Scopo del corso è quello di offrire una conoscenze approfondita dei processi fisico-chimici che governano l’attività vulcanica e di acquisire gli strumenti analitici e la conoscenza delle metodologie sperimentali di indagine necessarie per la comprensione della dinamica eruttiva.
scheda docente
materiale didattico
Proprietà fisiche dei magmi: densità, viscosità, solubilita’ dei volatili, diffusivita’, compressibilita’, conducibilita’ elettrica. Proprieta’ termodinamiche dei magmi: entalpia, entropia, capacita’ di calore. Variazioni di densità e viscosità in funzione del chimismo, della pressione e della temperatura. L'influenza del regime deformativo, della cristallizzazione e della vescicolazione sulla reologia dei magmi.
Influenza delle proprieta’ fisico-chimiche dei magmi sulla risalita del magma e sugli stili eruttivi:
Il processo di risalita dei magmi. Formazione, accrescimento ed evoluzione delle bolle. Cinetica di nucleazione e crescita delle bolle e dei cristalli. Livello di frammentazione ed esplosività dei magmi. Evoluzione dei principali parametri fisici e della reologia del magma durante la risalita verso la superficie.
Il processo effusivo. Vari tipi di colate laviche e di morfologie superficiali in funzione del tasso eruttivo e delle proprietà reologiche. Effetto della topografia del versante sulla velocità e distanza percorribile dalla colata.
Il processo esplosivo. Parametri fisici che controllano gli stili eruttivi. Eruzioni esplosive sostenute: La formazione di colonne eruttive. Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche. Eruzioni esplosive transienti.
Il corso prevede attività di laboratorio per la determinazione sperimentale delle proprietà fisico-chimiche dei magmi (esperimenti di alta temperatura e misure spettroscopiche) ed esercizi numerici finalizzati alla determinazione quantitativa dei parametri tessiturali delle prodotti eruttivi (cristallinità vescicolarità e distribuzione delle taglie) e alla simulazione dei processi vulcanologici.
Materiale fornito dal docente
Programma
Chimico-fisica dei magmi: struttura dei fusi silicatici; significato della polimerizzazione e sua determinazione su base teorica. Effetto della Temperatura, pressione e composizione sulla struttura dei fusi. La temperatura di transizione vetrosa e il rilassamento strutturale.Proprietà fisiche dei magmi: densità, viscosità, solubilita’ dei volatili, diffusivita’, compressibilita’, conducibilita’ elettrica. Proprieta’ termodinamiche dei magmi: entalpia, entropia, capacita’ di calore. Variazioni di densità e viscosità in funzione del chimismo, della pressione e della temperatura. L'influenza del regime deformativo, della cristallizzazione e della vescicolazione sulla reologia dei magmi.
Influenza delle proprieta’ fisico-chimiche dei magmi sulla risalita del magma e sugli stili eruttivi:
Il processo di risalita dei magmi. Formazione, accrescimento ed evoluzione delle bolle. Cinetica di nucleazione e crescita delle bolle e dei cristalli. Livello di frammentazione ed esplosività dei magmi. Evoluzione dei principali parametri fisici e della reologia del magma durante la risalita verso la superficie.
Il processo effusivo. Vari tipi di colate laviche e di morfologie superficiali in funzione del tasso eruttivo e delle proprietà reologiche. Effetto della topografia del versante sulla velocità e distanza percorribile dalla colata.
Il processo esplosivo. Parametri fisici che controllano gli stili eruttivi. Eruzioni esplosive sostenute: La formazione di colonne eruttive. Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche. Eruzioni esplosive transienti.
Il corso prevede attività di laboratorio per la determinazione sperimentale delle proprietà fisico-chimiche dei magmi (esperimenti di alta temperatura e misure spettroscopiche) ed esercizi numerici finalizzati alla determinazione quantitativa dei parametri tessiturali delle prodotti eruttivi (cristallinità vescicolarità e distribuzione delle taglie) e alla simulazione dei processi vulcanologici.
Testi Adottati
FUNDAMENTAL OF PHYSICAL VOLCANOLOGY. ELISABETH A. PARFITT AND LIONEL WILSON. BLACKWELL PUBLISHINGMateriale fornito dal docente
Bibliografia Di Riferimento
FUNDAMENTAL OF PHYSICAL VOLCANOLOGY. ELISABETH A. PARFITT AND LIONEL WILSON. BLACKWELL PUBLISHING Materiale fornito dal docenteModalità Erogazione
Il corso prevede lezioni frontali e esercitazioni pratiche nel laboratorio di experimental volcanology and petrology (EVPlab).Modalità Frequenza
Le lezioni frontali e esercitazioni pratiche nel laboratorio di experimental volcanology and petrology (EVPlab) sono obbligatorie.Modalità Valutazione
L'esame prevede una prova orale che verte sull’intero programma dell’insegnamento.
scheda docente
materiale didattico
Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Origin and Transport of Magma - Volatiles in Magmas (Paul Wallace and Alfred T. Anderson, Jr.)
Physical Properties of Magmas (Frank J. Spera)
Seconda parte (dinamiche eruttive e di trasporto dei magmi)
Fundamental of Physical Volcanology Elisabeth A. Parfitt and Lionel Wilson - Blackwell publishing
Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Explosive Volcanism
Programma
Terza parte: attività di laboratorio che verrà svolta durante l’intero arco temporale delle lezioni. Il corso prevede attività di laboratorio per la determinazione sperimentale delle proprietà fisico-chimiche dei magmi (esperimenti di alta temperatura e misure spettroscopiche) ed esercizi numerici finalizzati alla determinazione quantitativa dei parametri tessiturali delle prodotti eruttivi (cristallinità vescicolarità e distribuzione delle taglie) e alla simulazione dei processi vulcanologici.Testi Adottati
Prima parte (Proprietà fisico chimiche dei magmi)Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Origin and Transport of Magma - Volatiles in Magmas (Paul Wallace and Alfred T. Anderson, Jr.)
Physical Properties of Magmas (Frank J. Spera)
Seconda parte (dinamiche eruttive e di trasporto dei magmi)
Fundamental of Physical Volcanology Elisabeth A. Parfitt and Lionel Wilson - Blackwell publishing
Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Explosive Volcanism
Bibliografia Di Riferimento
Annual review of fluid mechanics “The Fluid Mechanics Inside a Volcano” (Helge M. Gonnermann and Michael Manga) Modeling volcanic processes “The Physics and Mathematics of Volcanism” edited by Sarah Fagents Tracy GreggRosaly Lopes - Cambridge publishing Chapter 4 Dynamics of magma ascent in the volcanic conduit (Helge M. Gonnermann and Michael Manga) Chapter 6 Unsteady explosive activity: strombolian eruptions (Mike R. James, Steve J. Lane, and Bruce F. Houghton) Chapter 7 Unsteady explosive activity: vulcanian eruptions (Amanda B. Clarke) Chapter 8 Sustained explosive activity: volcanic eruption columns and hawaiian fountains (Andrew W. Woods) Articoli tematici Speciazione dell’acqua nei magmi Sowerby and Keppler, 1999 Ruolo strutturale dell’acqua nei magmi attraverso studi spettroscopici Xue and Kanzaki, 2008 Viscosità di magmi anidri e idrati Giordano et al., 2009 Effetto dei cristalli e bolle nella viscosità dei magmi Mader et al., 2013 Tessiture Shea et al., 2010Modalità Erogazione
Al fine di conseguire i risultati di apprendimento attesi, il corso è organizzato in lezioni frontali e esercitazioni pratiche che si svolgeranno nel laboratorio di Vulcanologia e Petrologia Sperimentale (EVPlab).Modalità Frequenza
Le lezioni frontali e esercitazioni pratiche nel laboratorio di experimental volcanology and petrology (EVPlab) sono obbligatorie.Modalità Valutazione
L'esame prevede una prova orale che verte sull’intero programma dell’insegnamento. tale prova è finalizzata a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti naturali.