Corso di laurea: Scienze Geologiche Programmazione per l'A.A. 2014/2015

Le scienze della terra. Il pianeta terra. L’interno della Terra. Tettonica delle placche. Rocce e minerali. Rocce ignee e vulcani. Sedimenti e rocce sedimentarie. Rocce metamorfiche. Tettonica: pieghe e faglie. Processi di degradazione meteorica. Il ciclo idrologico e le acque sotterranee. I corsi d’acqua. Il vento e i deserti. I ghiacciai e l’opera del ghiaccio. Coste ed erosione costiera. Sedimentazione in ambiente marino e oceanico. Il rilievo delle terre emerse: interazione tra tettonica e clima.
La rappresentazione della superficie terrestre: carte topografiche e geologiche.

F. PRESS, R. SIEVER, J. GROTZINGER , T. H JORDAN– Capire la Terra – Ed. Zanichelli
D. DUFF – Principi di Geologia Fisica di Holmes – Ed. Piccin
A.N. STRAHLER - Geografia Fisica – Ed. Italiana a cura di G.B. Pellegrini, U. Sauro, G. Zanon, Ed. Piccin.
E. LAVAGNA, G. LOCARNO – Geocartografia. Guida alla lettura delle carte geotopografiche. Ed. Zanichelli.

1. I NUMERI E LE FUNZIONI REALI. Cenni di teoria degli insiemi: simboli ed operazioni insiemistiche fondamentali. Gli assiomi dei numeri reali. Alcune conseguenze degli assiomi dei numeri reali. Numeri naturali, interi, razionali. Non esiste alcun numero razionale $c$ tale che $c^2 =2$. Densita' dei numeri razionali in $\R$. Teorema della radice
n-esima. Studio dell'equazione algebrica $x^n = a$. Funzioni e rappresentazione cartesiana. Funzione valore assoluto e sue proprieta'. Le funzioni potenza, esponenziale e logaritmo: definizioni e proprieta'. Richiami su equazioni e disequazioni algebriche, razionali, irrazionali, logaritmiche, esponenziali. Massimo e minimo assoluti di funzioni.

2. ALGEBRA LINEARE. Matrici e determinanti. Operazioni con le matrici. Determinante di una matrice. Sistemi di equazioni lineari. Teoremi di Cramer e di Rouche-Capelli. Sistemi omogenei.


3. GEOMETRIA ANALITICA. Il piano cartesiano. Punti e rette nel piano cartesiano. Distanza di un punto da una retta. Parallelismo e perpendicolarita' tra rette.


4. LIMITI DI FUNZIONI E DI SUCCESSIONI.
Nozione di limite per le funzioni e per le successioni. Successioni definite per ricorrenza. Progressioni.
Limite destro e limite sinistro. Teorema di unicita'. Operazioni con i limiti di funzioni. Forme indeterminate. Limiti notevoli. Limiti di funzioni composte. Funzioni continue. Continuita' delle funzioni elementari. Il numero di Nepero. Limiti notevoli dedotti dal numero di Nepero.


5. CALCOLO DIFFERENZIALE. Definizione di derivata e suo significato geometrico. Derivate di ordine superiore. Punti angolosi e cuspidi. Derivabilita' e continuita'. Operazioni con le derivate. Derivate delle funzioni elementari. Teorema di derivazione delle funzioni composte. Regola di L'Hospital. Massimi e minimi relativi.
Funzioni crescenti o decrescenti in un intervallo. Caratterizzazione della monotonia per le funzioni derivabili. Concavita', convessita' e flessi del grafico di una funzione. Asintoti. Studio qualitativo dei grafici delle funzioni di una variabile reale.

G. Anichini, Carbone et alii, Precorso di Matematica, Prentice Hall,
P. Marcellini -- C. Sbordone, Calcolo, Liguori Editore.

ELEMENTI DI STATISTICA. Regressione lineare, media aritmetica, varianza, deviazione standard, metodo dei minimi quadrati, coefficiente di correlazione. Esempi di interpretazione di dati statistici.

G. Anichini, Carbone et alii, Precorso di Matematica, Prentice Hall,
P. Marcellini -- C. Sbordone, Calcolo, Liguori Editore.

Cenni di teoria atomica e molecolare: Particelle atomiche: protoni, neutroni, elettroni. Cenni di struttura nucleare: numero atomico e numero di massa, isotopi; difetto di massa e peso atomico; radioattività; peso molecolare; concetto di grammo atomo, grammo ione e grammomolecola. Natura della luce, atomo di Bohr e spettri dell'atomo di idrogeno di atomi idrogenoidi; limiti dell’atomo di Bohr, particelle ed onde, la struttura dell’atomo di idrogeno, gli orbitali, energie degli orbitali, la struttura degli atomi a più elettroni, principi di riempimento e sistema periodico degli elementi e proprietà periodiche; legame chimico, legame covalente, legame ionico, molecole polari, la teoria dell’orbitale molecolare, molecole biatomiche omo ed eteropolari, ibridazione degli orbitali e teoria VSEPR per le geometrie molecolari . Lo stato gassoso: leggi dei gas, equazione di stato dei gas ideali, volume molare, densità dei gas, legge della diffusione dei gas, gas reali e loro comportamento, equazione di van der Waals per i gas reali, parametri critici di un gas. Cenni sullo stato solido: solidi cristallini metallici e ionici, strutture compatte, solidi molecolari e solidi reticolari covalenti, solidi vetrosi. Lo stato liquido e le soluzioni: forze intermolecolari, pressione di vapore dei liquidi e temperatura di ebollizione, solvatazione dei soluti, concentrazione delle soluzioni, legge di Raoult, proprietà colligative delle soluzioni, calcolo dell’abbassamento crioscopico e dell’innalzamento ebullioscopico, osmosi e calcolo della pressione osmotica Regola delle fasi, diagrammi ad un componente: acqua ed anidride carbonica. Cenni di termodinamica e termochimica: variabili di stato, I principio della Termodinamica, capacità termiche molari, misura del calore, entalpia e Legge di Hess; II principio della Termodinamica , entropia, energia libera e legge di Gibbs, relazione tra l’energia libera e la costante di equilibrio, spontaneità dei processi. Equilibrio chimico: equilibrio dinamico di una reazione, costante di equilibrio e suo significato, quoziente di reazione ed andamento delle reazioni, equilibri gassosi, relazione fra Kp e Kc influenza della concentrazione, della pressione e della temperatura sugli equilibri chimici, legge di Le Chatellier. Cinetica chimica: velocità di una reazione chimica, ordine di una reazione, meccanismi di reazione, energia di attivazione ed equazione di Arrhenius, catalisi, catalizzatori omogenei ed eterogenei. Elettrochimica conducibilità delle soluzioni acquose, pile e potenziali normali di semielementi, uso dei potenziali normali per la previsione di una reazione redox, equazione di Nernst, elettrolisi, leggi di Faraday. Inorganica Gli elementi del gruppo sp: presenza in natura, preparazione degli elementi e loro proprietà chimiche, composti binari e ternari. Cenni sulla chimica dei metalli di transizione ‘d’ ed ‘f’.

Masterton & Hurley; Chimica Principi e reazioni, Piccin
Kotz, Treishel, Weaver, Chimica, EDISES

Chimica organica. Gli idrocarburi: classificazione e proprietà. Cenni sui gruppi funzionali organici.

Masterton & Hurley; Chimica Principi e reazioni, Piccin
Kotz, Treishel, Weaver, Chimica, EDISES

1. Introduzione Introduzione. Descrizione di un fenomeno fisico.Unità di misura ed equazioni dimensionali. Quantificare una grandezza. Il concetto di errore. Unità di misura del Sistema Internazionale (SI): tempo, massa, lunghezza. I prefissi. Unità derivate. Equazioni dimensionali.Grandezze scalari e vettoriali. Rappresentazione dei vettori in componenti rispetto ad un sistema di riferimento. Somma di vettori. Prodotto scalare e vettoriale tra vettori.2. MeccanicaIl concetto di forza. Forze e moto. Prima legge di Newton. Sistemi di riferimento inerziali. Natura vettoriale delle forze. Seconda legge di Newton. Peso di un corpo. Alcune forze particolari: attrito, forza di reazione ad un peso. Azione e reazione. Terza legge di Newton. Moto unidimensionale. Definizione di spostamento, velocità media, velocità istantanea. Accelerazione media e istantanea.Moto rettilineo ad accelerazione costante. Moti in più dimensioni. Scomposizione dei moti lungo gli assi di un sistema di riferimento. Moto del proiettile.Cenni di moto circolare uniforme. Posizione e spostamento e velocità angolare. Accelerazione centripeta. Periodo e frequenza. Velocità angolare della Terra.Lavoro ed energia. Definizione di lavoro meccanico. Teorema delle forze vive. Lavoro e forza peso. Forza elastica e lavoro della forza elastica (molla). Definizione di potenza. Energia potenziale. Definizione di forze conservative e non. Lavoro ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Relazione tra forza ed energia potenziale. Estensione della conservazione dell’energia meccanica.Sistemi di punti materiali. Il centro di massa. Estensione del concetto per un sistema rigido. Il concetto di equilibrio. Forze interne ed esterne.Quantità di moto. Quantità di moto per un sistema di punti. Conservazione della quantità di moto. Centro di gravità e baricentro.Definizione di momento angolare. Conservazione del momento angolare.La gravitazione. Legge di Newton. Energia potenziale gravitazionale. La forza di Newton è conservativa. Velocità di fuga. 3. FluidiDefinizione di fluido.Pressione. Come varia la pressione di un fluido a riposo in un campo gravitazionale. Principio di Pascal. Equazione di Bernoulli di conservazione dell’energia nel caso di fluidi. Principio di Archimede. Fluidi reali: viscosità e tensione superficiale. La lava. 4. Calore e cenni di termodinamicaDefinizione di temperatura. Punto triplo dell’acqua. Termometro a gas perfetto. Dilatazione termica.Calore e temperatura. Capacità termica e calore specifico.Transizioni di fase. Calore latente. Esempio sul calore latente. Stato termodinamico (equilibrio). Funzioni di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento. Il problema del riscaldamento globale. Prima legge della termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Seconda legge della termodinamica. Processi reversibili e irreversibili. Entropia. Terza legge della termodinamica.5. Elettricità e magnetismoCariche elettriche. Quantizzazione della carica elettrica. Conduttori ed isolanti. La legge di Coulomb. Definizione di campo elettrico. Linee di campo. Legge di Gauss per il campo elettrico. Potenziale elettrico. Differenza di potenziale. Lavoro. Superfici equipotenziali. Potenziale di una sfera carica.Condensatori e capacità. Condensatori ideali.Correnti elettriche. Densità di corrente. Resistenza. Legge di Joule. Resistenze in serie e parallelo. Generatori di fem. Esempi di circuiti e leggi di Kirchoff. I magneti permanenti. Campo magnetico terrestre. Effetto del campo magnetico sul moto delle cariche elettriche. Forza di Lorentz. Altre sorgenti di campo magnetico. Legge di Biot-SavartCenni sulla legge di Gauss per il campo magnetico. Legge di Ampere.Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday. Forza elettromotrice indottaCenni sulle equazioni di Maxwell nel vuoto. 6. Elasticità, oscillazioni e ondeDeformazioni elastiche nei solidi. Legge di Hooke per forze di trazione e compressione. Il moto armonico semplice. Cenni sul moto armonico smorzato. Cenni sulle oscillazioni forzate e risonanza. Cos’è un’onda. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d’onda e frequenza. Onde meccaniche ed elettromagnetiche. Fenomeni di riflessione, rifrazione e interferenza. Onde meccaniche e trasporto di energia. I terremoti. Onde stazionarie. Onde sonore. Effetto Doppler e applicazioni. Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Onde piane e trasversali. Velocità nel vuoto e in un mezzo. Indice di rifrazione. Energia dell’onda elettromagnetica. Principio di Huygens. Interferenza e diffrazione. Potere risolutivo: criterio di Reyleigh. Spettrometri e spettroscopia e loro applicazioni.La polarizzazione: circolare, lineare. Polaroidi.Ottica geometrica: spettro luminoso. Indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione. Riflessione totale e angolo limite. Dispersione cromatica. Strumenti ottici: specchi, diottri e lenti e loro applicazioni.

"Fisica generale - Principi e applicazioni", A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, Casa Ed. Graw Hill, (4 edizione)
"Fisica con fisica moderna" II edizione, Giancoli, Casa Editrice Ambrosiana (edizione 2006 o 2007)
"Principi di fisica", J. Serway, Casa ed. EdiSES
"Fondamenti di fisica", D. Halliday, R. Resnik, J. Walker, Casa Editrice Ambrosiana (sesta edizione 2006)
"Principi di fisica", Elio Ragozzino, Casa ed. EdiSES (edizione 2007)

1. Introduzione Introduzione. Descrizione di un fenomeno fisico.Unità di misura ed equazioni dimensionali. Quantificare una grandezza. Il concetto di errore. Unità di misura del Sistema Internazionale (SI): tempo, massa, lunghezza. I prefissi. Unità derivate. Equazioni dimensionali.Grandezze scalari e vettoriali. Rappresentazione dei vettori in componenti rispetto ad un sistema di riferimento. Somma di vettori. Prodotto scalare e vettoriale tra vettori.2. MeccanicaIl concetto di forza. Forze e moto. Prima legge di Newton. Sistemi di riferimento inerziali. Natura vettoriale delle forze. Seconda legge di Newton. Peso di un corpo. Alcune forze particolari: attrito, forza di reazione ad un peso. Azione e reazione. Terza legge di Newton. Moto unidimensionale. Definizione di spostamento, velocità media, velocità istantanea. Accelerazione media e istantanea.Moto rettilineo ad accelerazione costante. Moti in più dimensioni. Scomposizione dei moti lungo gli assi di un sistema di riferimento. Moto del proiettile.Cenni di moto circolare uniforme. Posizione e spostamento e velocità angolare. Accelerazione centripeta. Periodo e frequenza. Velocità angolare della Terra.Lavoro ed energia. Definizione di lavoro meccanico. Teorema delle forze vive. Lavoro e forza peso. Forza elastica e lavoro della forza elastica (molla). Definizione di potenza. Energia potenziale. Definizione di forze conservative e non. Lavoro ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Relazione tra forza ed energia potenziale. Estensione della conservazione dell’energia meccanica.Sistemi di punti materiali. Il centro di massa. Estensione del concetto per un sistema rigido. Il concetto di equilibrio. Forze interne ed esterne.Quantità di moto. Quantità di moto per un sistema di punti. Conservazione della quantità di moto. Centro di gravità e baricentro.Definizione di momento angolare. Conservazione del momento angolare.La gravitazione. Legge di Newton. Energia potenziale gravitazionale. La forza di Newton è conservativa. Velocità di fuga. 3. FluidiDefinizione di fluido.Pressione. Come varia la pressione di un fluido a riposo in un campo gravitazionale. Principio di Pascal. Equazione di Bernoulli di conservazione dell’energia nel caso di fluidi. Principio di Archimede. Fluidi reali: viscosità e tensione superficiale. La lava. 4. Calore e cenni di termodinamicaDefinizione di temperatura. Punto triplo dell’acqua. Termometro a gas perfetto. Dilatazione termica.Calore e temperatura. Capacità termica e calore specifico.Transizioni di fase. Calore latente. Esempio sul calore latente. Stato termodinamico (equilibrio). Funzioni di stato. Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento. Il problema del riscaldamento globale. Prima legge della termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Seconda legge della termodinamica. Processi reversibili e irreversibili. Entropia. Terza legge della termodinamica.5. Elettricità e magnetismoCariche elettriche. Quantizzazione della carica elettrica. Conduttori ed isolanti. La legge di Coulomb. Definizione di campo elettrico. Linee di campo. Legge di Gauss per il campo elettrico. Potenziale elettrico. Differenza di potenziale. Lavoro. Superfici equipotenziali. Potenziale di una sfera carica.Condensatori e capacità. Condensatori ideali.Correnti elettriche. Densità di corrente. Resistenza. Legge di Joule. Resistenze in serie e parallelo. Generatori di fem. Esempi di circuiti e leggi di Kirchoff. I magneti permanenti. Campo magnetico terrestre. Effetto del campo magnetico sul moto delle cariche elettriche. Forza di Lorentz. Altre sorgenti di campo magnetico. Legge di Biot-SavartCenni sulla legge di Gauss per il campo magnetico. Legge di Ampere.Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday. Forza elettromotrice indottaCenni sulle equazioni di Maxwell nel vuoto. 6. Elasticità, oscillazioni e ondeDeformazioni elastiche nei solidi. Legge di Hooke per forze di trazione e compressione. Il moto armonico semplice. Cenni sul moto armonico smorzato. Cenni sulle oscillazioni forzate e risonanza. Cos’è un’onda. Onde trasversali e longitudinali. Lunghezza d’onda e frequenza. Onde meccaniche ed elettromagnetiche. Fenomeni di riflessione, rifrazione e interferenza. Onde meccaniche e trasporto di energia. I terremoti. Onde stazionarie. Onde sonore. Effetto Doppler e applicazioni. Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Onde piane e trasversali. Velocità nel vuoto e in un mezzo. Indice di rifrazione. Energia dell’onda elettromagnetica. Principio di Huygens. Interferenza e diffrazione. Potere risolutivo: criterio di Reyleigh. Spettrometri e spettroscopia e loro applicazioni.La polarizzazione: circolare, lineare. Polaroidi.Ottica geometrica: spettro luminoso. Indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione. Riflessione totale e angolo limite. Dispersione cromatica. Strumenti ottici: specchi, diottri e lenti e loro applicazioni.

"Fisica generale - Principi e applicazioni", A. Giambattista, B. McCarthy Richardson, R. C. Richardson, Casa Ed. Graw Hill, (4 edizione)
"Fisica con fisica moderna" II edizione, Giancoli, Casa Editrice Ambrosiana (edizione 2006 o 2007)
"Principi di fisica", J. Serway, Casa ed. EdiSES
"Fondamenti di fisica", D. Halliday, R. Resnik, J. Walker, Casa Editrice Ambrosiana (sesta edizione 2006)
"Principi di fisica", Elio Ragozzino, Casa ed. EdiSES (edizione 2007)

INTRODUZIONE
Ruolo della mineralogia nell’ambito delle Scienze della Terra. Definizione di minerale. Stato cristallino e stato amorfo. Isotropia e anisotropia. Fusione e solidificazione di solidi cristallini e amorfi.

MINERALOGIA DESCRITTIVA
Principali proprietá fisiche scalari e vettoriali. Stato di aggregazione: aggregati, associazioni, geminati. Abito cristallino.

CRISTALLOGRAFIA MORFOLOGICA E STRUTTURALE
Morfologia e simmetria dei cristalli. Leggi fondamentali della cristallografia morfologica. Indici di Miller. Forme semplici e forme composte. Gruppi puntuali. Gruppi e sistemi cristallini.
Principi di cristallografia strutturale: filari, piani reticolari e reticoli. I 14 reticoli di Bravais. Cenni sui gruppi spaziali.

CRISTALLOCHIMICA
I legami chimici nelle strutture cristalline. Raggio atomico e raggio ionico. Coordinazione degli ioni. Poliedri e numeri di coordinazione. Le regole di Pauling. Struttura cristallina. Isostrutturalismo. Isomorfismo e soluzioni solide. Formule cristallochimiche. Cristallizzazione di miscele isomorfe: sistemi binari con miscibilità allo stato solido parziale e completa.

MINEROGENESi
Nucleazione e accrescimento. Genesi magmatica, metamorfica, sedimentaria.
Stabilità dei minerali. Polimorfismo. Tipi di polimorfismo. I principali sistemi polimorfi.

MINERALOGIA SISTEMATICA
Classificazione dei minerali. Silicati: classificazione e caratteri strutturali e compositivi delle principali famiglie e specie. Caratteristiche generali e specie principali delle seguenti classi: carbonati, ossidi, idrossidi, alogenuri, solfati, solfuri, elementi nativi.
Genesi, stabilità, distribuzione geologica e associazioni paragenetiche dei principali minerali di interesse petrografico-petrologico. Cenni sull’utilizzo di specifiche fasi minerali ai fini termobarometrici e geocronologici.

Klein C. - Mineralogia, Zanichelli.
Lo Giudice A. - Guida al corso di Mineralogia e costituenti delle rocce con laboratorio. www3.unict.it/idgeg/MATERIALE DIDATTICO.htm.

I minerali costituenti le rocce: definizione, diffusione. Cenni sulla storia della mineralogia.
Principali caratteristiche fisiche dei minerali. Riconoscimento a scala mesoscopica dei minerali piú comuni e verifica di alcune proprietà (es. durezza, colore, lucentezza, magnetismo) mediante strumenti semplici.
Cenni sulla cristallografia morfologica. Elementi di simmetria. Forme semplici. Definizione dei “gruppi”, dei “sistemi cristallini” e delle “classi di simmetria”. Osservazioni.
Ottica Mineralogica. Generalità sulla luce. Interazioni tra luce e materia: materiali otticamente isotropi. Leggi dell’ottica geometrica. Riflessione e rifrazione. Indice di rifrazione, legge di Snell. Il microscopio polarizzante. Metodi di preparazione dei campioni per lo studio al microscopio. Fenomeni luminosi nei mezzi anisotropi. Fenomeni di interferenza. Doppia rifrazione e birifrangenza. Dispositivi di polarizzazione della luce. Le indicatrici ottiche. Le indicatrici ottiche dei cristalli monorifrangenti e dei cristalli birifrangenti uniassici e biassici. Orientazione cristallografica degli assi dell’indicatrice. Segno ottico. Osservazioni a luce parallela con il solo polarizzatore: abito, sfaldatura, rilievo, pleocroismo. Osservazioni a luce parallela e a polarizzatori incrociati: estinzione, colori di interferenza. La Tavola dei colori di interferenza. Determinazione del segno dell’allungamento. Osservazioni a luce convergente e a polarizzatori incrociati. Figure di interferenza dei cristalli uniassici e biassici. Determinazione del segno ottico. Schema del pleocroismo, misura dell’angolo cz. Riconoscimento al microscopio polarizzante di minerali caratteristici.
Cenni sulle metodologie applicate alla determinazione della composizione chimica dei minerali. Introduzione alla cristallografia ai raggi X. Microsonda elettronica (EMPA). Microscopia elettronica a scansione (SEM).

Scopi della Stratigrafia e definizione di Strato. Principi di Stratigrafia e corollari. Polarità degli strati. Metodi di correlazione stratigrafica. Tasso di sedimentazione. Lacuna stratigrafica. Unità litostratigrafiche. Limiti stratigrafici e loro significato temporale. Principio di Successione Faunistica e Unità Biostratigrafiche. I fossili guida e il concetto di omotassia. Cenni di datazioni radiometriche. Integrazioni tra datazioni radiometriche ed eventi (i diagrammi age-depth). Il tempo geologico. Unità Cronologiche e Cronostratigrafiche. Gli stratotipi e il concetto di Chiodo d’Oro. La Scala del Tempo Geologico. Discordanze. Concetto di Facies. Variazioni relative ed assolute del livello del mare. Trasgressione, regressione e ciclo sedimentario. Principio di Walther. Geometrie deposizionali. Elementi di una carta geologica. Realizzazione di log stratigrafici e profili geologici elementari.

SISMOLOGIA
Tipi di onde sismiche.
Leggi di Snell. Principio di Huygens. Legge della riflessione e della rifrazione. Principio di sovrapposizione.
Parametri elastici: modulo di Young, coefficiente di Poisson; modulo di rigidità; modulo di compressibilità; velocità onde sismiche.
Domocrone. Struttura interna della Terra.
Localizzazioni epicentrali semplificate.
Trasformata di Fourier.
Equazione generale della sismometria.
Sismometro elettromagnetico.
Definizione di Magnitudo.
Curve cumulative di Gutenberg-Richter e di Benioff.

GRAVIMETRIA
Campo gravitazionale terrestre.
Misure di accelerazione di gravità assolute e relative. Correzioni pendolari.
Gravimetri: lineari e astatici;
Correzione alle misure di gravità: Correzione di Faye;
Riduzione di Bouger; correzione topografica; concetto di anomalia gravimetrica.

MAGNETISMO
Intensità campo magnetico; potenziale magnetico; momento magnetico.
Campo di un dipolo. Variazioni campo magnetico, isocline e isogone.
Paleomagnetismo.
Origine del campo magnetico terrestre: dinamo autoeccitata.
Isteresi magnetica.

Cos’è la Paleontologia: storia, branche e applicazioni. Concetto di fossile.
Sistematica paleontologica: concetto di specie (biologica e paleontologica, morfospecie, cronospecie, variabilità intraspecifica). La nomenclatura: la specie linneana e la nomenclatura binomia. Il codice internazionale di nomenclatura. La classificazione degli organismi. La paratassonomia.
Struttura, organizzazione e classificazione, nonché cenni su autoecologia, morfologia funzionale e distribuzione stratigrafica di taxa selezionati di ambiente marino. Cenni su Cianoficee, Diatomee, Radiolari, Foraminiferi, Coccolithophoridi, Alghe Corallinacee, Archaeociatidi e Poriferi. Conularidi, Tabulati, Eliolitidi, Tetracoralli, Esacoralli, Ottocoralli, Serpuloidi, Monoplacofori, Poliplacofori, Scafopodi, Bivalvi, Gasteropodi, Cefalopodi, Briozoi, Brachiopodi, Crinoidi, Echinoidi, Trilobiti, Ostracodi, Cirripedi.
Tafonomia: parti mineralizzate e non mineralizzate; morte degli organismi. Processi biostratinomici: necrolisi, bioerosione, dissoluzione, trasporto. Seppellimento, inglobamento, incrostazione. Fossilizzazione: materia organica; parti mineralizzate.
Tipi di giacimenti fossili; fossilizzazioni eccezionali; distribuzioni orientate e concentrazioni di fossili: loro interpretazione ed utilizzazione. Interesse litogenetico dei fossili.
I fossili in affioramento e in laboratorio: principali metodi di osservazione, raccolta e studio.
I fossili e l’evoluzione: cenni su teorie evolutive, microevoluzione, macroevoluzione. Cenni sulla storia della vita sulla terra.
I fossili e la stratigrafia: i fossili guida, datazioni relative, correlazioni. Cenni sulle tracce fossili: formazione, conservazione, classificazione e interesse in paleontologia.
Cenni di paleoecologia; la distribuzione degli organismi come chiave per l’interpretazione paleoambientale, paleobiogeografica, paleogeografica.
Cambiamenti globali: i fossili come indicatori climatici, un esempio dalla storia recente del Mediterraneo.

RAFFI S. e SERPAGLI E. 1993. Introduzione alla Paleontologia. Utet ed.
DOYLE P. 1996. Understanding fossils. An introduction to invertebrate paleontology. Wiley & sons.
BRIGGS D.E.G. e CROWTER P.R. 1990. Palaeobiology: a synthesis. Blackwell Scientific Publications.
ZIEGLER B. 1983. Introduction to Palaeobiology. General Palaeontology. Donovan ed.
ALLASINAZ A. 1985. Paleontologia generale. Ecig ed.
ALLASINAZ A. 1999. Invertebrati fossili. Utet.
Fortey R. 2002. Fossils: the key to the past. The Living Past Series. Smithsonian Institution Press, Washington.

Riconoscimento e descrizione dei caratteri strutturali e composizionali delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche su campione a mano ed in sezione sottile. Classificazione delle rocce, su campione a mano ed in sezione sottile, mediante l’elaborazione dei dati strutturali, mineralogici. Rappresentazione ed interpretazione di dati geochimici ai fini della caratterizzazione petrografica delle rocce.

Morbidelli – Le rocce ed i loro costituenti. Bardi editore, 2005
Crespi R., Liborio G., Mottana A. “Minerali e Rocce”. Mondadori, Milano, 2004.
Peccerillo A., Perugini D. Introduzione alla petrografia ottica. Morlacchi editore. E-book: www.unipg.it/~petropg/book/book.htm
Zezza U. Petrografia microscopica. La Goliardica Pavese
Mackenzie W.S., Donaldson C. H., Guilford, C. Atlante delle rocce magmatiche e delle loro microstrutture. Zanichelli, Bologna
Adams A. E., Mackenzie W.S., Guilford C. Atlante delle rocce Sedimentarie al microscopio. Zanichelli, Bologna
Yardley B.W.D., Mackenzie W.S., Guilford C.Atlante delle rocce metamorfiche e delle loro microstrutture. Zanichelli, Bologna.

Petrografia e petrologia concetti base; le rocce magmatiche, loro struttura, composizione e classificazione; genesi ed evoluzione del magma; relazioni tra tettonica e magmatismo. Le rocce sedimentarie, concetti di base e metodi, classificazione delle rocce sedimentarie. Il metamorfismo: definizioni, condizioni e tipi di metamorfismo; il processo metamorfico e classificazione delle rocce metamorfiche.

Le rocce e i loro costituenti. Lucio Morbidelli, Bardi Editore

RICHIAMI DI CRISTALLOCHIMICA
RICHIAMI DI TERMODINAMICA CHIMICA
COSMOCHIMICA
STRUTTURA E COMPOSIZIONE DELLA TERRA
GEOCHIMICA DEI FUSI NATURALI
GEOCHIMICA DEGLI ELEMENTI IN TRACCE
GEOCHIMICA DEI GAS
CENNI DI GEOCHIMICA ISOTOPICA

• Albarede F. (2003). Geochemistry – An introduction. Cambridge University Press, 262 pp.
• Allegre C.J. (2008). Isotope geology. Cambridge University Press, 512 pp.
• Dickin A.P. (2005). Radiogenic isotope geology. Cambridge University Press, 492 pp.
• Faure G. (1986). Principle of isotope geology, 2nd Edition. John Wiley & Sons, 589 pp.
• Faure G., Mensing T.M. (2005). Isotopes – Principles and applications. Wiley, 897 pp.
• Longinelli A., Deganello S. (1999). Introduzione alla geochimica. UTET, 460 pp.
• Ottonello G. (1991). Principi di geochimica. Zanichelli, 722 pp.
• Rollinson H. (1993). Using geochemical data – evaluation, presentation, interpretation. Longman, 352 pp.
• Sharp Z. (2007). Principles of stable isotope geochemistry. Pearson Prentice Hall, 344 pp.

1. Introduzione al corso: I materiali lapidei naturali ed artificiali (esempi d’uso) Nomenclatura e colore Metodi di rappresentazione (carte tematiche)2. I materiali lapidei naturali classificazione delle rocce: rocce magmatiche e filoniane rocce sedimentarie rocce metamorfiche riconoscimento delle rocce: metodologie mineralogiche, petrografiche e geochimiche petrografia delle rocce carbonatiche• 3. Materiali lapidei artificiali Definizione e classificazione Caratterizzazione dei componenti primari Argille e loro derivati Classificazione delle argille Caratterizzazione mediante metodologie mineralogiche, fisiche e chimiche Principali tipi di utilizzo e prodotti di derivazione• Materiali ceramici Componenti principali delle ceramiche Caratterizzazione dei prodotti ceramici mediante metodi ottici, chimici e fisici Classificazione dei prodotti ceramici Processo produttivo Archeometria delle ceramiche• Malte e calcestruzzi Classificazione delle malte e intonaci Componenti principali Principali tipologie di leganti Caratteristiche degli aggregati Cementi Processi chimico-fisici Petrografia delle malte Metodi analitici4. Proprietà dei materiali • Principali proprietà fisiche (densità, peso specifico,, porosità, granulometria, permeabilità all’acqua, all’aria o ai gas, coefficiente di imbibizione, assorbimento capillare, gelività ,cristallizzazione salina)• Proprietà meccaniche ( comportamento elastico, plastico, a fatica, a frattura; tenacità e resilienza; durezza; comportamento a compressione, a taglio, a flessione)• Proprietà termiche• Proprietà chimiche• Proprietà tecnologiche5. Estrazione e lavorazione tipologie di materiali e cicli produttivi principali metodi di coltivazione metodi estrattivi metodologie di rifinitura normativa6. Degrado dei materiali lapidei Definizione, classificazione e normativa descrizione e analisi dei processi caratterizzazione dei prodotti alterazione e degrado dei materiali messi in opera relazioni tra litologia, ambiente e degrado cenni sulle metodologie d'intervento cenni su protettivi e consolidanti protocolli analitici di manutenzione e restauro

• L. Morbidelli: Le rocce e i loro costituenti. Bardi ed.
• Angelo Peccerillo & Diego Perugini: Introduzione alla Petrografia ottica. Morlacchi ed.
• Piero Primavori: Pianeta Pietra. Zusi ed. (per le foto a colori vedi l'ed. in inglese:Planet Stone)
• Piero Primavori: Lessico del settore lapideo Zusi edit.
• Ninina Cuomo di Caprio: Ceramica in Archeologia 2
• Monica T. Price: Atlante delle pietre decorative . Guida tecnica illustrata. Hoepli ed.
• E. Pecchioni, F. Fratini, E. Cantisani: Le malte antiche e moderne tra tradizione ed innovazione
• S. Tinè: Codice di pratica professionale per il restauro delle fronti esterne degli edifici. Flaccovio ed.
• Clerici & F. Sfratato : La geologia nella pratica edilizia. Flacc. ed
• Del Gaudio & A. Vallario: Attività estrattive: cave , recuperi e pianificazione. Liguori ed.
• AIMAT: Manuale dei materiali per l'ingegneria. McGraw-Hill

1. Introduzione al corso: I materiali lapidei naturali ed artificiali (esempi d’uso) Nomenclatura e colore Metodi di rappresentazione (carte tematiche)2. I materiali lapidei naturali classificazione delle rocce: rocce magmatiche e filoniane rocce sedimentarie rocce metamorfiche riconoscimento delle rocce: metodologie mineralogiche, petrografiche e geochimiche petrografia delle rocce carbonatiche• 3. Materiali lapidei artificiali Definizione e classificazione Caratterizzazione dei componenti primari Argille e loro derivati Classificazione delle argille Caratterizzazione mediante metodologie mineralogiche, fisiche e chimiche Principali tipi di utilizzo e prodotti di derivazione• Materiali ceramici Componenti principali delle ceramiche Caratterizzazione dei prodotti ceramici mediante metodi ottici, chimici e fisici Classificazione dei prodotti ceramici Processo produttivo Archeometria delle ceramiche• Malte e calcestruzzi Classificazione delle malte e intonaci Componenti principali Principali tipologie di leganti Caratteristiche degli aggregati Cementi Processi chimico-fisici Petrografia delle malte Metodi analitici4. Proprietà dei materiali •
Principali proprietà fisiche (densità, peso specifico,, porosità,
granulometria, permeabilità all’acqua, all’aria o ai gas, coefficiente
di imbibizione, assorbimento capillare, gelività ,cristallizzazione
salina)• Proprietà meccaniche ( comportamento elastico, plastico,
a fatica, a frattura; tenacità e resilienza; durezza; comportamento a
compressione, a taglio, a flessione)• Proprietà termiche• Proprietà chimiche• Proprietà tecnologiche5. Estrazione e lavorazione tipologie di materiali e cicli produttivi principali metodi di coltivazione metodi estrattivi metodologie di rifinitura normativa6. Degrado dei materiali lapidei Definizione, classificazione e normativa descrizione e analisi dei processi caratterizzazione dei prodotti alterazione e degrado dei materiali messi in opera relazioni tra litologia, ambiente e degrado cenni sulle metodologie d'intervento cenni su protettivi e consolidanti protocolli analitici di manutenzione e restauro

• L. Morbidelli: Le rocce e i loro costituenti. Bardi ed.
• Angelo Peccerillo & Diego Perugini: Introduzione alla Petrografia ottica. Morlacchi ed.
• Piero Primavori: Pianeta Pietra. Zusi ed. (per le foto a colori vedi l'ed. in inglese:Planet Stone)
• Piero Primavori: Lessico del settore lapideo Zusi edit.
• Ninina Cuomo di Caprio: Ceramica in Archeologia 2
• Monica T. Price: Atlante delle pietre decorative . Guida tecnica illustrata. Hoepli ed.
• E. Pecchioni, F. Fratini, E. Cantisani: Le malte antiche e moderne tra tradizione ed innovazione
• S. Tinè: Codice di pratica professionale per il restauro delle fronti esterne degli edifici. Flaccovio ed.
• Clerici & F. Sfratato : La geologia nella pratica edilizia. Flacc. ed
• Del Gaudio & A. Vallario: Attività estrattive: cave , recuperi e pianificazione. Liguori ed.
• AIMAT: Manuale dei materiali per l'ingegneria. McGraw-Hill

Metodi Elettrici
La resistività elettrica delle rocce. Formula di Archie. Anisotropia, conduttanza longitudinale, resistenza trasversale, principi di equivalenza e soppressione. Strumentazione. Sezione energizzante. Sezione ricevente. Acquisizione del segnale nei casi di basso rapporto segnale/disturbo. Metodo della resistività. Flusso di corrente in un mezzo omogeneo: fondamenti teorici. Dispositivi elettrodici. Profili e sondaggi di resistività. L’acquisizione dei dati in campagna. Analisi dei dati e interpretazione. L’uso della scala logaritmica. Interpretazione diretta e inversa. Metodo di sovrapposizione. Metodo del punto ausiliario per l’interpretazione di curve a più di tre strati. Grafici ausiliari. L’uso del computer per l’interpretazione. Mappe di resistività apparente, pseudosezione. Ricostruzione del substrato conduttivo impermeabile per ricerche idrogeologiche. Scelta delle indagini geoelettriche più appropriate per campagne archeologiche e per scopi ingegneristici. Misure elettriche in pozzo. Carotaggi elettrici convenzionali. Scelta delle metodologie da usare in campagna per l’ottimizzazione delle indagini. Tomografia elettrica 2D e 3D. Casi applicativi.
Metodi Sismici
Principi di teoria dell’elasticità. Costanti elastiche. Equazione d’onda. Onde di volume e onde superficiali. Propagazione delle onde. Legge di Snell. Principio di Fermat. Diffrazione.Impedenza acustica. Coefficienti di trasmissione e riflessione.
velocità sismiche. Strumentazione sismica. Sorgenti sismiche. Sismica a riflessione: riflettore orizzontale, normal moveout; riflettore inclinato, dip moveout. Metodi di campagna nella sismica a riflessione. Sismica a rifrazione: singolo rifrattore orizzontale; rifrattori orizzontali multipli; rifrattore inclinato. Caso di faglia verticale. Strati nascosti. Rifrattori discontinui. Metodo del delay time. Metodo GRM (Generalized Reciprocal Method). Metodi di campagna nella sismica a rifrazione. Misure sismiche in foro; metodo up-hole; metodo down-hole; metodo cross-hole. Scelta delle metodologie da usare in campagna per l’ottimizzazione delle indagini. Tomografia sismica.

Metodi Elettromagnetici
Il Ground Penetrating Radar (georadar). Caratteristiche dello strumento e principi di funzionamento. Acquisizione, elaborazione ed interpretazione dei dati. Antenne trasmittenti e riceventi. Scelta della frequenza dell’antenna. Considerazioni sulle prospezioni G.P.R. Limiti delle prospezioni G.P.R. Esempi applicativi.

TELFORD W. M., GELDART L.P., SHERIFF R.E., KEYS D.A. - “Applied Geophysics” - Cambridge University Press, 1976.
Reynolds J.M. (1997): An introduction to Applied and Environmental Geophysics. J. Wiley & Sons, Chichester, 796 pp.
Coco G., Corrao M. “Geofisica applicata con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore, pp. 240, 2009.

ROCCE E TERRENI: rocce e ammassi rocciosi, proprietà tecniche delle rocce, origine e formazione dei terreni, proprietà tecniche dei terreni, principali impieghi delle rocce.
RILEVAMENTO GEOLOGICO PER STUDI DI GEOLOGIA APPLICATA: le carte geologiche, lettura e interpretazione delle carte geologiche, problemi di stratimetria, le sezioni geologiche, le carte tecniche, il rilevamento geologico-strutturale, le proiezioni equiareali e loro applicazione pratica.
INDAGINI IN SITO: nozioni sui sondaggi meccanici, prove penetrometriche CPT e SPT, prove scissometriche, prove di resistenza.
INDAGINI DI LABORATORIO PER LA CARATTERIZZAZIONE DEI TERRENI: analisi granulometriche, limiti di Atterberg, prova di compressione monoassiale, prova triassiale, prova di taglio diretto, prova edometrica.
IDROGEOLOGIA: Il ciclo dell’acqua, rocce acquifere e rocce impermeabili, strutture idrogeologiche e falde acquifere, sorgenti, pozzi, caratterizzazione fisico-chimica e batteriologica delle acque sotterranee, teoria delle prove di emungimento.
LE FRANE: classificazione delle frane, nomenclatura delle frane, cause di franamento, indagini da eseguire in aree franose.
ANALISI DI STABILITA’ DEI VERSANTI: la resistenza al taglio dei materiali, il criterio di Mohr-Coulomb, nozioni di analisi di stabilità con i metodi dell’equilibrio limite.
OPERE DI STABILIZZAZIONE E SISTEMAZIONE DEI PENDII: interventi che riducono la resistenza a taglio mobilizzata, interventi che aumentano la resistenza al taglio dei materiali, interventi di stabilizzazione dei versanti rocciosi soggetti a fenomeni di ribaltamento e di crollo.
GEOLOGIA APPLICATA ALLE GRANDI OPERE: problemi geologico-tecnici nella progettazione di strade, gallerie, dighe.
LE FONDAZIONI: scelta e tipologia di fondazioni in funzione delle caratteristiche dei terreni, condizioni geologiche capaci di determinare fenomeni di instabilità.

Scesi L., Papini M., Il rilevamento geologico-tecnico, Città Studi edizioni

1. Risorse e riserve idrogeologiche
2. Calcolo del bilancio idrologico ed idrogeologico.
3. Valutazione delle risorse idriche sotterranee.
4. Proprietà idrogeologiche delle rocce.
5. Funzioni principali dell’acquifero.
6. Tipologia di acquifero e falda.
7. Legge di Darcy, applicazioni e limitazioni.
8. Piezometria, realizzazione ed interpretazione di carte piezometriche.
9. Studio di una sorgente e classificazione.
10. Fasi realizzatile di un pozzo per acqua.
11. Prove di portata in pozzi: calcolo della curva di caratteristica del pozzo; perdite di carico, efficienza del pozzo.

Prospezioni idrogeologiche Vol. I e II – P. Celico – Liguori Ed.
Idrogeologia principi e metodi – G. Castany – Dario Flaccovio Ed
Groundwater science, c. R. Fitts, Academic Press
Applied Hydrogeology, C. W. Fetter, Prentice Hall

Il concetto di geosinclinale. Le concezioni mobiliste. La tettonica delle placche.
Zonazione composizionale e reologica della Terra. Movimenti delle placche. I bacini sedimentari nel quadro della tettonica globale. Principali classificazioni dei bacini sedimentari. Meccanismi di formazione dei bacini.

Margini divergenti e relativi bacini. Modelli di rifting: pure shear, simple shear.
Gravità e isostasia. Flessurazione della litosfera.
Margini convergenti. Complessi di subduzione. Bacini di avanarco e di retroarco. Bacini di avanfossa e avampaese. Dinamica dei cunei di accrezione.
Margini trasformi. Bacini connessi a faglie trascorrenti.
Controllo tettonico sulla sedimentazione nei bacini.

Cenni di stratigrafia sequenziale e introduzione alla stratigrafia sismica. Variazioni del livello del mare. Variazione nello spazio e nel tempo dei fattori che controllano la sedimentazione. Concetti di interpretazione sismica. Interpretazione stratigrafico e strutturale di linee sismiche.

Analisi geostorica e analisi di bacino.
Seppellimento, subsidenza e storia termica di un bacino.
Bacini sedimentari ed idrocarburi (esempi applicati alla ricerca petrolifera: il Bacino del Flysch Numidico).

Allen, P.A. & Allen J.R., 2005 2edition. Basin analysis, Principles and Applications. Publ., Blackwell Scientific Publications.

Bally, A.W., Catalano R., Oldow J., 1985. Elementi di tettonica regionale. Evoluzione dei Bacini sedimentari e delle Catene montuose. Pitagora Editrice

Genesi dei magmi, modelli di fusione del mantello peridotitico e rapporti con gli ambienti geodinamici terrestri; meccanismi di risalita dei magmi attraverso la litosfera e la crosta rigida; meccanismi di differenziazione; proprietà fisiche dei magmi e relazione con i caratteri chimici e petrografici. Prodotti vulcanici; i gas vulcanici; le lave il loro comportamento reologico e relazione con le morfologie dei campi lavici; i prodotti piroclastici, significato genetico e criteri di classificazione. Edifici vulcanici, relazione con i tipi di prodotti emessi; le strutture di alimentazione dei sistemi vulcanici. Le eruzioni vulcaniche: caratteri fisici e classificazione; studio di alcuni eventi storici particolarmente significativi. La distribuzione globale dei vulcani, sintesi tra morfologie degli edifici, tipi di attività e ambienti geodinamici; cenni sull’evoluzione del vulcanismo dell’Etna.

Cortini e Scandone Introduzione alla Vulcanologia Liguori pp. 212
P.Francis VOLCANOES a planetary perspective Oxford University press pp 443
Haraldur Sigurdsson (ed.) (2000) Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, London, pp. 1417
Roberto Scandone & Lisetta Giacomelli (1998) Vulcanologia. Liguori Editore, Napoli, pp. 642
R.A.F. Cas & J.V. Wright (1988) Volcanic Successions. Unwin Hyman, London, pp. 528
H.U. Schmincke (2004) Volcanism Springer
pp.324
I vulcani il fuoco della Terra Universale Electa/Gallimard pp.192

Lezioni in aula (3 cfu)
• Lezioni in aula sull’applicazione dei principi di stratigrafia e di geologia strutturale nell’esecuzione di rilievi litologici, litostratigrafici e geologico-strutturali;
• Tecniche di rilevamento e rappresentazione in carta, a diverse scale, di elementi planari e lineari;
• Tecniche per l’esecuzione di profili geologici a differente scala.
Attività sul terreno (6 cfu)
Sono previste escursioni sul terreno in un area campione prescelta per l’esecuzione di rilievi geologici alla scala 1:10.000 finalizzati alla ricostruzione della successione litostratigrafica e dell’assetto strutturale complessivo. Il lavoro di terreno si concluderà con la realizzazione di un documento cartografico originale che costituirà oggetto della prova finale di esame.

Per tutte le conoscenze di base si rimanda ai testi già utilizzati per l’insegnamento di geologia.
Per quanto riguarda le tecniche di rilevamento si suggeriscono i seguenti testi:
Rilevamento geologico. Realizzazione e interpretazione delle carte geologiche
Autore: Giorgio Cremonini
Editore: Pitagora
Data di Pubblicazione: 1995
ISBN: 8837106971
ISBN-13: 9788837106973