Il corso si propone di fornire i fondamenti sulla dinamica (es. le forze) che controllano l'evoluzione del nostro pianeta. Saranno forniti gli strumenti necessari alla comprensione fra geometria, cinematica e dinamica della litosfera terrestre per mettere in grado di identificare e analizzare in modo quantitativo le relazioni tra cause (forze e stress) ed effetti (tettonica). Gli argomenti trattati comprendono il ruolo delle forze di volume (i.e., gravità) e di superficie (i.e., tettonica delle placche, stress litosferici) e le loro interazioni con i materiali che compongono litosfera e mantello terrestre. Per ciascun argomento trattato, verranno fornite informazioni teoriche di base, successivamente implementate - anche grazie al coinvolgimento attivo degli studenti (i.e. lettura articoli scientifici, ricerche on line, esercizi) - da interpretazioni più avanzate e da specifici esempi di casi naturali.
Curriculum
scheda docente
materiale didattico
Introduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Programma
FONDAMENTI TEORICIIntroduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
Testi Adottati
• Turcotte, D. L. e Schubert, G. (2002), Geodynamics, 2a ed., John Wiley & Sons.• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Modalità Erogazione
Il corso, a richiesta, può essere tenuto il lingua inglese. Lezioni frontali, esercizi in classe e a casa, lettura articoli scientifici, seminari Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. In particolare si applicheranno le seguenti modalità: didattica virtualeModalità Frequenza
La frequenza è obbligatoria. Percentuali minime, modalità di verifica ed eventuali disposizioni per specifiche categorie di studenti sono disciplinate dal Regolamento didattico del Corso di Studio, cui si rimanda.Modalità Valutazione
La valutazione finale si svolge mediante una prova orale articolata in una presentazione con discussione e in domande sul programma. Concorre al voto anche la partecipazione attiva e documentata alle attività formative. PRESENTAZIONE E DISCUSSIONE DI UN PROBLEMA GEODINAMICO – 30% Lo studente sceglie dal testo di Turcotte e Schubert un problema non trattato in aula e lo presenta per un massimo di 10 minuti. La successiva discussione verifica la capacità di impostare il problema, esplicitare ipotesi e grandezze, applicare i concetti pertinenti, interpretare il risultato e valutarne i limiti. Sono valutati: correttezza scientifica; coerenza del procedimento; capacità di collegare teoria e caso esaminato; autonomia critica; chiarezza, sintesi e proprietà del linguaggio. COLLOQUIO SUL PROGRAMMA TEORICO – 60% Il colloquio comprende domande sui contenuti del corso e può prendere avvio da concetti, schemi, relazioni quantitative o casi naturali. Sono valutati la padronanza dei fondamenti, la capacità di stabilire collegamenti tra geometria, cinematica e dinamica, la correttezza del ragionamento e l'appropriatezza del linguaggio disciplinare. PARTECIPAZIONE ALLE ATTIVITÀ FORMATIVE – 10% La partecipazione è valutata sulla base del contributo effettivo alle esercitazioni, alla lettura e discussione degli articoli, ai seminari e ai momenti di confronto in aula. DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE Il voto finale, espresso in trentesimi, deriva dalla somma ponderata delle tre componenti. L'esame è superato con almeno 18/30. L'insieme delle prove verifica conoscenze teoriche, capacità di applicazione e analisi, autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di approfondimento autonomo.
scheda docente
materiale didattico
Introduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Programma
FONDAMENTI TEORICIIntroduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
Testi Adottati
• Turcotte, D. L. e Schubert, G. (2002), Geodynamics, 2a ed., John Wiley & Sons.• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Modalità Erogazione
Il corso, a richiesta, può essere tenuto il lingua inglese. Lezioni frontali, esercizi in classe e a casa, lettura articoli scientifici, seminari Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. In particolare si applicheranno le seguenti modalità: didattica virtualeModalità Frequenza
La frequenza è obbligatoria. Percentuali minime, modalità di verifica ed eventuali disposizioni per specifiche categorie di studenti sono disciplinate dal Regolamento didattico del Corso di Studio, cui si rimanda.Modalità Valutazione
La valutazione finale si svolge mediante una prova orale articolata in una presentazione con discussione e in domande sul programma. Concorre al voto anche la partecipazione attiva e documentata alle attività formative. PRESENTAZIONE E DISCUSSIONE DI UN PROBLEMA GEODINAMICO – 30% Lo studente sceglie dal testo di Turcotte e Schubert un problema non trattato in aula e lo presenta per un massimo di 10 minuti. La successiva discussione verifica la capacità di impostare il problema, esplicitare ipotesi e grandezze, applicare i concetti pertinenti, interpretare il risultato e valutarne i limiti. Sono valutati: correttezza scientifica; coerenza del procedimento; capacità di collegare teoria e caso esaminato; autonomia critica; chiarezza, sintesi e proprietà del linguaggio. COLLOQUIO SUL PROGRAMMA TEORICO – 60% Il colloquio comprende domande sui contenuti del corso e può prendere avvio da concetti, schemi, relazioni quantitative o casi naturali. Sono valutati la padronanza dei fondamenti, la capacità di stabilire collegamenti tra geometria, cinematica e dinamica, la correttezza del ragionamento e l'appropriatezza del linguaggio disciplinare. PARTECIPAZIONE ALLE ATTIVITÀ FORMATIVE – 10% La partecipazione è valutata sulla base del contributo effettivo alle esercitazioni, alla lettura e discussione degli articoli, ai seminari e ai momenti di confronto in aula. DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE Il voto finale, espresso in trentesimi, deriva dalla somma ponderata delle tre componenti. L'esame è superato con almeno 18/30. L'insieme delle prove verifica conoscenze teoriche, capacità di applicazione e analisi, autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di approfondimento autonomo.