchi S. Rosi M. Salvatore M.C. Santacroce R. Sarti G. Sbrana A. Zanchetta G. 104 Giorno e ora lun.: 11-12 gio.: 15.30-17 mar.: 16-18 mar.: 9-11 gio.: 16-18 mar.: 10-12 su appuntamento mar.: 12-14 gio: 12-14 lun.: 9-12 lun.: 12-13 mar.: 12-13 su appuntamento ven.: 9-11 gio.: 15-17 lun.: 10-13 mer.: 12-13 ven.: 12-13 lun.: 12-13 mer.: 12-13 gio.: 10-12 gio.: 10-12 su appuntamento lun.: 12-13 mar.: 11-13 lun: 9-12 14-16. tutti i giorni: 9-11 mar.: 11-13 mar.: 10-12 mer.: 10-12 su appuntamento lun.: 11-13 gio.: 14-16 mar.: 9-11 lun.: 12-13 mar.: 12-13 gio.: 11-13 su appuntamento su appuntamento mar.: 12-13 lun.: 11-13 mer.: 9-10 Tel. (050) E-mail 2215708 2215768 [email protected] [email protected] 2215731 2215842 8311950 [email protected] [email protected] [email protected] 2215704 2215724 [email protected] [email protected] 2215709 2215791 2215840 2214505 2215725 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 2215706 [email protected] 2215705 2215792 2215711 2215749 2215844 2215745 2215744 2215761 2215729 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 2215769 2215721 2215723 2215741 2215845 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] 2215710 2215712 2215731 2215718 2215836 2215714 2215795 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] Per ulteriori informazioni sui docenti e per eventuali variazioni dell’orario di ricevimento, v. UniMap ( http://unimap.unipi.it/) e pagine personali sul sito del Dipartimento di Scienze della Terra (http://www.dst.unipi.it/docenti.html). 14. Indirizzi utili Presidente del Consiglio di Corso di Laurea Aggregato in Scienze Geologiche e Scienze e Tecnologie geologiche (Prof.ssa Patrizia Macera) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria, 53 Tel. 050-2215792; Fax 050-2215800; [email protected] Vice Presidente del Consiglio di Corso di Laurea Aggregato in Scienze Geologiche e Scienze e Tecnologie geologiche (Prof.ssa Etta Patacca) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria 53 Tel. 050/2215729; Fax 050-2215800 [email protected] Segretario del Consiglio di Corso di Laurea Aggregato in Scienze Geologiche e Scienze e Tecnologie geologiche (…) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria, 53 Tel. 050-2215…; Fax 050-2215800; Presidente Commissione di Laurea (Prof.ssa Etta Patacca) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria 53 Tel. 050-2215729; Fax 050-2215800 [email protected] Presidente della Commissione Didattica (Prof.ssa Patrizia Macera) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria, 53 Tel. 050-2215729; Fax 050-2215800; [email protected] Segreteria Didattica Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria, 53 Tel. 050-2215832; Fax 050-2215800; [email protected] Segreteria Studenti Scienze M.F.N. Via Buonarroti Tel. 050-2213447; Fax 050-2213421 Numero Verde 800-018600; [email protected] Dipartimento di Scienze della Terra Via S. Maria, 53 Tel. 050-2215700; Fax 050-2215800 105 Dipartimento di Fisica Complesso ex-Marzotto, via Buonarroti, 2 Tel. 050-2214000; Fax 050-2214333 All'indirizzo http://www.unipi.it/studenti/servizi/index.htm si trovano informazioni utili per gli studenti dell'Ateneo Pisano: Servizio di ascolto e consulenza Un aiuto per superare problemi di inserimento, metodo di studio e altro Carta più Carta più, la carta elettronica per gli studenti Alice, il portale degli studenti Alice permette di controllare la propria carriera (esami sostenuti), offre un servizio di webmail e mette a disposizione i moduli MAV per pagare le tasse. Ufficio per gli studenti disabili USID, Ufficio per il sostegno e l'integrazione degli studenti disabili Part-time studenti Le collaborazioni degli studenti alle attività universitarie Studiare le lingue L'attività del Centro linguistico interdipartimentale Per informazioni: Ufficio “Studenti e laureati - Attività Orientamento” Via Fermi, 8 E-mail: [email protected] Tel.:+39 0502212014/015 Fax:+39 0502212037 106 15. Calendario didattico A.A. 2012/2013 Inizio Lezioni I semestre Termine Lezioni frontali I sem. Vacanze Natale I e II appello esami Inizio Lezioni II semestre 1 ottobre 2012 11 gennaio 2013 21 dicembre 2012 – 6 gennaio 2013 14 gennaio – 15 febbraio 2013 18 febbraio 2013 28 marzo – 3 aprile 2013 Vacanze Pasqua Appello straordinario esami Termine lezioni frontali II sem. Campi interambito e lez. fuori sede III appello esami IV appello esami V e VI appello esami 4 – 5 aprile 2013 23 maggio 2013 24 maggio – 8 giugno 2013 10 – 28 giugno 2013 1 – 27 luglio 2013 2 – 27 settembre 2013 16. Esami di Laurea Prolungamento sessione autunnale 2011/12 1 marzo 2013 3 maggio 2013 Sessione estiva (2012/13) 28 giugno 2013 26 luglio 2013 Sessione autunnale (2012/13) 4 ottobre 2013 8 novembre 2013 6 dicembre 2013 107 17. Colloqui di accesso alla Laurea Magistrale - 4 luglio 2012 - 3 ottobre 2012 - 19 dicembre 2012 18. Orario delle lezioni Gli orari delle lezioni saranno disponibili presso il Dipartimento di Scienze della Terra e sul sito del corso di laurea all’indirizzo: http://www.dst.unipi.it/scienzegeo/ Luogo e svolgimento delle lezioni Le lezioni si svolgono nelle aule del Dipartimento di Scienze della Terra (per l’indicazione delle aule si veda l’orario delle lezioni). 108 19. Mappa di Pisa 1. Dipartimento di Scienze della Terra Via Santa Maria, 53-24 2. Polo Didattico Carmignani Piazza dei Cavalieri, 6 3-4. Segreterie Studenti Largo B. Pontecorvo, 3 (Complesso Ex Marzotto) 5. Stazione FF.SS. Piazza Stazione, 10 109
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