Earth System and Global Changes

L’obiettivo formativo principale è quello di fornire agli studenti del primo anno del corso di laurea in Earth System and Global Changes delle solide basi sui principi fondamentali della Chimica e le competenze basilari per affrontare con successo i corsi avanzati nell’ambito delle discipline chimiche (es. Chimica dei Minerali).
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito e saranno in grado di utilizzare, anche per calcoli quantitativi, i seguenti concetti:

• Unità di misura del sistema internazionale e derivate
• Configurazione elettronica e proprietà periodiche degli elementi e loro utilizzo per prevederne la reattività e la polarità
• Principali teorie del legame chimico (Lewis, legame di valenza, VSEPR, orbitale molecolare) e come utilizzarle per prevedere la geometria di composti chimici
• Regole di nomenclatura di composti inorganici
• Principi di elettrochimica, termodinamica e cinetica chimica
• Bilanciamento di reazioni chimiche (incluse reazioni di ossidoriduzione)
• Equilibrio chimico, equilibri omogenei ed equilibri eterogenei
• Calcolo del pH di soluzioni acido-base
• Calcoli stechiometrici
• Proprietà di gas ideali

Descrittore di Dublino 1: gli studenti apprenderanno concetti chimici fondamentali quali le basi termodinamiche e quantomeccaniche della chimica e le loro implicazioni sulla reattività di elementi e composti.

Descrittore di Dublino 2: gli studenti saranno in grado di applicare a problemi chimici quantitativi le conoscenze teoriche oggetto del DD1, in particolare quelli di interesse per le scienze della terra (es. calcoli stechiometrici, equilibri chimici omogenei ed eterogenei, calcolo di pH di soluzioni acquose, proprietà dei legami chimici, principi di termodinamica).

Descrittore di Dublino 3: grazie alle esercitazioni in aula, nonché allo studio individuale, anche guidato (ad esempio tramite creazione ed assegnazione da parte della docente di esercizi aggiuntivi e personalizzati, che verranno caricati sul canale creato ad hoc per il corso sulla piattaforma Teams), gli studenti apprenderanno a collegare le conoscenze teoriche oggetto del DD1 e le competenze oggetto del DD2 per risolvere problemi complessi che coniugano argomenti diversi (ad esempio, calcoli stechiometrici e proprietà dei gas ideali; equilibri chimici in elettrochimica e termodinamica). Riferimenti alle implicazioni nella vita quotidiana dei concetti chimici fondamentali saranno forniti nel corso delle lezioni frontali e delle esercitazioni, allo scopo di attualizzare l’insegnamento, favorirne l’interiorizzazione, e stimolare lo sviluppo di uno sguardo acuto e scientificamente critico da parte degli studenti nell’osservazione della realtà che li circonda.

Introduzione alla Chimica
Unità di misura, notazione scientifica, conversione tra unità diverse, grandezze derivate e formule inverse. Gli stati della materia. Elementi, composti e miscele. Teoria atomica della materia. Particelle fondamentali dell’atomo. Numero atomico. Numero di massa. Isotopi. Mole, Numero di Avogadro, Massa Molare, Massa molecolare, Composizione percentuale dei composti. Esercitazioni.
Struttura dell’atomo.
Modelli atomici di Thomson e Rutherford e loro superamento. Natura della luce. Lo spettro elettromagnetico. Spettroscopia atomica e modello atomico di Bohr. Natura ondulatoria della materia. Equazione di Schrödinger, numeri quantici, orbitali atomici. Atomi polielettronici, principio di Aufbau, principio di esclusione di Pauli, regola di Hund. Tavola periodica, configurazione elettronica e proprietà periodiche degli elementi.
Legame chimico
Tipi di legami chimici. Formule chimiche e modelli molecolari. Modello di Lewis. Legame ionico e legame covalente. Elettronegatività e polarità dei legami. Strutture di Lewis per composti molecolari e ioni poliatomici. Risonanza e carica formale. Regola dell’ottetto e sue eccezioni. Teoria VSEPR e geometria molecolare. Teoria del legame di valenza. Ibridizzazione. Cenni alla teoria dell’orbitale molecolare. Diagrammi di energia per molecole biatomiche omonucleari del 1° e 2° periodo. Esercitazioni.
Nomenclatura di composti inorganici
Nomenclatura tradizionale e IUPAC dei più comuni composti ionici e molecolari.
Reazioni chimiche
Scrittura e bilanciamento di equazioni chimiche. Stechiometria. Reazioni con reagente limitante, resa di reazioni chimiche. Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento. Esercitazioni.
Equilibrio chimico
Legge dell’azione di massa. Costante di equilibrio. Quoziente di reazione. Principio di Le Chatelier. Esercitazioni.
Soluzioni ed equilibri acido-base
Concentrazione delle soluzioni. Acidi e Basi secondo le teorie di Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis. Prodotto ionico dell’acqua, definizione di pH, pOH, pKw. Costante di dissociazione, grado di dissociazione e forza degli acidi e delle basi. Variazione del grado di dissociazione con la concentrazione analitica. Calcolo del pH di soluzioni acquose di acidi e basi sia forti che deboli anche in soluzioni molto diluite. Sostanze anfotere. Idrolisi dei Sali. Soluzioni tampone. Cenni su titolazioni acido-base. Proprietà delle soluzioni. Esercitazioni.
Stato gassoso
Leggi di Boyle, Gay-Lussac e Avogadro. Condizioni normali e standard. Equazione di stato dei gas ideali. Densità dei gas. Miscele di gas e pressioni parziali. Esercitazioni.
Cenni di Elettrochimica
Celle galvaniche. Potenziali elettrodici. Elettrodo normale a idrogeno. Scala dei potenziali standard. Equazione di Nernst. Elettrolisi. Esercitazioni.
Cenni di Termodinamica chimica
Energia interna, Entalpia, Entropia, Energia libera di Gibbs. Spontaneità delle reazioni chimiche. Energia libera e costante di equilibrio. Esercitazioni.

La verifica dell’apprendimento prevederà lo svolgimento di una prova in itinere a metà semestre e di una prova finale al termine del semestre. Entrambe le prove saranno scritte e comprenderanno quiz, domande teoriche e risoluzione di problemi. Le votazioni ottenute nel corso delle due verifiche scritte saranno sottoposte a media ponderata. Una verifica orale sarà inoltre prevista al termine del semestre.

Libro: Chemistry. Structure and properties. Autore: Nivaldo J. Tro.

The course aims to provide students with practical experience in the observation and interpretation of natural landscapes through field activities conducted in representative physical geographical environments of Southern Italy.
Students will investigate the interactions between the atmosphere, hydrosphere, lithosphere, and biosphere and understand how these components influence the characteristics and evolution of different landscapes.
Field activities will focus on badland environments, karst landscapes, and mountain regions, providing opportunities to examine the relationships between climate, geology, water circulation, vegetation, and surface processes.
Students will learn to recognize and describe characteristic landforms, observe the processes responsible for their development, and understand the spatial variability of physical geographical phenomena.
The course will also introduce basic field observation techniques, geographical data collection, and landscape interpretation, encouraging students to connect theoretical knowledge with direct experience of natural environments.

By the end of the course, students will have acquired practical knowledge of the fundamental principles of Physical Geography through direct observation of representative natural landscapes in Southern Italy.
Students will understand the relationships between the main components of the Earth system and their influence on the geographical characteristics of different environments.
They will acquire knowledge of the role of climate, water circulation, geological materials, vegetation, and surface processes in shaping natural landscapes.
In badland environments, students will understand how rainfall, runoff, and erosion influence landscape development. In karst landscapes, they will recognize the relationships between rock characteristics, water circulation, and dissolution processes. In mountain environments, they will understand the influence of altitude, climate, weathering, and gravity on landscape characteristics.
Students will also acquire an understanding of basic physical geographical field methods, including systematic observation, geographical description, and the collection and interpretation of environmental information.
The course will provide an integrated understanding of the spatial variability of natural processes and the relationships between different physical geographical environments.

By the end of the course, students will be able to apply the fundamental principles of Physical Geography to the direct observation, description, and interpretation of natural environments.
They will develop the ability to identify characteristic landscape features and explain their development by considering the interactions between climate, water, geological materials, vegetation, and surface processes.
Students will be able to recognize the effects of rainfall and surface runoff in badland environments, identify the principal features of karst landscapes, and interpret the influence of altitude and climatic conditions on mountain environments.
They will acquire practical skills in using topographic maps, recording geographical observations, documenting landscape characteristics through photographs and sketches, and collecting basic environmental information.
Students will also be able to compare different physical geographical environments, identify similarities and differences in their characteristics, and explain the environmental factors responsible for their spatial variability.
Through the integration of field observations and theoretical knowledge, they will develop the ability to formulate scientifically grounded explanations of natural processes and landscape characteristics.

The course will contribute to the development of independent judgement, scientific communication, collaborative working skills, and autonomous learning through practical field activities and direct engagement with natural environments.
Dublin Descriptor 3 – Making Judgements
Students will develop the ability to critically observe and interpret physical geographical phenomena, distinguishing direct field observations from explanations and scientific interpretations.
They will learn to identify the principal environmental factors influencing landscape characteristics and to recognize the interactions between climate, water, geological materials, vegetation, and surface processes.
Through the comparison of badland, karst, and mountain environments, students will develop the ability to evaluate similarities and differences between natural systems and formulate reasonable explanations of their geographical variability.
Field activities will encourage critical thinking, the integration of information from different sources, and an awareness of the complexity of natural environments.
Dublin Descriptor 4 – Communication Skills
Students will develop the ability to describe and explain physical geographical phenomena using appropriate scientific terminology and clear, logically structured arguments.
They will acquire experience in documenting field observations through geographical descriptions, photographs, sketches, maps, and concise written reports.
Working in small groups will encourage discussion, the exchange of observations, and the collaborative interpretation of natural environments.
Students will also develop the ability to present the results of field investigations and communicate the relationships between environmental factors and landscape characteristics to both specialist and non-specialist audiences.
Dublin Descriptor 5 – Learning Skills
Students will develop the ability to independently observe, describe, and interpret natural environments by applying the fundamental principles and methods of Physical Geography.
They will acquire the capacity to identify relevant geographical information, organize field observations, and integrate different sources of evidence to improve their understanding of natural processes.
The course will encourage autonomous learning through the use of geographical maps, field guides, scientific illustrations, and introductory scientific literature.
Students will develop the practical and conceptual foundations necessary for more advanced studies in Physical Geography, climatology, hydrology, environmental sciences, and landscape analysis.
Field experience will also foster adaptability to different natural environments, collaborative problem-solving, and an interdisciplinary approach to understanding the Earth system.

Learning outcomes will be assessed through students' ability to observe, describe, and interpret the physical geographical characteristics of the environments investigated during the field activities.
Assessment will focus on the recognition of characteristic landscape features, the identification of the natural processes responsible for their development, and the understanding of interactions between the main components of the Earth system.
Students may be required to prepare a concise field report documenting the activities undertaken, the observations collected, and the principal physical geographical characteristics of the selected sites.
The report may include field notes, photographs, geographical sketches, maps, and descriptions of the processes observed.
Particular attention will be given to the accuracy of observations, the appropriate use of scientific terminology, the ability to connect theoretical concepts with field evidence, and the clarity of geographical explanations.
The assessment will also consider students' ability to compare different physical environments and communicate the results of their field investigations.

The main reference materials will consist of field guides, topographic maps, geographical illustrations, and supplementary educational resources provided by the instructor.
Specific materials concerning the physical geographical characteristics of the selected field sites will be made available to support the interpretation of badland, karst, and mountain environments.
Students will be encouraged to consult introductory textbooks on Physical Geography, particularly those addressing the Earth system, climate, hydrology, surface processes, and landscape evolution.
Additional resources may include geographical maps, aerial photographs, satellite imagery, and introductory scientific publications relevant to the environments investigated.
Specific bibliographic references and site-related materials will be communicated by the instructor before or during the field activities.

Il corso si propone di fornire le nozioni matematiche di base necessarie per l'elaborazione e la rappresentazione dei dati nell'ambito dello studio di problemi legati alle scienze geologiche. Gli studenti verranno introdotti al linguaggio matematico formale e ad alcune semplici applicazioni di strumenti matematici standard, quali funzioni a valori reali, calcolo differenziale e integrale, serie ed equazioni differenziali ordinarie.

Al termine del corso, gli studenti dovranno conoscere e comprendere:

• le proprietà degli insiemi numerici e le regole fondamentali del calcolo algebrico;
• le proprietà delle funzioni reali di una variabile;
• i concetti principali e i teoremi fondamentali del calcolo differenziale;
• i concetti principali e i teoremi fondamentali del calcolo integrale;
• i metodi di risoluzione delle equazioni differenziali ordinarie.

Al termine del corso, lo studente dovrà possedere competenze in:

• calcolo algebrico, equazioni e disequazioni;
• operazioni fondamentali con i numeri complessi;
• rappresentazione grafica di funzioni;
• problemi elementari di ottimizzazione e approssimazione in una variabile;
• primitive di funzioni e calcolo dell'area di regioni piane;
• equazioni differenziali ordinarie lineari o a variabili separabili.

1) Capacità di formulare giudizi e compiere scelte consapevoli
Al termine del corso, gli studenti dovranno essere in grado di:

• riconoscere dimostrazioni matematiche rigorose e individuare argomentazioni fallaci.
• individuare i metodi ottimali per la risoluzione di problemi matematici.
  2) Capacità di comunicare conoscenze e comprensione
  Al termine del corso, gli studenti dovranno essere in grado di:
• enunciare con rigore teoremi e affermazioni matematiche.
• esporre oralmente o per iscritto contenuti matematici utilizzando un linguaggio scientifico appropriato.
  3) Capacità di proseguire l'apprendimento
  Al termine del corso, gli studenti dovranno essere in grado di:
• comprendere le formulazioni matematiche di fenomeni geologici e geofisici.
• intraprendere studi avanzati che richiedano la modellazione matematica di fenomeni geologici e geofisici.

Nozioni fondamentali, insiemi numerici, estremo inferiore e superiore di un insieme, equazioni e disequazioni, funzioni, topologia elementare, limiti, continuità, derivabilità, integrali indefiniti, integrali definiti e teorema fondamentale del calcolo integrale, alcune equazioni differenziali ordinarie elementari.

L'esame consisterà in una prova scritta e in un esame orale facoltativo.
Nella prova scritta, gli studenti dovranno risolvere problemi matematici per verificare
la loro capacità di applicare le conoscenze teoriche e la comprensione
degli argomenti del corso.
Gli studenti che supereranno la prova scritta dovranno scegliere
se verbalizzare il voto ottenuto nella prova o sostenere l'esame orale facoltativo,
volto a verificare la conoscenza e la comprensione di definizioni,
esempi, teoremi e dimostrazioni relativi agli argomenti del corso.

Lezioni: -Calculus, early transcendentals, 6th Edi on, James Stewart, McMaster University. -Calculus, one and several variables, 6th Edi on, Salas/Hille, John Wiley and Sons.
Esercizi: -Esercitazioni di Matematica, vol. I, parte I.
P. Marcellini, C. Sbordone. Liguori Editore, 2013. -Esercitazioni di Matematica, vol. I, parte II.
P. Marcellini, C. Sbordone. Liguori Editore, 2014.

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti i concetti fondamentali Prerequisiti riguardanti struttura, composizione, genesi e proprietà dei minerali, al fine di acquisire una solida base per lo studio delle principali tematiche delle Scienze della Terra.

Al termine del corso lo studente dovrà conoscere: le regole di simmetria dello stato solido cristallino e la simmetria morfologica; le principali proprietà fisico-chimiche dei minerali; i principi e i metodi dell’analisi mineralogica; le proprietà ottiche dei minerali; le relazioni tra le proprietà macroscopiche e microscopiche dei minerali; la sistematica dei minerali.

Al termine del corso lo studente dovrà conoscere la simmetria morfologica dei minerali; dovrà essere in grado di eseguire un esperimento di diffrazione dei raggi X su polveri e di interpretare un diagramma di diffrazione dei raggi X su polveri; dovrà conoscere l'uso del microscopio polarizzatore al fine di descrivere le proprietà ottiche dei minerali.

L'insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni in classe o in laboratorio. Queste ultime possono svolgersi individualmente o in gruppi di studenti sotto la guida dei docenti. Lo studente è invitato a riferire i risultati delle esercitazioni o delle prove di laboratorio. Tali attività aiutano gli studenti ad acquisire il metodo scientifico e a sviluppare il ragionamento critico.

Elementi di proprietà fisiche dei minerali
Proprietà scalari e vettoriali. Principio di Neumann.
Fondamenti di cristallografia
Stato cristallino. Operatori di simmetria. Periodicità e simmetria. Assi e costanti cristallografiche. Gruppi puntuali e sistemi cristallini. Reticoli di Bravais. Gruppi spaziali.
Fondamenti di diffrazione dei raggi X
Principi di diffrazione dei raggi X. Legge di Bragg. Diffrazione da polvere di raggi X: tecnica e interpretazione dei diffrattogrammi.
Principi di cristallochimica
Legami chimici nei cristalli. Coordinazione. Regole di Pauling. Strutture tipo. Isomorfismo, polimorfismo e soluzioni solide.
Introduzione alla mineralogia speciale
Elementi nativi. Ossidi e idrossidi. Alogenuri. Solfuri e solfati. Carbonati. Fosfati. Silicati.
Elementi di ottica mineralogica
Riflessione. Polarizzazione. Rifrazione. Indice di rifrazione. Legge di Snell. Propagazione della luce nei solidi cristallini. Indicatrici ottiche e sistemi cristallini. Microscopio polarizzante. Osservazioni ottiche in luce parallela e convergente.

Metodo di valutazione: esame orale.
Criteri di valutazione: conoscenza e comprensione; risposta a domande teoriche e concettuali sui concetti fondamentali relativi agli argomenti del corso; applicazione delle conoscenze e della comprensione; capacità di risolvere i problemi/esercizi proposti; autonomia di giudizio; capacità di comunicare le conoscenze acquisite durante l’esame collegando diversi argomenti in modo logico; capacità comunicative; correttezza linguistica; chiarezza di esposizione; capacità di collegare tra loro i diversi argomenti inclusi nel programma; comunicazione delle conoscenze e della comprensione; capacità di ragionamento critico sugli argomenti da trattare.
Esame finale e criteri di valutazione: il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto complessivo è maggiore o uguale a 18.

Libri disponibili nella biblioteca del Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali:
1) Wenk H.R., Bulakh A. Minerals: Their Constitution and Origin.
2) Klein C. Mineralogia, Zanichelli. AAVV. Introduzione alla cristallografia moderna, Ed. Fratelli Laterza, 1985
I testi potranno essere integrati con le presentazioni PowerPoint delle lezioni, che saranno disponibili sulla classe di MS Teams.

The course aims to provide students with a comprehensive understanding of the fundamental principles of Physical Geography, focusing on the processes and interactions that shape the Earth's surface and regulate the evolution of natural landscapes.
Students will acquire knowledge of the climate system, including its main components, atmospheric circulation, climatic parameters, feedback mechanisms, and the implications of climate change. The course will examine the physical, chemical, and biological processes of rock weathering and their role in soil formation and sediment production.
Particular attention will be devoted to geomorphological processes operating in hillslope, karst, fluvial, and coastal environments, with emphasis on the relationships between geological, climatic, hydrological, and biological factors.
By the end of the course, students will be able to recognize and interpret major landforms, explain the processes responsible for their development, and understand the interactions between natural dynamics and human activities. They will also develop an awareness of environmental change, geomorphological hazards, and the importance of sustainable landscape and natural resource management.

By the end of the course, students will have acquired a comprehensive understanding of the fundamental principles of Physical Geography and the processes governing the functioning and evolution of the Earth system.
Students will develop knowledge of the main components of the climate system, atmospheric circulation, climatic parameters, feedback mechanisms, and the interactions between the atmosphere, hydrosphere, lithosphere, biosphere, and cryosphere.
They will understand the physical, chemical, and biological processes of rock weathering and their contribution to soil formation and sediment production. They will also acquire knowledge of the mechanisms controlling hillslope evolution, mass movements, and the relationships between hydrological processes and slope stability.
Furthermore, students will understand the formation and evolution of karst landscapes, the hydrological and geomorphological dynamics of river basins, and the processes governing coastal erosion and sediment deposition.
They will develop an integrated understanding of how climatic, geological, hydrological, and biological factors interact to shape landscapes, including the influence of human activities and environmental change on natural systems.

By the end of the course, students will be able to apply the fundamental principles of Physical Geography to the observation, description, and interpretation of natural landscapes and environmental processes.
They will be able to recognize major geomorphological features and explain their origin and evolution by identifying the physical processes responsible for their development.
Students will develop the ability to interpret basic climatic information, understand the relationships between atmospheric conditions and geographical patterns, and explain the influence of climate on weathering, hydrological processes, and landscape evolution.
They will be able to distinguish different types of mass movements, identify the principal factors influencing slope stability, and interpret the relationships between water circulation, erosion, sediment transport, and deposition in hillslope and river basin environments.
They will also be able to recognize characteristic karst and coastal landforms and explain their development in relation to geological conditions and environmental processes.
Through the analysis of geographical maps, diagrams, photographs, and selected case studies, students will apply their knowledge to interpret environmental phenomena and develop a basic understanding of geomorphological hazards and the effects of human activities on natural systems.

The course will contribute to the development of critical thinking, independent judgement, communication skills, and autonomous learning abilities through the study and interpretation of physical and geomorphological processes.
Dublin Descriptor 3 – Making Judgements
Students will develop the ability to critically interpret geographical and environmental information, identify the principal factors controlling natural processes, and recognize the interactions between different components of the Earth system. They will be encouraged to evaluate the relationships between natural dynamics, human activities, and environmental change, distinguishing scientific observations from interpretations and developing an awareness of the complexity of environmental systems.
Dublin Descriptor 4 – Communication Skills
Students will acquire the ability to describe and explain physical geographical phenomena using appropriate scientific terminology and clear, logically structured arguments. They will develop skills in communicating the relationships between processes and landforms, interpreting geographical representations, and presenting environmental concepts to both specialist and non-specialist audiences.
Dublin Descriptor 5 – Learning Skills
Students will develop the capacity to consolidate and independently expand their knowledge of Physical Geography through the critical use of textbooks, lecture materials, scientific illustrations, and introductory scientific literature. They will acquire the conceptual foundations necessary to approach more advanced studies in geomorphology, climatology, hydrology, environmental sciences, and landscape analysis, fostering an autonomous and interdisciplinary approach to understanding the Earth system.

Module 1: Climate System
1. Climate Components

• Atmosphere: Composition, structure, and the role of greenhouse gases in regulating Earth's temperature.
• Hydrosphere: Oceans, seas, and freshwater bodies; their influence on weather patterns and energy distribution.
• Lithosphere: Landforms and surface features influencing climate through albedo and heat exchange.
• Biosphere: Interaction of living organisms with the climate, including vegetation cover and respiration processes.
• Cryosphere: Impact of ice and snow on global temperature and sea levels.
  2. Feedback Mechanisms
• Positive Feedback Loops:
  o Ice-Albedo Effect: How melting ice reduces reflectivity and accelerates warming.
  o Carbon Release: Role of permafrost thaw and ocean warming in amplifying CO₂ and methane levels.
• Negative Feedback Loops:
  o Cloud Cover: Increased evaporation leading to cloud formation, which may cool the Earth.
  o Vegetation Growth: Enhanced photosynthesis from higher CO₂ levels, potentially mitigating warming.
• Thresholds and Tipping Points: Examination of irreversible changes in the Earth’s climate system.
  3. Climate Parameters
• Temperature:
  o Measurement scales (Celsius, Fahrenheit, Kelvin) and their applications in geography.
  o Global temperature distribution and anomalies (e.g., urban heat islands).
• Humidity:
  o Absolute vs. relative humidity and their relevance to precipitation patterns.
  o Dew point and its implications for weather forecasting.
• Precipitation:
  o Types (rain, snow, hail, sleet) and global distribution.
  o Role in shaping ecosystems and landforms.
• Pressure Systems:
  o High and low-pressure systems; their influence on weather conditions.
  o Cyclones, anticyclones, and their geographical patterns.
  4. Wind Systems
• Global Circulation:
  o Coriolis Effect: Impact on wind direction and strength.
  o Trade winds, westerlies, polar easterlies, and jet streams.
• Regional Wind Systems:
  o Monsoons: Causes and effects on agriculture and society.
  o Föhn, Chinook, and other local winds: Geographical significance.
• Turbulence and Wind Shear:
  o Impacts on aviation and natural systems.
• Wind and Energy:
  o Harnessing wind as a renewable energy source and its geographical implications.
  Module 2: Weathering Processes
  1. Types of Weathering:
• Physical (Mechanical) Weathering:
  o Frost action, thermal expansion, salt crystallization, and abrasion.
• Chemical Weathering:
  o Hydrolysis, oxidation, carbonation, and acid rain effects.
• Biological Weathering:
  o Role of plant roots, microbial activity, and burrowing animals.
  2. Factors Affecting Weathering:
• Climate (temperature and precipitation).
• Rock type and mineral composition.
• Topography and vegetation cover.
  3. Weathering Products and Their Importance:
• Soil formation and nutrient cycling.
• Production of sediment for transportation and deposition.
  Module 3: Hillslope Processes
  1. Hillslope Morphology and Dynamics:
• Slope types: convex, concave, and straight.
• Slope stability and the role of gravity.
  2. Mass Wasting (Mass Movement):
• Types: Creep, slides, falls, flows, and slumps.
• Triggers: Rainfall, earthquakes, human activity, and vegetation loss.
• Impact on Landscapes: Creation of talus slopes, scars, and depositional features.
  3. Hillslope Hydrology:
• Role of infiltration, throughflow, and runoff in slope processes.
• Influence of vegetation and soil type on water movement.
  Module 4: Karst Processes
  1. Karst Landscape Development:
• Dissolution of carbonate rocks (limestone, dolomite).
• Role of acidic water in forming karst features.
  2. Karst Landforms:
• Surface Features: Sinkholes, dolines, uvalas, and karst plains.
• Subsurface Features: Caves, stalactites, stalagmites, and underground rivers.
  3. Hydrology of Karst Areas:
• Aquifer characteristics and groundwater flow.
• Vulnerability of karst systems to pollution and over-extraction.
  Module 5: River Basin and Fluvial Processes
  1. River Basin Morphology:
• Drainage patterns: dendritic, radial, trellis, and rectangular.
• Watershed boundaries and interfluves.
  2. River Processes:
• Erosion: Hydraulic action, abrasion, solution, and attrition.
• Transportation: Suspension, solution, traction, and saltation.
• Deposition: Formation of floodplains, deltas, levees, and alluvial fans.
  3. Fluvial Landforms:
• Meanders, oxbow lakes, terraces, and braided streams.
• River valley development through stages (youth, maturity, old age).
  4. Human Impact on River Systems:
• Dams, irrigation, pollution, and river engineering.
  Module 6: Coastal Processes
  1. Coastal Dynamics:
• Interaction of waves, tides, and currents.
• Influence of wind and storms on coastal landscapes.
  2. Coastal Erosion:
• Processes: Hydraulic action, abrasion, solution, and corrasion.
• Erosional features: Cliffs, wave-cut platforms, sea arches, and stacks.
  3. Coastal Deposition:
• Formation of beaches, spits, tombolos, and barrier islands.
• Role of longshore drift in sediment transport.
  4. Coastal Management:
• Hard engineering: Sea walls, groynes, and breakwaters.
• Soft engineering: Beach nourishment and managed retreat.
• Impacts of climate change: Rising sea levels and coastal erosion.

Learning outcomes will be assessed through a final oral examination designed to evaluate students' understanding of the fundamental concepts, processes, and interactions addressed during the course.
The examination will cover the main topics of the syllabus, including the climate system, weathering processes, hillslope dynamics, karst geomorphology, fluvial systems, and coastal processes.
Students will be expected to demonstrate their ability to describe and explain physical and geomorphological processes, recognize the principal landforms associated with them, and understand the relationships between climatic, geological, hydrological, and biological factors.
Particular attention will be given to the ability to establish connections between different topics, interpret geographical and geomorphological phenomena, and discuss the effects of human activities and environmental change on landscape evolution.
The assessment will consider the accuracy and completeness of scientific knowledge, the appropriate use of disciplinary terminology, the clarity and coherence of explanations, and the ability to apply acquired concepts to practical examples and environmental contexts.
The final grade will be expressed on a scale of 30, in accordance with the Italian university grading system.

The course syllabus does not prescribe specific textbooks. The main reference materials will consist of lecture notes, presentations, scientific illustrations, and supplementary educational resources provided or recommended by the instructor.
Additional readings may be suggested during the course to support the understanding of climate dynamics, weathering processes, hillslope evolution, karst geomorphology, river basin dynamics, and coastal processes.
Students are encouraged to integrate the lecture materials with introductory textbooks on Physical Geography and Geomorphology, particularly those addressing Earth system interactions, landscape evolution, and the relationships between natural processes and human activities.
Specific bibliographic references and any additional scientific articles will be communicated by the instructor during the course.

Il corso di Physics (Mod.1) si prefigge di fornire allo studente le conoscenze di base delle leggi della meccanica classica e della termodinamica. Il programma è sviluppato in modo da fornire gradualmente agli studenti la comprensione del legame esistente tra gli elementi basilari dell’analisi vettoriale e dell’analisi matematica, che sono richiamati ripetutamente nel corso, e il modello fisico che viene descritto. In ogni sua parte il corso è corredato da continue esercitazioni il cui obiettivo è acuire lo spirito critico degli studenti e mostrare come le formulazioni "assiomatiche" della fisica derivano dall'osservazione dei fatti sperimentali e sono collegate alla soluzione di problemi concreti. Il punto fondamentale per la comprensione dei modelli fisici sta nella capacità di geometrizzare i problemi e di affrontarli con i metodi classici dell’analisi matematica e della geometria euclidea e differenziale.

Conoscenza e capacità di comprensione
I risultati attesi riguardano essenzialmente la conoscenza delle leggi fopndamentali della meccanica e della termodinamica. Si ritiene molto importante che lo studente comprenda attraverso esempi pratici cosa si intende per metodo scientifico e quindi sviluppi la capacità di formulare ipotesi a partire dall’osservazione dei fenomeni naturali e di estrarre da tali ipotesi leggi quantitative descrittive del processo fisico.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Acquisizione delle abilità connesse all’applicazione dei concetti teorici appresi all’evoluzione temporale e spaziale dei fenomeni fisici. Tale capacità attesa deve essere anche il risultato di esercitazioni in laboratorio durante le quali, gli studenti vengono coinvolti nell'analisi critica dei fenomeni fisici

Capacità critiche e di giudizio
Acquisizione della capacità di individuare i percorsi metodologicamente adeguati a descrivere, interpretare e discutere le leggi fisiche.

• Abilità comunicative
  Al termine del corso, gli studenti dovranno essere in grado di discutere i concetti fondamentali delle tematiche di studio in modo chiaro ed esauriente, utilizzando un linguaggio scientifico adeguato. Al tempo stesso, è richiesto di semplificare le conoscenze da trasmettere attraverso esempi di facile comprensione anche per non esperti. Al raggiungimento di questo obiettivo concorrono le discussioni durante le lezioni teoriche e le esercitazioni
  l Capacità di apprendere in modo autonomo
  Al termine dell’insegnamento, gli studenti dovranno essere in grado di impostare e risolvere autonomamente un problema di fisica I

Introduzione alla Fisica
Cosa è la fisica. Il metodo sperimentale. Le misure. Grandezze e unità fondamentali Unità derivate. Il sistema MKSA.
I Parte – Vettori
Differenza tra grandezze scalari e vettoriali. Somma di vettori. Componenti di un vettore. Somma di più vettori. Prodotto di uno scalare per un vettore. Prodotto scalare. Prodotto vettoriale. Rappresentazione di un vettore nel piano e nello spazio. Richiami di trogonometria.
Esercitazioni sugli argomenti svolti
II Parte – Cinematica
I sistemi di riferimento.
Il moto rettilineo: 1) Spazio percorso e spostamento.2) Velocità media 3) Il significato geometrico della derivata. 4)velocità istantanea 5) il significato fisico dell’integrale e l’introduzione del calcolo simbolico; 6) determinazione dello spostamento dalla velocità; 7) accelerazione media e istantanea; 8) legame tra spostamento e accelerazione; 9) il moto rettilineo uniforme; 9) il moto rettilineo uniformemente accelerato
Il moto curvilineo: 1) differenza tra spostamento e spazio percorso; 2)velocità media e istantanea; 3) accelerazione media ed istantanea; 4) componenti tangenziali e normali dell’accelerazione.
Il moto di un proiettile
Il moto circolare: velocità angolare, accelerazione tangenziale e centripeta
Esercitazioni sugli argomenti svolti
III Parte – Dinamica di una particella
Cos’è la dinamica-Il principio di inerzia-Massa inerziale e gravitazionale-Quantità di moto-Principio di conservazione della quantità di moto-La seconda e la terza legge di Netwon- La risultante delle forze agenti su un punto materiale- Dinamica su un piano inclinato-La carrucola (Macchina di Atwood)-Forze di attrito – Forze di attrito nei fluidi-Sistemi a massa variabile-Pendolo conico- La forza centripeta-Momento angolare-Forze centrali-Forze elastiche
Esercitazioni sugli argomenti svolti
Lavoro ed Energia
1)Definizione di impulso- 2) Il lavoro-La potenza-3) Unità di lavoro e di potenza-4) Energia cinetica- 5) Lavoro di una forza costante-6) Forze conservative ed energia potenziale -7) Conservazione dell’energia di una particella- 8) moto sotto l’azione di forze conservative- 9) Forze non conservative
Esercitazioni sugli argomenti svolti
IV PARTE Dinamica di un sistema di particelle
1) Centro di massa- 2) Moto del centro di massa di un sistema di particelle- 3) Massa ridotta-4) Momento angolare di un sistema di particelle- 5) Momento delle forze agenti- 6) Seconda equazione cardinale della meccanica 7) Conservazione del momento angolare 8) Energia cinetica ed energia potenziale di un sistema di particelle-9) Conservazione dell’energia totale di un sistema di particelle-10) Dinamica del corpo rigido: momento di inerzia-energia cinetica rotazionale-teorema di Huyghens-11) Momento angolare di un corpo rigido ruotante attorno a un asse- 12) Equazione del moto rotatorio- 13) Semplificazione dei problemi di dinamica rotazionale nel riferimento del centro di massa- 14) Urti
Esercitazioni sugli argomenti svolti
V PARTE-Termodinamica
1)Introduzione alla termodinamica -2) Equilibrio termico e temperatura- 3) Calore e calorimetria 4) Cambiamenti di fase- 5) Trasmissione del calore 6)Dilatazione termica 7) Trasformazioni termodinamiche 8) Lavoro e Primo principio della termodinamica 9) Leggi dei gas 10) Trasformazioni cicliche 11) Trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto 12) Ciclo di Carnot 13) Secondo principio della termodinamica- 14) Entropia
Esercitazioni sugli argomenti svolti

La valutazione dello studente prevede: - lo svolgimento di una prova scritta e lo svolgimento di una prova orale a partire dall’esito della prova scritta o la conferma dell’esito della prova scritta nel caso essa superi i 18/30. Il punteggio della prova d’esame viene espresso in trentesimi.

Halliday and Resnick- Fundamental of physics- 10° Edition- Wyley

Acquisizione delle conoscenze di base sul funzionamento del sistema climatico globale nel passato geologico. Identificazione dei principali proxy climatici. Forzanti climatiche e delle risposte del biota terrestre e marino su diverse scale temporali, al fine di interpretare i cambiamenti climatici della Terra nel corso del tempo geologico. Comprensione di come lo studio del paleoclima possa fornire informazioni utili sui cambiamenti climatici attuali e futuri. Il corso fornirà le conoscenze di base necessarie per studi più avanzati sui proxy paleoclimatici e sulle metodologie specifiche per la ricostruzione del paleoclima.

1. Fondamenti di Paleoclima. Perché studiare il paleoclima. Archivi e proxy paleoclimatici. Scale temporali dei cambiamenti climatici del passato. Forzanti climatiche nei registri geologici.
2. Cambiamenti climatici di lungo termine. Paleoclima ed evoluzione della vita nei registri geologici. Ipotesi BLAG. Snowball Earth. Lineamenti generali della storia climatica della Terra negli ultimi 250 milioni di anni. Approfondimento sui climi effetto serra degli ultimi 65 milioni di anni. Evidenze di episodi climatici eccezionalmente caldi e il Massimo Termico del Paleocene-Eocene. Transizione da clima effetto serra alla ice-age e cambiamenti climatici degli ultimi 50 milioni di anni.
3. Cambiamenti climatici su scala orbitale, millenaria e sub-millenaria. Cambiamenti paleoclimatici globali di origine orbitale attraverso la lettura delle evidenze fossili e delle misure degli isotopi dell'ossigeno. Cambiamenti climatici passati nell’area del Mediterraneo negli ultimi 5 milioni di anni. Interglaciali passati analoghi all’interglaciale attuale. Approfondimento sui cambiamenti climatici degli ultimi 20.000 anni. Cambiamenti climatici su scala millenaria e sub-millenaria.
4. Ricerca di dati paleoclimatici. Disponibilità di archivi paleoclimatici. Selezione, rappresentazione grafica e discussione di dataset paleoclimatici globali e del Mediterraneo.

Ruddiman W. F. (2013) - Earth's Climate: Past and Future – Third edition. W.H. Freeman, New York, 464pp.

L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze e le competenze di base necessarie per l’acquisizione, l’organizzazione, la rappresentazione e l’interpretazione dei dati geologici raccolti sul terreno. Particolare attenzione sarà dedicata alla lettura e alla realizzazione delle carte geologiche, al riconoscimento delle relazioni geometriche tra i diversi corpi rocciosi e alla ricostruzione della loro geometria tridimensionale mediante sezioni geologiche schematiche e in scala.
Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di utilizzare correttamente la carta topografica, riconoscere e cartografare i principali limiti geologici e le strutture tettoniche, misurare la giacitura degli elementi planari e lineari e rappresentare i dati raccolti secondo le convenzioni cartografiche in uso. Dovrà inoltre saper leggere e interpretare una carta geologica, ricostruire i rapporti stratigrafici e strutturali tra le unità cartografate e realizzare semplici sezioni geologiche coerenti con i dati di superficie.
Le competenze saranno sviluppate attraverso lezioni introduttive, esercitazioni in aula e attività pratiche sul terreno, comprendenti la raccolta dei dati e la realizzazione di una carta geologica.

Al termine del corso, lo studente dovrà conoscere e comprendere i principi fondamentali del rilevamento geologico e della rappresentazione cartografica dei dati geologici. Dovrà conoscere le principali convenzioni utilizzate nelle carte geologiche, il significato dei simboli cartografici e i criteri fondamentali per la lettura e l’interpretazione dei rapporti tra topografia, limiti geologici e giacitura dei corpi rocciosi.
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere l’organizzazione geometrica e stratigrafica delle unità rappresentate in una carta geologica e riconoscere l’espressione cartografica delle principali strutture geologiche, tra cui pieghe, faglie e discordanze. Dovrà inoltre comprendere le relazioni geometriche tra le diverse strutture, con particolare riferimento ai rapporti tra pieghe e faglie, e conoscere i principi di base utilizzati per ricostruire la geometria tridimensionale dei corpi geologici a partire dai dati di superficie.
Tali conoscenze saranno sviluppate attraverso lezioni introduttive, esercitazioni continue di lettura e interpretazione delle carte geologiche e attività didattiche sul terreno.

Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite alla lettura, all’interpretazione e alla realizzazione di carte e sezioni geologiche. Dovrà saper riconoscere sulla carta l’espressione delle principali strutture geologiche, ricostruire i rapporti stratigrafici e geometrici tra le unità cartografate e verificare la coerenza tra i dati geologici e la topografia.
Lo studente dovrà inoltre saper utilizzare correttamente gli strumenti e le metodologie di base del rilevamento geologico, misurare la giacitura degli elementi planari e lineari, ubicare le osservazioni sulla base topografica e rappresentare limiti, strutture e dati di orientazione secondo le convenzioni cartografiche in uso. Dovrà essere capace di organizzare i dati raccolti sul terreno e di utilizzarli per realizzare carte geologiche e sezioni geologiche schematiche e in scala, geometricamente coerenti con le osservazioni di superficie.
Tali capacità saranno sviluppate attraverso esercitazioni in aula, attività di lettura e interpretazione cartografica e attività pratiche di rilevamento sul terreno.

Autonomia di giudizio
Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di valutare criticamente la qualità, la completezza e la coerenza dei dati geologici raccolti sul terreno o rappresentati in una carta geologica. Dovrà saper distinguere le osservazioni dirette dalle interpretazioni, verificare la compatibilità tra dati litologici, stratigrafici, strutturali e topografici e riconoscere eventuali incongruenze nelle ricostruzioni proposte. Lo studente dovrà inoltre essere capace di scegliere le metodologie e le osservazioni più appropriate per definire la geometria dei corpi rocciosi e risolvere semplici problemi cartografici e geologici.
Abilità comunicative
Lo studente dovrà saper descrivere in modo chiaro, ordinato e tecnicamente corretto le unità geologiche, le strutture riconosciute e i rapporti geometrici rappresentati in una carta o osservati sul terreno. Dovrà essere in grado di comunicare dati e interpretazioni mediante linguaggio tecnico appropriato, carte geologiche, sezioni, schemi, simboli convenzionali e brevi relazioni descrittive. Dovrà inoltre saper discutere e motivare le scelte interpretative adottate, confrontandosi in modo costruttivo con il docente e con gli altri studenti durante le attività pratiche.
Capacità di apprendere in modo autonomo
Lo studente dovrà acquisire un metodo di lavoro che gli consenta di affrontare autonomamente la lettura di carte geologiche e la soluzione di problemi cartografici semplici, anche in contesti non precedentemente esaminati. Dovrà essere capace di integrare osservazioni di terreno, dati cartografici e conoscenze teoriche, individuare le informazioni mancanti e pianificare ulteriori misure o verifiche necessarie per migliorare la ricostruzione geologica. Tali competenze saranno sviluppate attraverso esercitazioni progressive in aula e sul terreno, attività individuali e di gruppo e la realizzazione di carte e sezioni geologiche

Il corso è finalizzato all’apprendimento dei principi e delle metodologie di base del rilevamento geologico e alla ricostruzione dei rapporti stratigrafici e geometrici tra i corpi rocciosi. Saranno illustrati i criteri per la lettura e l’utilizzo della carta topografica, per l’orientamento sul terreno e per il corretto posizionamento delle osservazioni geologiche.
Le attività didattiche riguarderanno il riconoscimento e la descrizione delle principali unità litologiche e stratigrafiche, l’individuazione e il tracciamento dei limiti geologici e la misura della giacitura di strati, superfici strutturali ed elementi lineari. Saranno inoltre trattati i criteri per riconoscere e rappresentare cartograficamente pieghe, faglie, discordanze e le relazioni geometriche tra strutture tettoniche e successioni stratigrafiche.
Una parte del corso sarà dedicata alla lettura e all’interpretazione delle carte geologiche, al riconoscimento dell’espressione cartografica delle principali strutture geologiche e all’applicazione delle convenzioni grafiche utilizzate nella cartografia geologica. Gli studenti saranno guidati nella ricostruzione della geometria tridimensionale dei corpi rocciosi e nella realizzazione di sezioni geologiche schematiche e in scala, coerenti con i dati osservati in superficie.
Le lezioni e le esercitazioni in aula saranno integrate da attività pratiche sul terreno, durante le quali gli studenti applicheranno le metodologie di osservazione, descrizione, misura e rappresentazione dei dati geologici. Il corso si concluderà con un’esercitazione di rilevamento finalizzata alla raccolta dei dati e alla realizzazione di una carta geologica

La verifica dell’apprendimento avviene mediante un esame orale, integrato da prove pratiche finalizzate ad accertare la capacità dello studente di leggere, interpretare e utilizzare carte geologiche e sezioni geologiche.
Nel corso dell’esame, lo studente dovrà dimostrare di saper riconoscere l’espressione cartografica delle principali strutture geologiche, quali pieghe, faglie, discordanze e rapporti stratigrafici, e di comprenderne le relazioni geometriche. Potrà inoltre essere richiesta la realizzazione o il completamento di una sezione geologica, schematica o in scala, coerente con i dati riportati sulla carta.
Saranno valutate la conoscenza della terminologia tecnica, la capacità di applicare correttamente le convenzioni della cartografia geologica, la coerenza geometrica delle ricostruzioni proposte, l’autonomia di ragionamento e la chiarezza espositiva. La valutazione terrà conto anche delle competenze acquisite durante le esercitazioni in aula e le attività pratiche sul terreno.

Poiché l’insegnamento ha carattere prevalentemente pratico ed esercitativo, il materiale di riferimento sarà costituito principalmente da carte geologiche pubblicate, relative note illustrative, carte topografiche e sezioni geologiche selezionate dal docente. Ulteriori materiali didattici, schemi interpretativi ed esercizi saranno forniti durante le lezioni e le attività di laboratorio.

Mod1
Introduzione alla petrologia magmatica e metamorfica rispetto agli ambienti geodinamici

MOD1
DD1
o Lo studente dovrà conoscere i principi su cui è basata la classificazione delle rocce magmatiche e metamorfiche con applicazioni ed esempi per le principali categorie di rocce.
o Dovrà imparare a definire con chiarezza natura e contesto dei principali processi magmatici e metamorfici, rispetto ai principali ambienti geodinamici.
o Dovrà acquisire la capacità di descrivere e quantificare i fattori fondamentali del magmatismo e del metamorfismo.
o Dovrà essere in grado di descrivere l'evoluzione P-T delle rocce magmatiche e metamorfiche associate ai principali contesti geologici.

MOD1
DD2
o Lo studente dovrà essere in grado di classificare e descrivere con chiarezza le principali tipologie di rocce magmatiche e metamorfiche ed il loro significato rispetto ai principali ambienti tettonici. Questa capacità sarà acquisita anche durante le Esercitazioni di laboratorio, principalmente attraverso la lettura di carte geologiche tematiche, osservazione di campioni macroscopici specifici e lettura di dati geochimici.

MOD1
DD3-5

• Autonomia di giudizio
  o Lo studente dovrà essere in grado di interpretare dati (petrografici, chimici e strutturali) relativi a rocce magmatiche e metamorfiche al fine di ricostruirne la loro storia e di collegare la loro formazione a particolari contesti geologici. Le informazioni utili a sviluppare autonomia di giudizio saranno trasmesse durante le lezioni frontali.
• Abilità comunicative
  o Lo studente dovrà essere capace di esprimere con chiarezza e con rigore scientifico, a specialisti e non specialisti, concetti e principi fondamentali della petrografia e della petrologia. Questa abilità potrà essere affinata durante le discussioni stimolate dal docente nel corso delle lezioni frontali.
• Capacità di apprendere in modo autonomo
  o Lo studente dovrà essere in grado di cogliere le connessioni tra i concetti fondamentali dell’insegnamento e quelli di altre materie del corso di studio in Scienze Geologiche, e, in particolare, Petrografia delle Rocce Magmatiche, Geodinamica, Geologia Strutturale e Mineralogia. Le connessioni e le interazioni positive tra tematiche e discipline distinte saranno enfatizzate dal docente durante le lezioni frontali.

MOD1
Il corso consiste in 4 crediti di lezioni frontali e 1 di esercitazioni relative alla lettura di carte geotematiche e uso ed elaborazione di dati geochimici di rocce ignee e metamorfiche dai diversi ambienti geodinamici.
Argomenti delle lezioni frontali
La struttura interna della Terra. Il nucleo, il mantello, la crosta oceanica e la crosta continentale. La struttura del mantello, astenosfera e litosfera. Il ciclo delle rocce e i principali processi petrogenetici.
La tettonica a placche: cratoni, margini divergenti, margini convergenti e margini trasformi.
Introduzione alla petrologia ignea. Classificazione delle rocce ignee. Processi petrogenetici delle rocce magmatiche e loro evoluzione.
Introduzione alle rocce metamorfiche. Definizione di metamorfismo, fattori e limiti del metamorfismo. Tipi di metamorfismo e concetti di protolite, grado e facies metamorfici.
Magmatismo e metamorfismo nei principali ambienti tettonici e contesti geodinamici.
Esercitazioni nel laboratorio di microscopia
Lettura di carte geologiche tematiche a piccola e grande scala.
Lettura di dati geochimici (elementi maggiori, minori, traccia, e terre rare) e loro uso nella caratterizzazione di rocce cristalline (magmatiche e metamorfiche) e nella loro interpretazione petrologica.

Orale. Il voto finale, espresso in trentesimi, è definito in funzione degli esiti del Modulo 1 e del Modulo 2.

MOD1
Frost B.R. and Frost C.D. (2019) Essential of Igneous and Metamorphic Petrology. Cambridge University Press, pp. 350
Fossen H. and Teyssier C. (2024) Plate Tectonics. Cambridge University Press, pp. 462
Yardley B. & Warren C. (2021) An Introduction to Metamorphic Petrology. Cambridge University Press, 334 pp.

Il corso è finalizzato alla conoscenza di base della Paleontologia come disciplina nell'ambito delle Scienze della Terra: riconoscimento dei fossili a livelli sistematico, modalità di fossilizzazione, significato paleoambientale e biostratigrafico delle associazioni fossili.

Lo studente acquisirà conoscenze sulla natura dei fossili, sul loro inquadramento sistematico, sul loro significato come componenti delle rocce sedimentarie, sulle tecniche di campionamento e di studio.

Lo studente svilupperà la capacità di riconoscere i fossili sulla base delle loro caratteristiche tassonomiche e di utilizzarli come strumenti per la ricostruzione degli ambienti sedimentari e per la determinazione dell’età delle rocce.

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di:
1) organizzare e analizzare osservazioni e dati paleontologici per identificare e interpretare correttamente i fossili;
2) riconoscere e classificare i fossili sulla base dei principali caratteri morfologici e tassonomici;
3) applicare concetti e metodi paleontologici alla risoluzione di problemi nell’ambito delle Scienze della Terra;
4) formulare e motivare interpretazioni sulla base delle evidenze paleontologiche disponibili;
5) esporre concetti, metodi e risultati in modo chiaro e sintetico, utilizzando un’appropriata terminologia scientifica;
6) stabilire collegamenti tra la Paleontologia e gli altri ambiti delle Scienze della Terra;
7) utilizzare autonomamente la letteratura scientifica per approfondire le proprie conoscenze e interpretare le osservazioni effettuate in laboratorio e sul campo.

PALEONTOLOGIA GENERALE
INTRODUZIONE - Storia della paleontologia. Principali suddivisioni della paleontologia. Applicazioni della paleontologia nell’ambito delle Scienze della Terra.
TAFONOMIA - Ruolo delle parti scheletriche nella fossilizzazione. Caratteristiche strutturali e composizionali delle parti scheletriche. I processi biostratinomici. Modalità di fossilizzazione di resti scheletrici mineralizzati e delle parti organiche. Classificazione delle associazioni fossili e loro uso nelle ricostruzioni paleoambientali. Giacimenti fossiliferi di importanza eccezionale (Lagerstatten).
SISTEMATICA ED EVOLUZIONE - Sistema di classificazione gerarchica degli organismi attuali e del passato. Criteri tassonomici, omologie ed analogie. Il binomio linneano e le regole di nomenclatura zoologica. Significato biologico e definizione di specie. L'Evoluzionismo Darwiniano, il Neoardawinismo e la teoria degli Equilibri Punteggiati. La speciazione sensu stricto e la speciazione filetica. La convergenza morfologica. Le radiazioni adattative. La diversità dei viventi nel corso del Fanerozoico. L'estinzione e le crisi di estinzione di massa.
ECOLOGIA E PALEOECOLOGIA - Suddivisione topografica ed ecologica dell'ambiente marino. Fattori ecologici in ambiente acquatico: temperatura, luce, salinità, nutrienti, substrato. Modi di vita degli organismi marini (benthos, plankton e nekton).
ICHNOLOGIA - Definizione di traccia fossile. Principi dell'ichnologia Classificazione etologica e paratassonomica delle tracce fossili. Esempi di tracce fossili. Significato delle tracce fossili nelle ricostruzioni ambientali.
BIOSTRATIGRAFIA - Principi di biostratigrafia. Potenziale biostratigrafico dei vari gruppi sistematici. La risoluzione biostratigrafica. Bioeventi utili in biostratigrafia. Concetto di biozona e tipi di biozone.
PALEONTOLOGIA SISTEMATICA
Caratteristiche anatomiche generali, caratteristiche scheletriche, modi di vita, distribuzione stratigrafica e importanza in Paleontologia dei seguenti gruppi sistematici:
1 – PROTISTI (Foraminiferi, Radiolari, Diatomee, Coccolitoforidi)
2 - PORIFERI
3 – MOLLUSCHI (Bivalvi, Gasteropodi, Cefalopodi, Scafopodi)
4 – BRACHIPODI
5 – ECHINODERMI (Crinoidi, Echinoidi)
6 – CNIDARI (Rugosa, Scleractinia, Tabulata)
7 – TRILOBITI
8 – ALGHE CALCAREE

La valutazione si basa su un esame finale orale. L’esame prevede la discussione di uno o più campioni fossili e domande riguardanti qualsiasi parte del programma del corso, compresa la discussione della relazione sull’escursione presentata prima dell’esame. Gli studenti sono tenuti a fornire risposte articolate e ragionate, dimostrando la capacità di spiegare i concetti, stabilire collegamenti tra diversi argomenti, interpretare le evidenze paleontologiche e applicare le conoscenze acquisite a esempi specifici, anziché limitarsi alla semplice esposizione mnemonica delle nozioni.

AA.VV., 2020. Manuale di Paleontologia. Fondamenti – Applicazioni. Società Italiana di Paleontologia, Gnocchi.
Barsotti G., Gnoli M. & Guerrini A., 2015. Storia Naturale del Pianeta Terra. Vol 1 e 2. Pacini Editore.

To provide knowledge and expertise about the dynamic and varied nature of volcanic eruptions and the processes by which eruption products are dispersed across the Earth’s surface, and the spectrum of volcanic deposit types.

The student will acquire a knowledge necessary to correctly understand the dynamic processes of volcanoes, from magma rising to eruptions and dispersal processes, and the spectrum of eruption styles in different environments and tectonic setting. She/he will learn to identify the dynamic and varied nature of volcanic eruptions and the processes by which eruption products are dispersed across the Earth’s surface, the spectrum of volcanic deposit types. These knowledges will be acquired through theoretic lessons, integrated by practice exercises dedicated to discussions about the issues of the course.

The student will have to demonstrate her/his ability to apply the definitions, concepts and information learned on the themes of volcanology. Interpreting the different eruptive styles and their deposits. The acquired competences will be verified through exercises in the classroom and in the field.

• Making informed judgments and choices
  The student will have to be able to understand the causes of an volcanic eruption, the different style of eruption, the distribution of volcanic deposits. This skill will be acquired through classroom lectures and field trips.
• Communicating knowledge and understanding
  The student will have to acquire volcanological lexicon and terminology, aimed at carrying out activities dealing with volcanological divulgation and at understanding possible in-depth analysis through specialized bibliography. This ability will be acquired through classroom lectures and during moments of interaction teacher-student which will be stimulated by the teacher during the course.
• Capacities to continue learning
  Ability to investigate scientific and volcanological topics in a critical and autonomous way in subsequent studies.

Magma physical properties and their rheology. Magma chambers. General constraints on the uprise of magma through the crust. Effusive eruptions, lava flows and their products. Fragmentation processes in magmas. Explosive eruptions. Eruptive columns and their deposits. Pyroclastic density currents and their deposits. Secondary processes: lahars.

Assessment methods: Oral exam is the main instrument for the assessment, which, however, will be based upon the regularity in attending the course as well. For the final assessment, clarity in the presentation and a correct use of language will be considered too.
Final exam and grading criteria: The final grade is awarded out of thirty. The exam is passed when the grade is 18 or higher. In formulating the final judgment, mainly the oral interview will be considered. The commitment, degree of autonomy, and method of approach demonstrated by the student in dealing with the practical exercises carried out both in the classroom and laboratory during the lessons will also be positively evaluated.
Assessment criteria:

• Knowledge and understanding
  The student will have to demonstrate to have acquired knowledge of the topics of classroom lessons.
• Applying knowledge and understanding
  The student should be able to use the basic knowledge acquired to classify and analyze the different dynamic processes of volcanoes, from magma rising to eruptions and dispersal processes, and the spectrum of eruption styles in different environments and tectonic setting.
• Autonomy of judgment
  The ability to develop an autonomous judgment will be evaluated though the presentation of real case studies.
• Communicating knowledge and understanding
  The ability to clearly express ideas and interpret concepts using proper language and effective scientific terminology learned during the semester will be highly valued. These skills, along with the previous ones, ensure a very positive assessment of the student's competence and performance.the previous one, ensure a very positive assessment of the competence and
• Capacities to continue learning
  During the final examination, the student must demonstrate that they have acquired critical thinking skills and are able to develop new knowledge independently. Possessing these abilities will contribute to a strongly positive assessment of the final exam.

Lecture material, multimedia presentations.
Book: Cas RAF and Wright JV (1987). Volcanic Successions: Modern and Ancient. A geological approach to processes, products and successions. Allen & Unwin, London, p 528.
Book: Sigurdsson H, Houghton B, McNutt SR, Rymer H, Stix J (2015). The encyclopedia of volcanoes. Edition 2. Academic Press Elsevier.
Book: Cas RAF, Giordano G and Wright JV (2024). Volcanology: Processes, Deposits, Geology and Resources. Springer.