Geoscienze Per I Cambiamenti Globali E La Sostenibilita'

Fornire i principi e gli strumenti per lo studio dei bacini sedimentari attraverso metodi di stratigrafia integrata avanzata, al fine di ricostruire: 1) le relazioni fisiche e genetiche tra i corpi sedimentari come risultato dell'interazione tra tettonica e clima; 2) l'architettura stratigrafica dei bacini sedimentari per la cartografia geologica e la valutazione delle risorse naturali del sottosuolo.

Gli argomenti del corso sono propedeutici al conseguimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale per quanto concerne gli aspetti pratici e applicativi della stratigrafia, con particolare attenzione alle correlazioni stratigrafiche fisiche per la ricostruzione dei bacini sedimentari.
Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso verranno acquisite le seguenti conoscenze:

le principali metodologie della stratigrafia integrata, fisica, sismica e sequenziale;

le cause e i meccanismi che determinano la ciclicità sedimentaria a diverse scale fisiche e temporali;

le principali applicazioni dei metodi stratigrafici per la ricostruzione dei bacini e per la ricerca e lo sfruttamento delle risorse naturali del sottosuolo.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso verranno acquisite le seguenti competenze:

interpretare le successioni stratigrafiche e ricostruire le geometrie e le relazioni genetiche tra i corpi sedimentari;

utilizzare le superfici stratigrafiche chiave come strumenti di correlazione per ricostruire l'architettura stratigrafica dei bacini sedimentari e la loro evoluzione tettonico-sedimentaria;

utilizzare la stratigrafia sismica e sequenziale per ricostruire la geometria delle successioni sedimentarie di sottosuolo e in affioramento.

Autonomia di giudizio

Al termine del corso sarà possibile valutare criticamente:

le metodologie stratigrafiche più adatte per indagare il riempimento dei bacini sedimentari;

la qualità dei dati acquisiti e la loro interpretazione.

Abilità comunicative

Al termine del corso verranno acquisite le seguenti abilità:

utilizzare il linguaggio tecnico appropriato per la stratigrafia fisica, sismica e sequenziale;

coordinarsi con diversi specialisti nel campo della valutazione delle risorse naturali della Terra.

Capacità di apprendimento

Al termine del corso, si sarà acquisita la capacità di studiare autonomamente e di valutare criticamente i principi e gli strumenti necessari per ricostruire l'architettura stratigrafica dei bacini sedimentari.

Stratigrafia: definizione e scopi. Unità stratigrafiche classiche e unità magnetostratigrafiche; datazione radiometrica, ciclostratigrafia e chemostratigrafia.

Correlazioni stratigrafiche: definizione e scopi. Esempi regionali (Bacino Terziario Piemontese, Appennini).

Stratigrafia fisica: Unità stratigrafiche a limiti inconformi (UBSU - Unconformity Bounded Stratigraphic Units). Definizione e riconoscimento delle superfici chiave per le correlazioni stratigrafiche. Esempi dalle successioni messiniane dell'area mediterranea.

Cicli sedimentari: gerarchia e cause. Curva del livello marino relativo. Spazio di accomodamento (accommodation space). Trasgressione e regressione. Regressioni deposizionali e forzate.

Stratigrafia sismica: terminazioni dei riflettori sismici, strumenti per l'interpretazione delle linee sismiche e analisi delle facies sismiche.

Stratigrafia sequenziale: sistemi retrogradazionali, aggradazionali e progradazionali, sequenze deposizionali e principali tipi di superfici di discontinuità. Systems tracts: di stazionamento basso (lowstand), trasgressivo (transgressive), di stazionamento alto (highstand). Esercitazioni sull'analisi e l'interpretazione di linee sismiche.

Analisi dei log di pozzo (well-log): uno strumento per la correlazione stratigrafica delle successioni sedimentarie sepolte.

Attività sul campo nel Bacino Terziario Piemontese e nelle successioni del Bacino di Avampaese Alpino.

Esame orale sui contenuti del corso al fine di verificare che lo studente abbia acquisito conoscenze approfondite sui metodi della stratigrafia integrata, sismica e sequenziale, e sulle principali applicazioni della stratigrafia nelle correlazioni stratigrafiche, nella cartografia geologica e nello sfruttamento delle risorse naturali del sottosuolo.

L'esame consisterà in almeno tre domande sugli argomenti trattati durante le lezioni. La prova orale includerà anche una domanda sull'interpretazione di una linea sismica e sulla relativa interpretazione in chiave di stratigrafia sequenziale, nonché una presentazione in PowerPoint su una delle escursioni sul campo.

Libro
Titolo:
The Geology of stratigraphic sequences
Anno pubblicazione:
1997
Editore:
Springer
Autore:
Miall
Capitoli:
427 pp
Obbligatorio:
Libro
Titolo:
Principles of sequence stratigraphy
Anno pubblicazione:
2006
Editore:
Elsevier
Autore:
Catuneanu O.
Capitoli:
356 p
Obbligatorio:
Libro
Titolo:
Reading's - Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy.
Anno pubblicazione:
2026
Editore:
John Wiley & Sons
Autore:
Levell, B.
Obbligatorio:

Conoscenza approfondita dell’analisi alla microscala di strutture geologiche da accompagnare e collegare all’analisi meso-strutturale ed al rilevamento geologico. Conoscenza dettagliata dei meccanismi deformativi nei minerali più comuni nella crosta e nel mantello. Utilizzo ed interpretazione in chiave strutturale, cinematica, reologica delle microstrutture.

I contenuti proposti all’interno dell’insegnamento e la forte attività pratica concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda gli aspetti applicativi e della ricerca in ambito e geologico e geologico-strutturale. In particolare, le tecniche apprese durante l'insegnamento forniscono un valido strumento per la comprensione e la ricostruzione dei modelli geologici e geologico-strutturali al fine di vincolare, in modo moderno, l'assetto geologico-strutturale e l’evoluzione tettono-metamorfica di corpi geologici.
Conoscenza e capacità di comprensione.
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa dovrà:

• conoscere ed interpretare i vari sistemi di pieghe complesse (transected folds e sheath folds) nel loro contesto geologico regionale;
• conoscere i processi ed i meccanismi che guidano la deformazione delle rocce a tutti i livelli strutturali;
• riconoscere le principali strutture delle tettoniti e sviluppare capacità nell’analisi di rocce polideformate;
• interpretare le microstrutture delle tettoniti in ottica dei processi, della cinematica e dei parametri ambientali presenti durante la deformazione;
• vincolare le possibili condizioni e regimi di flusso durante la deformazione;
• acquisire elementi di geologia strutturale, da applicare alle differenti scale, per la ricostruzione della storia tettonica delle tettoniti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di:

• riconoscere, descrivere ed interpretare le principali strutture plicative complesse - riconoscere, descrivere e interpretare flanking structures
• riconoscere, descrivere ed interpretare le principali strutture deformative alla microscala;
• utilizzare tali microstrutture sia per ricostruzioni tettono-metamorfiche, sia per vincolarne i parametri presenti durante la deformazione che per stimarne l’influenza sulla risposta meccanica delle rocce;
• utilizzare la geologia strutturale, in un contesto multidiscipinare, ai fini delle ricostruzioni geologiche, tettoniche e delle possibili applicazioni.

Autonomia di giudizio
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa saprà formulare:

• un giudizio sulle metodologie di analisi strutturale e microstrutturale per lo studio di tettoniti;
• un giudizio sulle condizioni presenti durante la deformazione;
• un giudizio sulla qualità, attendibilità ed implicazioni dei dati acquisiti.

Abilità comunicative
Alla fine dell’insegnamento lo studente/la studentessa dovrà essere in grado di:

• adoperare un linguaggio appropriato e scientifico di geologia strutturale;
• utilizzare le conoscenze acquisite in ambiti di lavoro multidisciplinari;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano nella ricerca e nelle applicazioni della geologia strutturale e della scienza dei materiali.

Capacità di apprendimento
Al termine di questo insegnamento lo studente/la studentessa avrà capacità di studio, analisi autonoma e di valutazione critica delle tecniche per analisi;microstrutturale, formulazione di modelli tettono-metamorfici e loro implicazioni pratiche.

Introduzione all'insegnamento. Sistemi di pieghe complessi (transected folds, sheath folds) e loro relazioni elementi strutturali coevi e pre-esistenti.
Classificazione di foliazioni, lineazioni. Zone di taglio fragili, duttili, e rocce correlate alla microscala. Indicatori cinematici e loro genesi. Flanking folds e flanking structures.
Relazioni tra microstrutture e circolazioni di fluidi, applicazioni in geologia strutturale.

Meccanismi deformativi dei principali costituenti della crosta e del mantello (quarzo, feldspati, carbonati, olivina, pirosseni, anfiboli, granato).
Porfiroblasti e corone. Strutture Millepede.
Utilizzo delle microstrutture nelle tettoniti, e in particolare del petrofabric di quarzo e calcite, per la stima dei parametri (temperatura, pressione, fluidi, orientazione del campo di stress, grado di non coassialità del flusso, etc..) durante la deformazione.
Metodi per la determinazione dei parametri reologici della deformazione, calcolo dello stress differenziale e dello strain rate (paleopiezometria).
Microstrutture e comportamento reologico-meccanico delle rocce.
Relazioni tra microstrutture e petrocronologia. Esempi pratici/di lavoro da catene collisionali e accrezionali (Appennino, Alpi, Catena Varisica Europea, Himalaya, Antartide).
Ricostruzione dell’evoluzione tettono-metamorfica di terreni polideformati: esercitazioni pratiche al microscopio con analisi microstrutturale di tettoniti.

Esercitazioni pratiche mediante analisi EBSD (Electron Backscatter Diffraction) per la caratterizzazione microstrutturale e di CPO di tettoniti;

Esercitazioni pratiche mediante tecniche di analisi di immagine e CIP (Computer-integrated microscopy) per la caratterizzazione microstrutturale e di CPO di tettoniti;

L'esame si svolge mediante una prova pratica al microscopio ed una prova orale.

La PROVA PRATICA consiste nel riconoscimento e descrizione delle microstrutture di due sezioni sottili di rocce naturalmente deformate fornite dai docenti la mattina stessa dell'esame. Gli studenti e le studentesse avranno a disposizione tre ore per studiare le sezioni sottili al microscopio ottico.

La PROVA ORALE, della durata di circa 30 minuti, verterà sugli argomenti trattati durante l'insegnamento oltre alla descrizione e discussione da parte dello studente e della studentessa delle microstrutture riconosciute nelle sezioni sottili studiate durante la prova pratica.

Durante la prova orale lo studente/studentessa discuterà l’elaborato personale.

Passchier C. W. & Trouw R.A. J. (2005) - Microtectonics, Springer, 366 pp.

Trouw R.A.J., Passchier C.W. & Wiersma D.J. (2010) - Atlas of mylonite and related microstructures. Springer, 322 pp.

Heilbronner R. & Barrett S. (2014) - Image Analysis in Earth Sciences: Microstructures and Textures of Earth Materials. Springer Berlin, Heidelberg, pp 520.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

L’insegnamento fornisce gli strumenti per comprendere le interazioni tra oceano e atmosfera, e come queste modulino il clima. Queste conoscenze permettono di capire gli impatti dei recenti cambiamenti climatici sulla base dell’osservazione delle successioni sedimentarie e dei cambiamenti climatici in esse registrati, durante differenti fasi della storia geologica terrestre.
I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi
formativi della laurea magistrale per quanto attiene gli aspetti pratici ed applicativi della paleontologia e della stratigrafia, con particolare riguardo all’utilizzo di proxies paleontologici e geochimici.
RISULTATI DELL'APPRENDIMENTO ATTESI

Conoscenza e capacità di comprensione
Alla fine di questo insegnamento studenti e studentesse dovranno:

• conoscere i principali forzanti che guidano i cambiamenti climatici e oceanici;
• conoscere i processi che guidano l’interazione tra oceano e atmosfera in relazione ai forzanti climatici (es.: gas serra, accumulo di ghiacci ai poli);
• conoscere i principali proxies paleoclimatici e paleoambientali ricavabili dal record geochimico e paleontologico;
• conoscere i principali impatti oceanici dei cambiamenti climatici: deossigenazione, riscaldamento e acidificazione;
• conoscere le perturbazioni ecosistemiche conseguenti a tali impatti in ambiente marino.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine di questo insegnamento studenti e studentesse sapranno:

• ricavare dati climatici dalle successioni sedimentarie tramite i proxies;
• riconoscere gli effetti dei cambiamenti climatici tramite l’utilizzo di dati di microfossili ottenuti dalle successioni sedimentarie;
• contestualizzare i cambiamenti climatici del passato nel loro contesto geologico e comprendere le differenze con quello attuale.

Autonomia di giudizio
Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà formulare un giudizio:
sulle metodologie di indagine paleoclimatica più adatte ai diversi contesti geologici e sul loro utilizzo nella modellizzazione del clima;
sull’entità delle conseguenze dei cambiamenti climatici registrate nelle successioni sedimentarie
sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle elaborazioni su di essi condotte.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento studenti e studentesse dovranno sapere:
utilizzare il linguaggio tecnico della (paleo)climatologia e (paleo)oceanografia;
trasmettere le informazioni riguardanti le conseguenze dei cambiamenti climatici del passato a diverse figure professionali e collaborare alla realizzazione di ricerche in ambito di modellizzazione e ricostruzione paleoclimatica e paleoceanografica.

Capacità di apprendimento
Alla fine di questo insegnamento studenti e studentesse avranno le capacità di studio autonomo e sapranno valutare criticamente le tecniche da utilizzare nella realizzazione di studi inerenti i cambiamenti climatici e oceanografici registrati nelle successioni sedimentarie.

Funzionamento del Sistema Oceano/Atmosfera: parametri fisici e biologici che lo descrivono.
Circolazione oceanica e atmosferica attuale e del passato. Funzionamento della biological pump e della carbonate counter pump. I principali cicli biogeochimici (carbonio, silice e carbonati).

Cenni di geochimica isotopica ed elementi in traccia e loro applicazione come proxy ambientali nei principali gruppi di microfossili.
Evoluzione e variabilità del clima nel tempo geologico profondo, con particolare attenzione ad eventi ipertermici e sull’ultima transizione caratterizzata dai cicli glaciali del Quaternario (Età Glaciali del Plio-Pleistocene).
Importanza del record geologico per comprendere l’evoluzione attuale del sistema climatico e le proiezioni future. Cenni di modellizzazione climatica. Hot spots del cambiamento climatico in atto: antropizzazione e deossigenazione nei casi del Mar Mediterraneo, del Mar Nero e del Mar Baltico. Clima e oceano nel presente e nel futuro: discussione del rapporto ICCP alla luce degli obiettivi dell’Agenda 2030 dell’ONU.

L’esame si compone di una breve relazione scritta su un articolo scientifico scelto dalla componente studentesca fra quelli proposti dal docente. Durante l’esame, la relazione viene esposta tramite una breve presentazione (10 min max) che sarà spunto per un colloquio articolato su un massimo di due domande.

Earth's climate past and future. Paleoclimatology. 2013 Ruddiman.

Ocean biogeochemical dynamics. 2006. Princeton University Press, Sarmiento and Gruber.

Questo insegnamento è riservato esclusivamente agli/alle studenti/esse che vogliano recuperare i concetti di base per lo studio e la comprensione del pianeta Terra, al fine di una proficua frequentazione dei corsi avanzati erogati nella Laurea Magistrale.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento, la componente studentesca avrà recuperato e acquisito conoscenze relative a:

• La Tettonica delle Placche e i fenomeni a grande scala ad essa associati;
• Le principali strutture geologiche;
• I concetti di base di geologia del sedimentario, sedimentologia e stratigrafia;
• Petrogenesi delle rocce magmatiche e metamorfici;
• Le relazioni esistenti tra condizioni climatiche, idrografia, forme del rilievo, sviluppo dei suoli e coperture vegetali;
• Le principali caratteristiche geomorfologiche del paesaggio, attribuendole in modo appropriato agli agenti responsabili del modellamento del territorio;
• Gli impatti della dinamicità del pianeta sulle attività umane e le eventuali modificazioni prodotte o indotte dall'intervento dell'uomo sull'ambiente.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine di questo insegnamento verranno acquisite le seguenti competenze:

• Riconoscere e descrivere i principali fenomeni petrogenetici e tettonici;
• Riconoscere e classificare i principali tipi di rocce e i loro costituenti minerali fondamentali;
• Utilizzare i concetti principali di petrologia sedimentaria, sedimentologia e stratigrafia;
• Conoscenza dei principali processi geomorfologici e delle morfologie piu’ comuni.

Autonomia di giudizio

Al termine di questo insegnamento la componente studentesca sarà in grado di esprimere un giudizio autonomo:

• sui fenomeni presenti nei diversi contesti geologici;
• sui principali aspetti delle Scienze della Terra.

Abilità comunicative
Al termine del corso la componente studentesca dovrà conoscere e utilizzare un linguaggio appropriato nei diversi ambiti delle Scienze della Terra.

Capacità di apprendimento
Al termine di questo insegnamento la componente studentesca avrà acquisito:

• la capacità di valutare criticamente le conoscenze di base delle Scienze della Terra;
• la capacità di approfondire in modo autonomo i principali aspetti delle Scienze della Terra.

Genesi dei magmi e ambiente geodinamico correlato. Concetti base di cristallizzazione e frazionamento dei magmi. Petrogenesi e geochimica delle rocce magmatiche principali.

Concetti base del metamorfismo, petrogenesi delle rocce metamorfiche e microstrutture di equilibrio vs. disequilibrio. Magmi anatettici: genesi e tipi.

Panoramica delle principali strutture geologiche: fratture, vene, faglie, pieghe e zone di taglio duttili. Tipologia di rocce di faglia. La Tettonica delle Placche: placche, margini di placca e processi connessi (magmatici, metamorfici, e sedimentari). Temi di frontiera nella Tettonica: (i) L’origine della Tettonica delle Placche sulla Terra, diversi stili di Tettonica e Tettonica planetaria; (ii) Tettonica e ridistribuzione degli elementi e delle georisorse; (iii) Tettonica, società e Cambiamenti Globali; (iv) Tettonica e l’origine della vita.

Genesi e classificazione delle rocce sedimentarie. Concetti di base di stratigrafia e principali unità stratigrafiche. Tipologia e significato delle superfici di discordanza stratigrafica. Concetti di base sulle strutture sedimentarie. Concetti di base sulla tipologia ed evoluzione dei bacini sedimentari: esempi dal Bacino Terziario Piemontese.

Geomorfologia glaciale, periglaciale, fluviale, gravitativa, eolica, costiera e strutturale; principali processi di deposizione ed erosione e morfologie connesse ad essi. Evoluzione del paesaggio in risposta a forcing interni ed esterni, su tempi brevi e a di lunga durata, con particolare attenzione agli effetti del cambiamento climatico.

Prova scritta, durata 2 ore, con 10 domande aperte volte ad accertare l'acquisizione dei concetti di base relativi agli argomenti trattati durante l'insegnamento

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito del Corso di Laurea.

Per approfondimenti si consigliano:

• Grotzinger J.P., Jordan T.H. (2018) - Capire la Terra. Zanichelli, 736 pp.
• Fossen, H. & Teyssier, C. (2024) - Plate Tectonics. Cambridge University Press, ISBN 9781108476232, 450 pp;

McKnight, Tom L.; Hess, Darrel (2013) - Physical Geography: A Landscape Appreciation: International Edition -; 11th Edition. Pearson Education, 680 pp.

PHILPOTTS & AGUE, 2022. "Principles of Igneous and Metamorphic Petrology”. III Ed. Cambridge Univ. Press, UK.

WINTER, 2009. “Principles of Igneous and Metamorphic Petrology”. II Ed. Pearson Coll Div.

L’insegnamento, articolato in due moduli (A e B), si propone di fornire le conoscenze fondamentali riguardanti la geologia delle Alpi occidentali e dei bacini sedimentari sviluppati prima e durante la formazione della catena orogenetica.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale in quanto la conoscenza della geologia del Piemonte e delle aree limitrofe è fondamentale al fine della pianificazione territoriale e degli interventi sul territorio.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine del modulo A si dovrà:

• conoscere la geologia alpina ed in particolare l'evoluzione delle varie unità tettoniche costituite da successioni sedimentarie;
• conoscere le principali successioni sedimentarie che costituiscono le unità affioranti in Piemonte e il loro significato geodinamico nell'ambito dell'evoluzione alpina;
• conoscere le principali carte geologiche realizzate in Piemonte, in particolare la carta della regione Piemonte alla scala 1:250.000 e i più recenti fogli CARG.

Alla fine del modulo B si dovrà:

• conoscere la geologia delle Alpi occidentali e la suddivisione in domini e unità funzionali alla pianificazione del territorio a grande scala;
• conoscere le principali relazioni tra l'assetto geologico-strutturale delle Alpi e diversi aspetti relativi alla gestione e uso del territorio, tra cui la sismicità, le risorse minerarie e geotermiche, e i rischi ambientali e idrogeologici;
• conoscere le principali carte geologiche e i più recenti lavori scientifici relativi alla geologia del Piemonte e delle aree confinanti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine del modulo A si saprà:

• interpretare il significato paleoambientale e paleogeografico delle successioni sedimentarie alpine;
• utilizzare le conoscenze apprese per la pianificazione territoriale in Piemonte.

Alla fine del modulo B si saprà:

• interpretare il significato geologico dei domini e delle unità tettoniche distinte nelle Alpi Occidentali;
• utilizzare le conoscenze apprese per la pianificazione territoriale nelle Alpi occidentali.

Autonomia di giudizio

Alla fine del modulo A si saprà formulare un giudizio:

• sui lavori di geologia regionale in ambito alpino;
• sulla qualità dei dati che possono essere acquisiti da uno studio bibliografico di base necessario per uno studio del territorio.

Alla fine del modulo B si saprà formulare un giudizio:

• su dati e interpretazioni contenuti in studi relativi alla geologia delle Alpi;
• sulle conoscenze che possono essere acquisite dalle pubblicazioni scientifiche per la pianificazione terrioriale in Piemonte.

Abilità comunicative

Alla fine del modulo A si dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geologia regionale, base per qualunque lavoro di rilevamento e pianificazione del territorio;
• comunicare le conoscenze sul territorio alle diverse figure professionali con cui il geologo collabora nell'attività di terreno in ambito professionale.

Alla fine del modulo B si dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico-scientifico della geologia regionale e i concetti su cui si basa lo studio dell'orogeno Alpino;
• comunicare le conoscenze sulla geologia del Piemonte a diverse figure professionali impegnate nella gestione e nelll’uso del territorio.

Capacità di apprendimento

Alla fine del modulo A si avranno capacità di studio autonomo e di valutazione critica dei lavori di geologia regionale in ambito alpino.

Alla fine del modulo B si avranno capacità di studio autonomo e di valutazione critica della conoscenza relativa alla geologia del Piemonte e delle aree confinanti.

Geologia del Piemonte e dell’Italia nordoccidentale, dalle Alpi, ai bacini sviluppati prima e durante la formazione della catena, alle successioni quaternarie.

Introduzione alla geologia Alpi Occidentali. Definizione dei principali domini e unità, e dei loro limiti tettonici. Riferimento alle principali carte geologiche e banche dati GIS relative alla geologia del Piemonte. Geodinamica delle Alpi occidentali: dalle prime fasi di formazione dell’orogene alla sismicità e mobilità tettonica attuale. Il Dominio Sudalpino: assetto geologico-strutturale della Serie dei Laghi e della Zona Ivrea-Verbano, e tettonostratigrafia della Zona del Canavese. Il magmatismo intrusivo ed effusivo Permiano, e il relativo bacino estrattivo di pietre ornamentali. Il Dominio Austroalpino: la Zona Sesia, il sistema della Dent Blanche e l’evoluzione tettonica delle Alpi Occidentali. Il magmatismo Periadriatico Oligocenico nel territorio del Piemonte. Il Dominio Ligure-Piemontese: tettonostratigrafica oceanica pre-Alpina, risorse minerarie e principali problematiche di rischio ambientale e idrogeologico in aree di affioramento di unità ofiolitiche e oceaniche. Le zone di taglio e ai mélange tettonici interposti tra le unità di litosfera oceanica e le unità di crosta continentale, e relative problematiche nell’ambito degli interventi sul territorio. Il Dominio Pennidico: litostratigrafia ed evoluzione tettonometamorfica di diverse unità di basamento Paleozoico e di copertura Mesozoica, e riferimenti alle risorse minerarie e ai relativi bacini estrattivi di pietre ornamentali. Il Dominio Elvetico-Delfinese: geologia dei Massicci Cristallini Esterni e riferimenti alle risorse geotermiche. Esercitazione su campioni di rocce appartenenti ai diversi domini studiati. Due escursioni giornaliere nelle Alpi Occidentali.

Il Sudalpino. Evoluzione del margine passivo apulo nel corso del Mesozoico. Successioni mesozoiche del Canavese, del Bacino lombardo, dell’Alto di Trento e del Bacino di Belluno. Evoluzione del margine passivo europeo. Il Dominio Delfinese: successioni permo-triassiche pre-rift e successioni provenzali e delfinesi s.s. sin e post rift. Le successioni sedimentarie del Brianzonese nell'ambito dell'evoluzione mesozoica del margine passivo europeo. L'Unità del Flysch ad Helminthoides. Evoluzione del Bacino di avanfossa alpino. Fase di sottoalimentazione e di sovralimentazione. Esempio di successione di avanfossa: l'avanfossa alpina nelle Alpi Marittime. Il Bacino Terziario Piemontese. Principali lineamenti strutturali. Evoluzione geodinamica. Suddivisione in domini a diversa evoluzione stratigrafica: Collina di Torino, Monferrato, bacino delle Langhe, Alto Monferrato, zona Borbera-Grue.

Le coperture plio-quaternarie in Piemonte e in Valle d’Aosta: gli ambienti di transizione marino-continentali (“Villafranchiano”); le successioni fluviali del Pleistocene inferiore; le sequenze legate ai cicli interglaciale-glaciale negli anfiteatri morenici e nelle valli alpine.

La carta geologica della Regione Piemonte alla scala 1:250.000. Esercitazione su campioni di rocce appartenenti ai diversi domini Alpini. Escursioni in aree comprese in fogli CARG (2 giorni).

L'esame prevede una sola prova orale che accerta l’acquisizione delle conoscenze concernenti la geologia del Piemonte e delle aree limitrofe. La prova, della durata di circa 30', consiste in almeno due domande sugli argomenti presentati nelle lezioni frontali, con particolare riferimento alla geologia delle Alpi Occidentali e dei bacini sedimentari connessi all’evoluzione Alpina.

Il materiale didattico utilizzato a lezione disponibile sul presente sito del Corso di Laurea.

Testo consigliato per l'insegnamento:

Piana et al. (2023). Guide Geologiche Regionali - Piemonte dalle Alpi Graie alle Alpi Liguri, dal Monferrato alle Langhe. Società Geologica Italiana.

Conoscenza approfondita della geometria e della cinematica delle strutture duttili e fragili alle meso e alla microscala.
Conoscenza dei principali meccanismi di formazione delle foliazioni, delle lineazioni e delle zone di taglio fragili e duttili; meccanismi deformativi alla microscala. Conoscenza delle discontinuità strutturali e loro utilizzo applicativo per la stabilità dei pendii in roccia e nelle costruzioni.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda gli aspetti applicativi della ricerca geologico-strutturale. In particolare le tecniche apprese durante il corso forniscono un valido strumento per la comprensione e la ricostruzione dei modelli geologici e geologico-strutturali in 2D e in 3D, requisito di base per molti tipi di applicazione, tra cui l'analisi della stabilità dei pendii in roccia.
Conoscenza e capacità di comprensione
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa dovrà:

• conoscere le cause e i meccanismi che determinano la deformazione delle rocce a tutti i livelli strutturali;
• conoscere le principali strutture deformative delle rocce;
• conoscere le principali metodologie di analisi strutturale sia alla meso- che alla microscala;
• conoscere i principali meccanismi deformativi duttili e fragili nelle tettoniti;
• conoscere le principali applicazioni della geologia strutturale finalizzate alla verifica della stabilità dei pendii in roccia.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa saprà:

• riconoscere, analizzare e interpretare le principali strutture deformative sia alla meso- che alla microscala;
• utilizzare gli indicatori cinematici ai fini della ricostruzione cinematica;
• utilizzare la geologia strutturale ai fini delle ricostruzioni geologiche, tettoniche e delle possibili applicazioni nei giacimenti minerari e nell’ingegneria civile.

Autonomia di giudizio
Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine strutturale più adatte ai diversi contesti geologici;
• sulla qualità dei dati acquisiti e sulla correttezza e attendibilità delle elaborazioni su di essi condotte.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento lo studente/la studentessa dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geologia strutturale;
• utilizzare le conoscenze acquisite in ambiti di lavoro multidisciplinari;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano nella ricerca e nelle applicazioni della geologia e della geologia strutturale.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa avrà capacità di studio, di analisi autonoma e di valutazione critica delle tecniche da utilizzare e della interpretazione dei dati acquisiti nella realizzazione di modelli geologici in aree deformate.

Introduzione all'insegnamento. Richiami sulla deformazione fragile e duttile: teoria e pratica; deformazione in 2D e 3D.

Deformazione delle rocce

Deformazione coassiale e non coassiale, apofisi del flusso, vorticità cinematica dei flussi deformativi con esempi ed applicazioni. Rotazione di vene e fratture in regime non-coassiale e strutture associate. La deformazione delle tettoniti ai diversi livelli strutturali: fratturazione, diffusione e trasporto di materia, plasticità cristallina, ricristallizzazione. Processi di strain hardening e strain softening.

Deformazione progressiva e formazione di vene. Deformazione finita e metodi di analisi quantitativa di analisi del fabric di tettoniti in 2D con esercizi (uso del software EllipseFit; F. W. Vollmer).

Le strutture geologiche e il loro uso nelle applicazioni

Foliazioni e lineazioni nelle tettoniti, loro uso nell’analisi strutturale e nell’analisi di terreni polideformati con esercizi; cenni sui loro meccanismi di formazione.
Zone di taglio duttili, fragili-duttili e fragili: indicatori cinematici per il senso di taglio. Classificazione delle rocce di faglia.
Zone di taglio: loro implicazioni tettoniche (esempi in vari contesti orogenici nelle Alpi, nell’Himalaya e nella catena Varisica) e ruolo nella mobilità e circolazione dei fluidi e nelle mineralizzazioni.

Deformazione fragile: joint, faglie, pseudotachiliti e strutture sismogeniche. Analisi cinematica e dinamica di sistemi di faglie. Uso dei software MohrPlotter e FaultKin (R. Allmendinger).

Controllo strutturale delle mineralizzazioni; giacimenti primari epigenetici; esempi e case histories (es. giacimenti di oro in Cina meridionale; giacimenti di ferro all’Isola d’Elba; giacimenti a piombo, argento e galena in Sardegna). L’uso della geologia strutturale nell’esplorazione mineraria e nell'industria.

Richiami di meccanica delle rocce. Caratterizzazione strutturale delle discontinuità negli ammassi rocciosi e loro rappresentazioni stereografiche. Richiami sulle principali classificazioni geomeccaniche degli ammassi rocciosi: caratteristiche e utilizzo.
Stabilità dei pendii in roccia: condizioni geometriche e meccaniche, cinematismi per scivolamento planare, a cuneo e ribaltamento. Test di Markland con esercizi pratici (realizzati a mano e con il software Stereonet (R. Allmendinger)). Resistenza a taglio lungo le discontinuità.

Geologia strutturale del sottosuolo e per le grandi opere con esempi e case histories (es. indagini di superficie e di sottosuolo per l’Einstein Telescope in Sardegna).

Ricostruire le strutture a pieghe in profondità: metodo di Busk, metodo delle Kink band e metodo di Ramsay. Le strutture a pieghe e faglie in superficie e in profondità: costruzione di sezioni geologiche bilanciate; geometria, principi con esempi ed applicazioni con esercizi pratici da svolgere in aula.

Lezione fuori sede di quattro giorni.

Geologia della zona oggetto delle lezioni fuori sede dove verranno effettuati esercizi pratici di stabilità dei pendii ed esercizi di applicazioni di analisi strutturale (es. log strutturali su zone di faglia e zone di taglio). Visita a mineralizzazioni e analisi delle loro relazioni con le strutture geologiche.

L'esame si svolge mediante una prova orale sugli argomenti trattati durante l'insegnamento della durata di circa 45 minuti.

L'esame è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze delle strutture e della loro cinematica, dei principali meccanismi deformativi dei minerali e delle rocce, delle tecniche di analisi strutturale e la capacità di applicarle in modo critico. L'esame consiste di domande sia sulla parte generale dell'insegnamento sia sugli argomenti trattati durante le esercitazioni in aula e in campo.

È richiesta la partecipazione alle esercitazioni e alle esercitazioni in campo con relativa stesura di relazioni tecniche da discutere durante l'esame. Le relazioni devono essere inviate alla commissione 5 giorni prima di ogni appello.

Fossen H. (2012) - Structural Geology, Cambridge University Press, 463 pp.
Passchier C. W. & Trouw R.A. J. (2005) - Microtectonics, Springer, 366 pp.
Frassi C., Carosi R., Montomoli C. (2009) - Proiezioni stereografiche in geologia strutturale, Dedalo edizioni, 55 pp.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P. (2006) - Geologia Applicata. Il Rilevamento geologico-tecnico. Vol I, II edizione.
Trouw R.A.J., Passchier C.W. & Wiersma D.J. (2010) - Atlas of mylonite and related microstructures. Springer, 322 pp.

L'insegnamento si propone di fornire le tecniche necessarie per la cartografia di porzioni di aree polideformate, utilizzando metodologie sia tradizionali che digitali.

Attraverso attività pratica sul campo, verranno forniti principi metodologici per la prospezione geologica di superficie atti a sviluppare la visione 3D dei corpi rocciosi, partendo dai dati in affioramento, su problematiche geologiche di media difficoltà.

In particolare, occorrerà riconoscere e raccogliere tutti gli elementi strutturali (sia fragili che duttili), e loro cronologia relativa, per la ricostruzione dell'evoluzione tettonica dell'area esaminata.

Inoltre, mediante l'analisi cartografica e la realizzazione di sezioni geologiche in aula, la componente studentesca sarà in grado di ricostruire in profondità le strutture geologiche.

I contenuti proposti all’interno dell’insegnamento e la forte attività pratica e sul campo, concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda sia gli aspetti applicativi che quelli di ricerca, delle Scienze della Terra. Tali contenuti consentono di acquisire strumenti indispensabili per approfondire la conoscenza fisica e geologica del pianeta necessaria per la mitigazione e prevenzione dei rischi naturali, per la pianificazione territoriale, per le politiche energetiche e ambientali, l'approvvigionamento e la gestione sostenibile delle georisorse.

Questi obiettivi sono in linea con i Sustainable Development Goals proposti dall' UN Agenda 2030, quali:

SDG 4: Quality education;

SDG5: Gender equality;

SDG7: Affordable and clean energy;

SDG11: Sustainable cities and communities;

SDG12: Responsible consumption and production;

SDG13: Climate action;

SDG15: Life on land;

SDG17: Partnerships for the goals;
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento occorrerà dimostrare di:

• saper riconoscere sul terreno, e rappresentare in carta, le principali strutture geologiche;
• saper riconoscere sul terreno, e rappresentare in carta, le relazioni di sovrapposizione geometrica tra le strutture geologiche;
• essere in grado di realizzare una carta geologica, con relative sezioni geologiche e note descrittive, in aree polideformate;
• saper interpretare carte geologiche in aree polideformate;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento occorrerà dimostrare di:

• utilizzare una terminologia appropriata;
  -sapere integrare le metodologie acquisite per la realizzazione ed interpretazione di una carta geologico-strutturale;
• ricostruire in 2D e 3D la geometria di corpi geologici in superficie e nel sottosuolo;
  -ricostruire un modello geologico per comprendere sia l'evoluzione strutturale di unità tettoniche sia il loro assetto in ambiti applicativi

Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento occorrerà dimostrare di saper formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine geologico-strutturali utilizzate per definire l'assetto strutturale di aree polideformate;
• sulla qualità dei dati strutturali acquisiti e sulla correttezza della loro elaborazione statistica;
• sulla attendibilità, accuratezza e incertezze della ricostruzione in superficie e nel sottosuolo di corpi geologici, necessari per fini sia applicativi (e.g., infrastrutture e grandi opere, approvvigionamento idrico, attività mineraria e gestione delle georisorse) che di ricerca.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento occorrerà dimostrare di:

• sapere utilizzare un linguaggio geologico-strutturale appropriato;
• avere capacità di coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano in vari campi della pianificazione territoriale, nella realizzazione di infrastrutture o nel campo della ricerca e sfruttamento sostenibile delle georisorse.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento occorrerà dimostrare:

• di avere acquisito la capacità di studio autonomo ed analisi di aree interessate da deformazione polifasica;
• effettuare una valutazione critica sia dell'evoluzione strutturale che dei modelli geologici proposti in documenti sia scientifici che tecnici.

Il rilevamento geologico in aree a deformazione polifasica e in aree metamorfiche con applicazioni pratiche (gallerie, giacimenti minerari, circolazione dell'acqua e di fluidi, georisorse, etc...).
Elementi strutturali planari e lineari. Piegamenti sovrapposti e loro analisi cartografica. Criteri di sovrapposizione di strutture geologiche. Deformazione omogenea, eterogenea, cilindrica e non cilindrica.
Criteri, standards e best practices per la realizzazione di una carta geologica in aree poli-deformate. Il criterio dei domini omogenei per l’analisi cartografica delle strutture polideformate. Analisi geometrica di pieghe sovrapposte tramite l’uso delle tecniche di proiezione.

Analisi di carte geologico-strutturali significative e criteri per la realizzazione di sezioni geologiche in aree a deformazione complessa. Ricostruzione dell’evoluzione strutturale in 2D e 3D per applicazioni pratiche e per la comprensione dell’evoluzione strutturale a scala regionale.
Esercitazioni sul terreno finalizzate al rilevamento geologico con la realizzazione di una carta geologico-strutturale in terreni polideformati metamorfici o non metamorfici.
Rilevamento geologico-strutturale individuale in aree appositamente selezionate.

Esame scritto e orale (entrambi obbligatori).
La prova scritta consiste nella realizzazione di una sezione geologica in una delle carte geologiche esaminate in aula. L'esito è ritenuto positivo con una votazione uguale o superiore a 18/30. Il superamento della prova scritta permette l'accesso alla prova orale.
Esame orale basato sulla discussione della carta geologica realizzata durante in rilevamento individuale. La carta geologica, e note correlate, frutto del rilevamento individuale, dovranno essere messe a disposizione dei docenti almeno una settimana prima della data dell'esame.

McClay K.R. (2013) The Mapping of Geological Structures. 176 pp. John Wiley & Sons. ISBN: 978-1-118-68554-9

Jerram D., Caddick M. (2022) The Field Description of Metamorphic (Rocks 2nd Edition). 174 pp. John Wiley & Sons. ISBN:9781118618752

Passchier C.W., Myers J.S., Kröner A. (1990) Field Geology of High-Grade Gneiss Terrains. 150 pp., Springer-Verlag. ISBN-13: 978-3-540-53053-4

Richard H, Groshong J. (1999) 3-D Structural Geology, 324 pp. Springer-Verlag. ISBN 3-540-65422

Maltam A. (1996) Geological maps an introduction, 260 pp. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-97696-

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire agli studenti/alle studentesse una sintesi del contributo dell'analisi geomorfologica applicata a diversi aspetti delle Scienze della Terra e dell'Ambiente e della gestione territoriale. A tale scopo l'aspetto cartografico verrà brevemente trattato anche attraverso supporto informatico in ambiente ArgGIS Pro. Gli strumenti teorici e tecnici forniti dall'insegnamento consentono allo studente/alla studentessa di maturare le competenze necessarie alla risoluzione di problematiche geomorfologiche complesse in ambiti molto diversi tra loro, all'implementazione di basi di dati geomorfologici e alla realizzazione di cartografia tematica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa saprà:

• affrontare con competenza le metodologie più avanzate per la rappresentazione cartografica delle forme del paesaggio e dei processi in atto anche finalizzata alla valutazione della pericolosità geomorfologica;
• gestire in parziale autonomia una campagna di rilevamento geomorfologico, archiviare i dati e rappresentarli in forma cartografica
• leggere ed interpretare la cartografia geomorfologica in teermini qualitativi e quantitativi e riconoscere le sue applicazioni alle tematiche di opericolosità geomorfologica;
• valutare le condizioni di pericolosità geomorfologica riconoscendo le principali cause predisponenti e scatenanti dei fenomeni di pericolosità;
• applicare metodi geomorfologici in contesti pratici, in riferimento a fenomeni geomorfologici in atto o recenti e alla loro spazializzazione geografica insieme alla valutazione dei rischi indotti.

Autonomia di giudizio
Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa saprà formulare un giudizio:

• sui concetti di base del rilevamento geomorfologico
• sulla morfoevoluzione e sulle relative pericolosità e rischi
• sulla cartografia geomorfologica.

Abilità comunicative

Alla fine dell’insegnamento lo studente o la studentessa dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geomorfologia;
• comunicare informazioni tecniche di argomento geomorfologico e soluzioni a problemi legati alla dinamica territoriale con un linguaggio comprensibile ad interlocutori specialisti e non specialisti;
• coordinarsi con le diverse figure professionali che richiedono supporto nel campo della geomorfologia, dei rischi geomorfologici e della cartografia geomorfologica.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente o la studentessa avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle diverse tematiche del rilevamento geomorfologico, avrà acquisito capacità per realizzare cartografie geomorfologich e realizzare sintesi interpretative a seguito della raccolta e analisi critica di dati di terreno o telerilevati, attraverso l’applicazione di metodi di analisi della pericolosità e di strumenti per la prevenzione e la mitigazione dei rischi naturali.

Il Programma è suddiviso in 2 parti principali

Parte 1

• Principi e concetti della geomorfologia applicata.
• Dinamiche geomorfologiche, processi, forme e depositi associati
• Criteri di classificazione delle forme, depositi e processi e legende delle Carte Geomorfologiche.
• Geomorfologia Applicata alle dinamiche gravitative: cause predisponenti, cause scatenanti e riconoscimento forme e depositi.
• Geomorfologia Applicata alle dinamiche di ruscellamento delle acque superficiali: cause predisponenti, cause scatenanti e riconoscimento forme e depositi.
• Geomorfologia Applicata alla Neotettonica e Pericolosità Sismica, riconoscimento forme e depositi associati.
• Riconoscimento e cartografia delle forme, depositi e processi da remoto, con strumenti informatici
• Principi basilari di archiviazione dati in ambiente GIS (ArcGIS Pro), strutturazione di un database cartografico, digitalizzazione ed editing di una Carta Geomorfologica

Parte 2

• Esercitazioni di terreno: campo di rilevamento geomorfologico di 6 giorni consecutivi.
• Riconoscimento, classificazione sul terreno e cartografia su carta topografica di forme e agenti morfogenetici;
• individuazione di fattori predisponenti e scatenanti ai fini dell’analisi della suscettibilità;
• rappresentazione cartografica delle forme;
• realizzazione di cartografia geomorfologica in laboratorio in ambiente GIS con Nota Illustrativa

PER CHI FREQUENTA

Discussione orale del progetto di cartografia geomorfologica contenente:

1) Cartografia vettoriale relativa alle attività del Campo di Rilevamento e relativa banca dati

2) 1 LAYOUT generato a partire dal set di dati vettoriali sulla base del campo di rilevamento,

3) 1 sintetica Nota Illustrativa dell’attività di terreno, da consegnare due settimane prima dell’esame.

4) Discussione dei contenuti della Parte 1 dell'insegnamento relativi all'elaborato presentato

(valutazione 30/30)

Gli elaborati del progetto di cartografia geomorfologica devone essere inviati via mail al docente almeno 5 giorni prima della data dell'appello d'esame

PER CHI NON FREQUENTA

1) Cartografia vettoriale relativa al lavoro di rilevamento in area precedentemente concordata con lo studente

2) 1 LAYOUT generato a partire dal set di dati vettoriali sulla base del campo di rilevamento,

3) 1 sintetica relazione descrittiva dell’attività di terreno, da consegnare due settimane prima dell’esame.

4) Discussione dei contenuti della Parte 1 dell'insegnamento relativi all'elaborato presentato

(valutazione 30/30).

Gli elaborati del progetto di cartografia geomorfologica devone essere inviati via mail al docente almeno 5 giorni prima della data dell'appello d'esame

Gli studenti ERASMUS possono sostenere l'esame in lingua inglese.

PER CHI FREQUENTA

Gli studenti/le studentesse frequentanti riceveranno all'inizio di ogni settimana la bibliografia di riferimento e i link utili per affrontare l'argomento trattato.

I materiali così come le slides delle lezioni saranno disponibili online.

PER CHI NON FREQUENTA

Gli studenti/le studentesse sono invitati a contattare il Docente per ricevere indicazioni.

Testi consigliati

DRAMIS F. & BISCI C. (1998) - Cartografia Geomorfologica - Manuale di introduzione al rilevamento ed alla rappresentazione degli aspetti fisici del territorio. Ed. Pitagora, Bologna - 215 pagg.

PANIZZA M. (2005) - Manuale di Geomorfologia Applicata. Ed. Franco Angeli - 530 pagg.

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L'insegnamento contribuisce al raggiungimento degli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale. Riprende i concetti fondamentali di mineralogia, petrologia, tettonica e geochimica acquisiti durante il Corso di Laurea Triennale e approfondisce tematiche chiave, ampliando la discussione sull’approvvigionamento e sullo sfruttamento delle risorse minerarie e sulla sostenibilità della loro fornitura.

L'insegnamento si propone di fornire agli/le studenti/esse le conoscenze di base relative alla genesi, alle tipologie e alla distribuzione delle risorse naturali non rinnovabili, nonché alle nuove tendenze in materia di sfruttamento sostenibile da fonti primarie e secondarie. Inoltre, offre un lessico scientifico e tecnico indispensabile per comprendere le tematiche legate all’esplorazione e allo sfruttamento delle risorse minerarie.
Conoscenza e capacità di comprensione

Le conoscenze acquisite attraverso questo insegnamento consentiranno agli/le studenti/esse di:

• Classificare e comprendere le risorse minerarie, nonché riconoscere i principali fattori che ne influenzano la criticità e lo sfruttamento.
• Comprendere la criticità delle materie prime sulla base della loro importanza economica e del rischio di approvvigionamento.
• Identificare gli ambienti geodinamici di formazione dei giacimenti minerari, definire i principali eventi evolutivi e individuare i contesti tettonici che possono costituire potenziali obiettivi per l’esplorazione e lo sfruttamento delle risorse minerarie.
• Caratterizzare i materiali geologici sulla base delle loro proprietà mineralogiche e petrografiche e distinguere tra specie minerali strategiche e non economicamente rilevanti.
• Comprendere le tessiture minerali e le associazioni mineralogiche e interpretarle nel contesto dei processi genetici.
• Comprendere i rischi ambientali associati allo sfruttamento dei materiali strategici.
• Comprendere le potenziali fonti per uno sfruttamento sostenibile delle risorse minerarie.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine dell'insegnamento, gli/le studenti/esse saranno in grado di:

• Utilizzare una terminologia scientifica appropriata per descrivere le georisorse, la loro genesi e gli ambienti genetici della loro formazione.
• Identificare e ricostruire il contesto geodinamico di formazione e origine delle georisorse.
• Definire autonomamente i fattori che determinano l’idoneità di uno specifico tipo di georisorsa per l’esplorazione e lo sfruttamento.

Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento, gli/le studenti/esse saranno in grado di valutare e formulare giudizi riguardo a:

• Le metodologie geologiche più appropriate per l’esplorazione delle materie prime.
• I fattori economici associati al mercato globale delle materie prime naturali.

Abilità comunicative

Al termine dell'insegnamento, gli/le studenti/esse saranno in grado di:

• Utilizzare efficacemente un lessico scientifico e tecnico appropriato nel campo dei giacimenti minerari.
• Collaborare con professionisti operanti nei settori della ricerca e dello sfruttamento delle materie prime.

Capacità di apprendimento

Al termine dell'insegnamento, gli/le studenti/esse avranno acquisito la capacità di studiare in modo autonomo e valutare criticamente le tipologie di materie prime potenzialmente disponibili nei diversi contesti geologici. Inoltre, saranno in grado di riflettere criticamente sul potenziale delle risorse secondarie per garantire un approvvigionamento sostenibile di materie prime.

Programma

Risorse minerarie: definizioni e classificazioni

• Principi di geologia economica e classificazione dei giacimenti minerari.
• Analisi dei principali processi geologici che portano alla formazione di concentrazioni economicamente sfruttabili di materie prime.

Processi genetici e relativi giacimenti minerari

Magmatismo mafico e acido

• Giacimenti associati a processi magmatici (diamanti, cromite, solfuri di Ni-Fe-Cu-PGE, ilmenite, mineralizzazioni in carbonatiti e pegmatiti).

Idrotermalismo magmatico

• Giacimenti di tipo skarn, pegmatitico, porphyry ed epitermale aurifero.

Idrotermalismo vulcanico oceanico profondo e ambienti sedimentari esalativi

• Giacimenti di tipo VMS (Volcanogenic Massive Sulfide), SEDEX (Sedimentary Exhalative) e MVT (Mississippi Valley Type).

Processi di disgregazione fisica

• Placers e paleoplacers.

Processi di alterazione superficiale

• Lateriti (Fe e Ni), bauxiti e giacimenti ossidati di Cu, Zn e Pb.

Processi di precipitazione chimica

• Formazioni ferrifere a bande (Banded Iron Formations, BIF) ed evaporiti.

Minerali industriali

• Introduzione ai minerali industriali e alle tendenze attuali del settore.
• Processi di formazione di selezionati minerali industriali.

Dai rifiuti al minerale

• Panoramica sui trattamenti sostenibili per il recupero e la valorizzazione delle risorse minerarie e dei metalli da materiali di scarto.

Attività pratiche e sul campo

• Analisi macroscopica di campioni provenienti da siti minerari.
• Escursioni didattiche presso località di interesse minerario potenziale.

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Modalità di verifica dell’apprendimento

L’esame orale è finalizzato a verificare l’acquisizione delle conoscenze relative ai concetti fondamentali e della terminologia scientifica specifica attraverso una prova orale che riguarderà tutti gli argomenti previsti dal programma dell'insegnamento.

Durante l’esame, gli/le studenti/esse saranno chiamati a discutere criticamente le diverse tipologie di giacimenti minerari e i relativi ambienti geodinamici di formazione, sulla base delle associazioni mineralogiche e delle tessiture osservate. Inoltre, dovranno essere in grado di valutare la sostenibilità dello sfruttamento economico delle risorse, tenendo conto delle attuali tecniche di estrazione e di trattamento dei materiali.

Il testo RIDLEY, Ore deposits geology, Cambridge University Press 2013 è presente in formato cartaceo nella sezione Spezia della Biblioteca DST.

Geographical Information Systems are a crucial tool in the geosciences. GIS is used to analyse, monitor and resolve many types of spatial issues of relevance to a myriad of fields, including geology, geography, environmental sciences, population health, urban planning, transport, marketing etc. It is also an essential requirement for many job opportunities.

This course aims to provide knowledge of key GIS tools and approaches, enabling student to conceptualise and model “space” and spatial attribute, develop and interrogate spatial databases, optimise the visualisation of 2 and 3D spatial data, generate quality outputs (maps, 3D models etc.), analyse in 2D and 3D multiple information layers, more or less with the use of geostatistics, to inform strategies and provide solutions relative to various, basic and advanced, geospatial issues.

The contents offered within the course are an ideal fit for the educational objectives of the master degree, offering a practical, applied science subject that is now essential to the management of environmental and anthropogenic spatial matters.
Knowledge and ability to understand.

At the end of this teaching the students will have gained:

• advanced knowledge of GIS tools
• advanced knowledge of the creation, acquisition, handling and processing of spatial data;
• advanced understanding of key remote sensing concepts and applications relevant to GIS.

Ability to apply knowledge and understanding

At the end of this teaching the students will be able to:

• produce high quality spatial outputs (maps etc.);
• generate and interrogate spatial data;
• spatially analyse geodata;
• use GIS tools to problem solve geospatial issues.

Autonomy of judgment

At the end of this course the students will be able to make a judgment:

• on the usefulness of different GIS tools;
• which spatial representation (output) is best based on the audience, commissioner etc.
• on which GIS tools are best in different situation and to approach different geospatial challenges.

Communication skills

At the end of the course the students will be able to:

• use the technical language of GIS;
• coordinate with different professionals working in the territory on the use of GIS related to the environmental issues.

Learning ability

At the end of this course, the students will have the necessary basics to expand their knowledge on GIS in their future academic and professional life.

This course covers the practical aspects of GIS, through a series of exercises and lectures that becomes progressively more challenging and more specific to different geosciences. By the end of the course students will be familiar with a commonly used GIS software and will have learned its fundamental tools. These are highly demanded skills in the job market at present, so this course is strategic for those students potentially interested in a career where these types of tools are employed. The course focuses on GIS techniques to examine, analyse and present geospatial issues. Project management and graphical presentation of results and analysis will also form a strong theme of the course.

Specifically, students will learn to:

• Familiarise with different GIS software packages (6 hrs)
• Manipulate, import and export various spatial data formats (2 hrs)
• Georectify and georeference spatial data (3 hrs)
• Digitise and create new spatial information (4 hrs)
• Convert tabular spatial data into proprietary GIS files (1 hrs)
• Interrogate spatial data, geographically and statistically (3 hrs)
• Perform basic and advanced GIS operations on both vector and raster data (3 hrs)
• Analyse digital terrain models (2 hrs)
• Derive topographic information from digital terrain models (3 hrs)
• Intersect spatial data (2 hrs)
• Learn and apply map algebra to multiple raster data (2 hrs)
• Source remote sensing data (3 hrs)
• Understand and manipulate remote sensing data (4 hrs)
• Automatically and semi-automatically classify satellite imagery (4 hrs)
• Apply GIS and Remote Sensing tools to solve environmental issues (6 hrs)

The course will be assessed via an oral exam, for the most part based on the execution of a previously assigned GIS exercise. Specifically, students will be assigned an individual GIS exercise towards the end of the course. They are requested to complete, and bring the results of, this exercise at the oral exam, where a discussion around the work undertaken will ensue, along with the testing of wider GIS aspects and skills.

Course notes and slides will be provided on moodle.

For those students willing to develop additional understanding of GIS, these are recommended:

Longley, P. A., Goodchild, M. F., Maguire, D. J., & Rhind, D. W. (2015). Geographic Information Systems and Science. John Wiley & Sons.

Heywood, D. I., Cornelius, S. C., & Carver, S. J. (2011). An Introduction to Geographical Information Systems. (Fourth ed.) Pearson Prentice Hall.

Fornire le conoscenze e le tecniche per l'applicazione pratica dell'idrogeologia alle principali tematiche geologico applicative e ambientali nonché alla ricerca, valutazione, utilizzazione e protezione delle risorse idriche sotterranee, considerate nei loro aspetti qualitativi e quantitativi.

I contenuti dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi del corso di Laurea in particolare nel campo della preparazione al mondo del lavoro in quanto forniscono gli elementi necessari ad affrontare le problematiche legate alle acque sotterranee che rappresentano un importante campo di attività per il geologo
Conoscenza e capacità di comprensione
Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/studentessa dovrà:

• conoscere le modalità dell'indagine idrogeologica con particolare riferimento al rilievo dei dati piezometrici e alla loro interpretazione;
• conoscere i principi chimico-fisici che condizionano la propagazione degli inquinanti negli acquiferi;
• aver compreso le principali problematiche legate alle interazioni tra opere antropiche e le acque sotterranee;
• aver compreso le problematiche caratteristiche degli acquiferi costieri;
• conoscere i principi relativi alla salvaguardia delle risorse idriche sotterranee.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/studentessa saprà: - utilizzare principali metodi per la valutazione dei parametri idrogeologici degli acquiferi;

• individuare le tecniche più corrette per la realizzazione di opere per l'estrazione/monitoraggio di acque sotterranee (pozzi per acqua, captazione di sorgenti, piezometri);
• realizzare una campagna di campionamento delle acque sotterranee;
• eseguire una campagna di misure piezometriche, interpretarne i dati e realizzare le relative carte piezometriche;
• applicare le principali tecniche per lo studio delle contaminazione degli acquiferi e individuare i metodi più idonei per il loro disinquinamento.

Autonomia di giudizio
Alla fine di questo insegnamento lo/a studente/ssa saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di caratterizzazione idrogeologica più adatte ai diversi contesti geologici;
• sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle elaborazioni su di essi condotte.

Abilità comunicative
Alla fine dell'insegnamento lo/a studente/ssa dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della idrogeologia applicata e delle relative metodiche di indagine idrogeologica;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano sul territorio sulle problematiche relative alle acque sotterranee.

Capacità di apprendimento
Alla fine di questo insegnamento lo/a studente/ssa avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica dei principi e delle applicazioni della idrogeologia applicata da utilizzare nei vari settori delle Scienze della Terra.

• I Pozzi per acqua.
• Piezometri
• Opere di captazione delle sorgenti
• Prove di pozzo.
• Prove di Acquifero: raggio d'azione, prove in regime permanente e transitorio.
• Determinazione della permeabilità mediante prove puntuali in situ
• L'impiego di traccianti artificiali in idrogeologia. Principio di sovrapposizione degli effetti.
• Intrusione salina in aree costiere.
• I Modelli idrogeologici.
• Applicazione dell'idrogeologia ai problemi di geoingegneria.
• Il sovrasfruttamento degli acquiferi.
• Tecniche per la ricarica artificiale degli acquiferi
• Fonti di contaminazioni della acque sotterranee. Classificazione degli inquinanti.
• Trasporto di soluti in mezzi saturi.
• Equazioni del trasporto di soluti in mezzi saturi. L'inquinamento da idrocarburi (LN APL e DNAPL).
• La valutazione della vulnerabilità degli acquiferi.
• Le aree di salvaguardia di pozzi e sorgenti.
• Metodi di Bonifica degli acquiferi contaminati.
• L'Analisi di Rischio.
• Il ricondizionamento dei pozzi per acqua.

Esercitazioni in campo: esecuzione di prospezioni idrogeologiche; realizzazione di prove per la caratterizzazione idrogeologica del sottosuolo; uso di strumentazione per il prelievo di campioni di acqua; visita a siti (campi acquiferi, discariche, cave, miniere, aree contaminate, ecc) di interesse idrogeologico.

L'esame finale prevede una prova orale (30 minuti) durante la quale verranno verificati l'apprendimento delle conoscenze illustrate a lezione e di quelle acquisite durante le esercitazioni e le escursioni in campo. In particolare, l'esame consiste in: 1 ) Almeno una domanda sulle esercitazioni eseguite a lezione. A tale proposito tutte le esercitazioni risolte in originale, devono essere presentate all'esame. 2) Domande aperte volte a verificare le competenze acquisite negli argomenti trattati a lezione. Una specifica domanda potrà riguardare le visite tecniche svolte in campo. Durante il colloquio saranno inoltre valutate sia la capacità di sintesi dello studente/studentessa sia la capacità di sviluppare gli argomenti svolti a lezione tenendo conto della interdisciplinarietà degli aspetti trattati.

• DISPENSE E APPUNTI FORNITI DAL DOCENTE e CARICATI SU CAMPUSNET
• FETTER C. W. , 2001-"Applied hydrogeology" Prentice Hall, Inc.
• KEVIN - BENSE 2021 “Hydrogeology: Principles and Practice”. John Wiley and Sons Ltd,
• BERETTA G. P., 1992, Idrogeologia per il disinquinamento delle acque sotterranee, tecniche per lo studio e la progettazione degli interventi di prevenzione, controllo, bonifica e recupero. Terza Edizione, Pitagora Editrice Bologn
• G. CERBINI, M. GORLA, 2006 - Idrogeologia Applicata - Principi, metodi e misure. Edizioni Geoimpianti, Segrate.

L'insegnamento intende applicare i principi di stratigrafia integrata (biostratigrafia, ciclostratigrafia, magnetostratigrafia) partendo dalla descrizione e campionamento di successioni marine cicliche osservate durante le escursioni. Gli studenti/le studentesse si occuperanno di preparare i campioni raccolti allo scopo di datare gli strati in base alla biostratigrafia dei principali gruppi di microfossili carbonatici e degli strumenti stratigrafici integrati, quali ad es. la Ciclostratigrafia (ed eventualmente Magnetostratigrafia). Gli studenti/le studentesse saranno inoltre guidati nell’applicazione di proxies micropaleontologici (analisi quantitative e morfometrie) attraverso l’utilizzo del microscopio e nella loro interpretazione in termini di età e, attraverso il confronto con proxies di altre discipline strettamente collegate, quali la geochimica (isotopi stabili di O e C), in termini paleoceanografici e paleoclimatici.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine dell'insegnamento lo studente/la studentessa dovrà conoscere:

• Le potenzialità dell’utilizzo di foraminiferi e nannofossili calcare nello studio di bacini sedimentari;
• La scelta del gruppo più appropriato di microfossili (foraminiferi o nannofossili calcarei, o entrambi) in ragione dell’obiettivo dello studio;
• Le discipline che contribuiscono alla stratigrafia integrata (biostratigrafia, ciclostratigrafia, magnetostratigrafia, geocronologia).

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine dell'insegnamento lo studente/la studentessa saprà:

• Misurare e campionare una successione sedimentaria in modo appropriato secondo differenti obiettivi (cartografia, paleoceanografia, biostratigrafia ad alta risoluzione);
• preparare ed analizzare campioni adatti per studi micropaleontologici a foraminiferi e nannofossili calcarei;
• riconoscere al microscopio i foraminiferi (planctonici e bentonici) e, a livello di gruppo, i nannofossili calcarei del Neogene, utili per gli studi biostratigrafici;
• riconoscere i segnali ciclici espressi nel record micropaleontologico e sedimentologico utili ai fini della stratigrafia integrata;
• lavorare in gruppo e utilizzare differenti set di dati per datare i sedimenti e fare semplici ricostruzioni paleoceanografiche e paleoclimatiche.

Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento lo studente/la studentessa saprà formulare un giudizio:

• sulla strategia da seguire nello studio micropaleontologico di successioni e bacini sedimentari;
• sulle informazioni biostratigrafiche e paleoceanografiche contenute nel record sedimentario.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento lo studente/la studentessa dovrà sapere:

• comunicare e interagire con specialisti nei campi della stratigrafia fisica, della sedimentologia, della geologia marina e della cartografia.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa avrà la capacità di:

• pianificare e intraprendere lo studio biostratigrafico di successioni sedimentarie marine, ricorrendo anche a metodologie integrative in maniera diretta (ciclostratigrafia) o tramite la collaborazione con altri specialisti (magnetostratigrafia)

• Evoluzione della micropaleontologia: dai primi naturalisti alla ricerca petrolifera fino al monitoraggio ambientale;
• Micropaleontologia applicata: biostratigrafia e stratigrafia sequenziale;
• Tecniche di campionamento per la stratigrafia integrata;
• Ciclostratigrafia: come riconoscere e interpretare i segnali ciclici, dalla sedimentologia ai proxies geochimici e micropaleontologici;
• Foraminiferi planctonici e bentonici: biologia, paleoecologia e tassonomia;
• Biostratigrafia a foraminiferi planctonici del Mesozoico e Cenozoico;
• Nannoplancton calcareo: introduzione, biologia, cenni di tassonomia, caratteristiche paleoecologiche. Distribuzione stratigrafica e introduzione ai principali marker biostratigrafici del Neogene;
• Escursione: rilevamento e campionamento di successioni sedimentarie marine cicliche;
• Preparazione dei residui di lavaggio e smear slides;
• Osservazione dei campioni con analisi qualitative al fine di ricostruire biostratigrafia, paleoceanografia e paleoambiente. Discussione di gruppo con il confronto dei dati di ogni studente e confronto dati nannofossili calcarei, foraminiferi e ciclostratigrafia.

Scrittura e consegna della relazione sul lavoro svolto in laboratorio e discussione con i docenti

Registrazione
Aperta

Deepen those principles of igneous and metamorphic petrogenesis that allow the interpretation of minerals assemblages and micro- to mesostructures in rocks and geomaterials of industrial and technological interest.

The acquisition of such knowledge and ability will allow the future geologist to combine chemical, mineralogical and structural data in order to model and/or interpret processes in natural systems of geological interest, or in selected artificial systems with applications to Material Sciences.
Knowledge and understanding capacity
At the end of this course, students are expected:

• to better know the chemical and physical parameters controlling the petrogenesis of igneous and metamorphic rocks;
• to better use chemographies in order to model mineral assemblages and reactions;
• to better use petrological phase diagrams modelling magmatic crystallization and partial melting processes within the upper mantle and / or the Earth's crust;
• to better use petrological phase diagrams modelling mineral assemblages and reactions in the most common metamorphic systems (basic, pelitic, ultramafic, acidic and carbonatic) as a function of different P/T regimes.
• to apply the same knowledge to geomaterials l.s.

Capacity of applying knowledge and understanding
At the end of this course, students are expected:

• to use the appropriate terminology in the description of magmatic and metamorphic processes;
• to describe the paragenesis and structures of magmatic and metamorphic rocks in the frame of the related petrogenetic processes;
• to use the principles of magmatic and metamorphic petrogenesis for a more detailed and complete geological mapping of crystalline basements;
• to use the principles of magmatic and metamorphic petrogenesis for a better understanding of geological processes that characterize the crystalline basements, including those processes that are relevant for the formation of georesources.

Judge independence
At the end of this course, students will be able to make a judgment about the most suitable geological-petrological investigation methodologies for the study of both crystalline basements and geomaterials.

Communicative abilities
At the end of the course, student are expected to:

• properly use the technical language of magmatic and metamorphic petrogenesis;
• positively interact with professionals either working in the field of geological survey/fieldwork or studying the most significant geological and minerogenetic processes that characterize the crystalline basements;
• positively interact with professionals who operate in other scientific fields (such as, for example, Materials Sciences and Cultural Heritage).

Learning ability
At the end of this course, students will have the basic skills for the autonomous study and critical evaluation of the main, endogenous petrogenetic processes operating in different geological settings.

BASIC CONCEPTS: Definition of petrological vs thermodynamic systems, components and phases, with worked examples from igneous and metamorphic rocks; review of chemical equilibrium, phase rule, and extensive and intensive properties of a system. The most common equipments for experimental petrology.
MAGMATIC PROCESSES: Binary, ternary and quaternary model systems, with eutectic, peritectic, solid solution and/or miscibility gap; their use in the interpretation of mineral assemblages and structures of acidic, basic and ultrabasic igneous rocks.
METAMORPHIC PROCESSES: Chemographic description of mineral assemblages and metamorphic reactions in different bulk-rock compositions; petrogenetic grids and prograde vs retrograde metamorphism of ultramafic, mafic, pelitic, granitic, and calcareous protoliths.
APPLIED PETROLOGY: Geomaterials and case-studies in the MgO-Al2O3-SiO2-(Cr2O3) e CaO-Al2O3-SiO2 model systems; simple binary alloy systems.
REGIONAL PETROLOGY: Field analysis of igneous and metamorphic rock associations from the Western Alps

The exam consists of an oral test about 30' long (with two questions on the subjects treated during the course) to ascertain that the student acquired the due knowledge on: i) the most common magmatic and metamorphic petrogenetic processes; ii) the interpretation of petrologic phase diagrams and their application to the study of geomaterials, including geomaterials of industrial and technological interest.

PDF files with slides used during both lectures and practicals are available at the Course website.

Suggested textbooks include:

FROST & FROST, 2013. "Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology". Cambridge University Press.

MORBIDELLI, 2014. "Le rocce ed i loro costituenti". III Ed. Bardi Editore, Roma.

WINTER, 2014. "Principles of Igneous and Metamorphic Petrology". Pearson Education Ltd, Harlow, UK.

Further readings:

BEST, 2003. "Igneous and metamorphic petrology", Freeman and Co., San Francisco.

Acquisizione delle metodologie per realizzare una cartografia geologica in aree caratterizzate da successioni sedimentarie e loro coperture quaternarie.
I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto attiene agli aspetti pratici e applicativi di caratterizzazione delle unità geologiche.
In particolare le tecniche apprese per la caratterizzazione delle formazioni sedimentarie forniscono uno strumento fondamentale per la realizzazione di carte geologiche di base (es. Progetto CARG), per applicazioni nel campo della ricerca e gestione delle georisorse, in idrogeologia, nella pianificazione territoriale, per la valutazione della pericolosità geologica e per la caratterizzazione geotecnica dei depositi.
Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa dovrà:

• conoscere le metodologie di rilevamento delle formazioni sedimentarie marine e continentali;
• relazionare con terminologia corretta sulle successioni sedimentarie e sui loro rapporti stratigrafici;
• collegare le tipologie di depositi continentali quaternari con la loro espressione morfologica e viceversa.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa saprà:

• organizzare un rilevamento geologico di terreno in aree di successioni sedimentarie;
• realizzare carte geologiche informatizzate (GIS), organizzandone i dati, rilevati sul terreno e in sede di fotointerpretazione, in una banca-dati conforme a quella utilizzata nel Progetto CARG;
• redigere una relazione di commento alla cartografia geologica.

Autonomia di giudizio
Al termine dell'insegnamento lo studente/la studentessa saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di rilevamento da applicare alle singole situazioni geologiche;
• sulla qualità dei dati acquisiti e sulla correttezza delle elaborazioni su di essi condotte;
• sull’opportunità e la tipologia di approfondimenti di indagine e analitici necessari per una migliore caratterizzazione dell’assetto geologico-stratigrafico

Abilità comunicative
Al termine dell'insegnamento lo studente/la studentessa dovrà sapere:

• utilizzare il corretto linguaggio scientifico per la descrizione dell’assetto geologico-stratigrafico di un’area studiata;
• coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano nel campo delle applicazioni geologiche, soprattutto nei campi della pianificazione territoriale, idrogeologico e geotecnico.

Capacità di apprendimento
Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa sarà in grado di organizzare e condurre in autonomia il rilevamento di terreno in aree caratterizzate da successioni sedimentarie e relative coperture quaternarie.

Lezioni

• Introduzione all’insegnamento e organizzazione delle escursioni;
• Criteri e tecniche di rilevamento geologico e rappresentazione cartografica in aree caratterizzate da successioni sedimentarie, compresi i sedimenti quaternari;
• Lettura e interpretazione di carte geologiche significative;
• Geologia regionale delle aree interessate dalle escursioni;
• Il progetto di cartografia geologica nazionale CARG

Esercitazioni

• Fotointerpretazione delle aree delle escursioni;
• Digitalizzazione dei dati di rilevamento e organizzazione della banca dati in ambiente GIS

Escursioni

• escursioni giornaliere e plurigiornaliere

L’esame consiste in un’unica prova orale in cui verranno discussi gli elaborati cartografici prodotti e relative relazioni (da consegnare almeno una settimana prima dell’esame).
La prova orale verterà anche sugli argomenti delle lezioni teoriche e sulle escursioni giornaliere.

• Dispense in formato informatico (files in versione pdf) messe a disposizione dai docenti.
• Articoli scientifici relativi alle aree di escursione.
• Testo consigliato:
  Venturini C. (2012): Realizzare e leggere carte e sezioni geologiche, Dario Flaccovio ed

L'insegnamento di Rischio geomorfologico e sismico fornisce strumenti teorico-pratici per la valutazione e la mitigazione dei rischi naturali, facendo riferimento alla normativa ad esso relativa, con particolare riguardo al rischio frane, alluvionale e sismico.

L’insegnamento concorre al conseguimento di obiettivi formativi qualificanti quali la capacità di analisi dei processi ambientali, utilizzando strumenti geologico-tecnici, geomorfologici e geofisici, con particolare riguardo a:

• previsione e prevenzione del dissesto geoidrologico;
• stima della pericolosità sismica, classificazione sismica e normativa antisismica
• corretta pianificazione territoriale;
• mitigazione del rischio geomorfologico e sismico;

Sono previsti quattro giorni di attività di terreno.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento si dovrà:

• conoscere il concetto di rischio geoidrologico, geomorfologico e sismico e dei suoi fattori: pericolosità, vulnerabilità del bene esposto e valore del bene esposto;
• conoscere le principali cause e i principi fisici dei fenomeni pericolosi, sia endogeni (terremoti) sia esogeni (piogge intense, erosione accelerata, inondazioni, frane);
• conoscere i principali metodi di analisi, gli strumenti di monitoraggio e il sistema di sorveglianza;
• conoscere gli interventi di mitigazione dai rischi frana, alluvione e sismico;
• acquisire le conoscenze necessarie per la zonazione del territorio e saper utilizzare strumenti informatici per la realizzazione di cartografie tematiche;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Grazie all’utilizzo di specifiche metodologie sperimentate nelle lezioni e sul terreno, si saprà:

• valutare la pericolosità geologica in alcuni ambiti (valutazione delle portate di massima piena, suscettibilità del territorio alle frane), partendo dall'analisi dei fattori che la caratterizzano e secondo le metodologie più utilizzate;
• valutare la pericolosità sismica sulla base della caratterizzazione delle sorgenti sismogenetiche e i dati sismici storici e strumentali (Macrozonazione) e classificazione delle zone di rischio sulla base delle caratteristiche geologiche locali (Microzonazione);
• identificare gli strumenti e le strategie di monitoraggio integrato e gli interventi di mitigazione dei rischi.

Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento, si saranno acquisiti strumenti teorici e pratici per formulare autonomamente un giudizio sulla valutazione della pericolosità del territorio in diversi contesti geologico-ambientali.

Abilità comunicative

Si saprà utilizzare il linguaggio tecnico, scientifico e normativo relativo alla valutazione della pericolosità geomorfologica e sismica; ci si saprà inoltre coordinare con le diverse figure professionali che lavorano nello stesso settore tecnico-scientifico e normativo.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento, si avranno le capacità di approfondire autonomamente lo studio dei fenomeni geomorfologici e sismici e delle metodologie per una valutazione critica della loro pericolosità e una corretta pianificazione territoriale.

L'insegnamento può essere suddivisibile in due parti:

1) Frane e alluvioni

2) Rischio sismico

Nella parte 1) si porrà l'attenzione su:

Rischi geologici innescati eventi meteorici, in particolare:

• Rischi geologici di origine esogena. Acqua e gravità
• La pericolosità delle piogge - Le piogge. Il singolo evento piovoso. L’intensità della pioggia. La capacità di assorbimento del terreno. Lo studio delle precipitazioni ai fini della valutazione del rischio idrologico. Pluviometro e pluviografo. Tempo di ritorno, curve di probabilità pluviometrica. Gli eventi estremi. Esercitazione sul calcolo di curve segnalatrici di probabilità pluviometrica.
• L'erosione accelerata - Erosione, trasporto e sedimentazione per azione delle acque. Le acque selvagge. Erosione normale (o geologica) ed erosione accelerata. Relativi impatti ambientali ed economici. Il processo erosivo. Tipi di erosione. Metodi per la valutazione dell’erosione. Erosività della pioggia. Erodibilità del suolo. Esercitazione sulla valutazione dell’erosione. L’erosione fluviale.
• Il rischio di inondazione - Portata dei corsi d’acqua. Portata giornaliera. Portata mensile. Portata annuale. Portata media giornaliera. Portata media mensile. Portata media annuale. Misure di portata. Stazioni idrometriche. Idrometrografi. Altezza idrometrica. Curva di taratura della portata. Idrogrammi di piena. Bacino idrografico. Esercitazione sulla delimitazione di un bacino idrografico e sulla valutazione della sua superficie. Tempo di corrivazione. Formula empirica di Giandotti. Valutazione delle portate di piena: calcolo della portata di massima piena col metodo razionale. Esercitazione sul calcolo della portata di massima piena col metodo razionale. Valutazione delle portate di piena. I corsi d’acqua. Torrenti e fiumi. Moto laminare e turbolento. I fiumi italiani. Autorità di bacino. Le piene. Le alluvioni in Italia. Previsione delle alluvioni. Previsioni meteo. Prevenzione delle alluvioni. Prevenzione attiva (Pianificazione territoriale). Evoluzione normativa. Prevenzione passiva (interventi strutturali - opere). Prevenzione in montagna e in collina (dighe). Interventi in pianura (argini, casse di espansione, canali scolmatori).
• Le frane. La classificazione di Varnes. Geometria e riconoscimento. Condizioni di stabilità. Fattori predisponenti e innescanti. Valutazione della suscettibilità. Interventi di mitigazione. Reti di monitoraggio. Le frane in Italia.

Nella parte 2) si porrà l'attenzione su:

• Natura e origine dei terremoti. Rischio Simico nel contesto dei Rischi Naturali e dello Sviluppo Economico;
• Geologia del Terremoto. Faglie attive, capaci e paleosismologia. Meccanismi sorgente, ciclo sismico, terremoto caratteristico e stress drop;
• Onde sismiche, geofoni e sismogrammi. Localizzazione dei Terremoti;

Magnitudo ed Intensità. Procedure di localizzazione e stima della magnitudo nella Sorveglianza Sismica;

• Sismicità e sorgenti sismiche in Italia, terremoti storici e recenti, effetti e implicazioni normative. Strumenti di raccolta di dati sismici storici e strumentali, e di sorgenti sismogenetiche individuali e composite;
• Reologia delle faglie meccanismi di propagazione e Interazione tra terremoti, triggering statico vs triggering dinamico. Tipi di terremoti e terremoti di alta magnitudo;
• Pericolosità Sismica, Esposizione e Vulnerabilità. Mappe di Pericolosità, Scuotimento del suolo, effetti secondri ed effetti di sito. Valutazione Deterministica e Probabilistica della Pericolosità Sismica. Classificazione Sismica e Normativa Antisismica. Macrozonazione vs. Microzonazione. Mitigazione del rischio sismico e tecniche geofisiche e geotecniche di stima del rischio sismico nello sviluppo urbano e nella pianificazione territoriale.
• Sismicità indotta. Terremoti innescati ed indotti. Meccanica dei Terremoti indotti. Attività antropiche: Sfruttamento di idrocarburi, pozzi di iniezione, Carbon Capture Storage (CCS), Enhanced Geothermal System (EGS), Terremoti Basilea e St. Gallo, Bacini Artificiali e Dighe, Terremoto di Koyna, aggiunta e rimozione di massa solida, aggiunta e rimozione di acqua di falda, attività minerarie, database operazioni e terremoti, Esplosioni Nucleari, Terremoti e CTBTO

L'esame dell'insegnamento di Rischio geomorfologico e sismico è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze teoriche e pratiche delle varie parti di programma svolto a lezione.

In particolare, è prevista la discussione di due elaborati, redatti in maniera individuale o a gruppi, riguardante per il modulo di Frane e alluvioni un caso applicativo affrontato in aula o nell'attività di terreno redatto in ambiente GIS e per il modulo di Rischio Sismico una relazione scritta di approfondimento su uno dei temi trattati durante l'insegnamento.

La prova orale consiste quindi nella revisione e discussione degli elaborati e in altre domande volte ad accertare la conoscenza del programma e di applicazione delle conoscenze acquisite.

Gli elaborati devono essere consegnati almeno 5 giorni prima dell'esame.

Titolo:

Capire la Terra

Anno pubblicazione:

2016

Editore:

Zanichelli Editore

Autore:

John Grotzinger, Thomas H. Jordan

Testi:

Bolt A.(1986). I terremoti, Zanichelli Editore, 238 p.
Riga G.(2008) Microzonazione sismica, Dario Flaccovio Editore, 271 p.

L’insegnamento si propone di fornire strumenti teorici e pratici finalizzati alla comprensione dei concetti di pericolosità e rischio vulcanologico. Verranno illustrate le tecniche di monitoraggio più comunemente utilizzate negli osservatori vulcanologici nonché le nuove tecniche di monitoraggio satellitare di eruzioni vulcaniche. L'insegnamento illustrerà i concetti e le metodologie utilizzate per la valutazione di: (1) attività vulcanica, (2) pericolosità e (3) rischio, in rapporto con le diverse tipologie di attività vulcanica osservate in diversi contesti e le rispettive situazioni antropiche.
Parimenti verranno illustrate le problematiche di mitigazione del rischio vulcanico relative al territorio italiano dove, tra l'altro, si trova la maggior concentrazione dei vulcani attivi del continente europeo.
Si tratta di un insegnamento professionalizzante in quanto fornisce strumenti e concetti utili alla valutazione dei rischi naturali ed alla pianificazione del territorio.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento si dovrà saper:

• Descrivere quali siano le tecniche di monitoraggio comunemente utilizzate in ambito vulcanologico.
• Descrivere quale sia il contributo delle tecniche di remote sensing nel monitoraggio
• Definire le metodologie per la valutazione della pericolosità vulcanica

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento bisognerà essere in grado di:

• Reperire diverse fonti di informazioni (inclusi dati ed immagini satellitari) a riguardo dell’attività eruttiva di un determinato vulcano.
• Analizzare i dati a disposizione per una ricostruzione della storia eruttiva e/o per la valutazione dell’attività vulcanica in corso;
• Valutare criticamente la relazione tra attività vulcanica, pericolosità e rischio sulla base del contesto geografico e socio-economico del territorio

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento bisognerà saper formulare un giudizio:

• sulle finalità del monitoraggio come strumento di indagine per la valutazione della pericolosità vulcanica.
• sulle problematiche inerenti la gestione e la mitigazione del rischio in diversi contesti.

Abilità comunicative

Alla fine dell’insegnamento bisognerà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico delle scienze della terra e della vulcanologia
• produrre mappe, grafici e presentazioni, in grado di descrivere i fenomeni osservati e le valutazioni ad essi associate.
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano in ambito di rischi naturali e pianificazione del territorio.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento gli studenti e le studentesse dovranno avere acquisito le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tecniche di monitoraggio vulcanico ed i concetti di pericolosità e rischio vulcanico

• Introduzione all’insegnamento
• Tipologie di attività vulcanica e tipologie di hazard;
• Tecniche di monitoraggio vulcanico convenzionali (geofisica, geochimica, vulcanologiche)
• Tecniche di monitoraggio vulcanico satellitare (topografia, calore, flusso di gas, deformazione)
• Valutazione della pericolosità e del rischio vulcanico
• Il rischio vulcanico in Italia (Campi Flegrei, Vesuvio, Etna, Stromboli, Vulcano)

L'esame consisterà di una prova orale. Le domande poste mireranno a verificare la preparazione valutando la proprietà di linguaggio, le modalità di ragionamento, la comprensione dei concetti fondamentali e degli aspetti più meramente nozionistici.

Global volcanic hazards and risk (2015). Loughlin et al. Cambridge University Press

https://www.cambridge.org/it/universitypress/subjects/earth-and-environmental-science/mineralogy-petrology-and-volcanology/global-volcanic-hazards-and-risk?format=HB&isbn=9781107111752

This course aims at providing the theoretical and practical principles of facies analysis and shows an overview of the main clastic and carbonate depositional systems. A great number of liquid and solid georesources (water, hydrocarbons, ore deposits) are contained in sedimentary rocks whose petrophysical features depend on the depositional environment. The competencies acquired in this course are thus fundamental in applied geological sciences and contribute to the attainment of the educational objectives of the master degree with respect to finding, characterization and correct use of these georesources.
Knowledge and understanding capacity

Acquisition of knowledge about:

• the principles of facies analysis;
• facies associations of the main terrigenous and carbonate depositional systems;
• the processes that control the geometry of sedimentary bodies and their lateral-vertical relations.

Capacity of applying knowledge and understanding

Acquisition of the ability to:

• describe a sedimentary succession observed in outcrop or in the subsurface in terms of facies and facies associations;
• interpret the filling of a sedimentary basin in terms of processes and depositional environments.

Judge independence

Acquisition of the ability to make a judgment:

• on the sedimentological methods of investigation best suited to the different geological contexts;
• on the quality of the data acquired and the correctness of the elaborations carried out on them.

Communicative abilities

Acquisition of the ability to:

• use the technical language of physical stratigraphy and sedimentology;
• coordinate with different professional figures working in the research and exploitation of the resources of the subsurface contained in sedimentary bodies

Learning ability

Acquisition of the ability to study autonomously and critically evaluate the techniques to be used in the realization of a stratigraphic-sedimentological study aimed at characterizing the sedimentary bodies in terms of geometry and facies also in the application of research of resources of the subsurface.

Principles of facies analysis. Concepts of facies, facies association, facies sequence, facies model. Depositional system. Walther's rule and sedimentary cycles.

The main siliciclastic depositional systems: continental alluvial systems: braided and meandering rivers; shelf systems: backshore, shoreface, foreshore, offshore; turbidite systems: deep sea fans, mud-dominated turbidite currents, hybrid beds, hyperpychnal flows.

Carbonate platform and ramp types. Tidal flats. Zonation. Diagnostic features of supratidal, intertidal and subtidal zones. Peritidal cycles. Restricted platforms, bays and lagoons: general features. Storm layers. Sand margins: beaches, eolian dunes. Bioconstructed margins. Zonation and facies of present and fossil coralline reefs. Slopes. Periplatform oozes. Gravity flow deposits. Carbonate aprons. Pelagic deposits: diagnostic features and composition. Present pelagic sediment distribution. Features of pelagic carbonate successions.

Field trip on clastic depositional systems in the Northern Apennines (3 days).

Field trip on carbonate depositional systems: the Lower Jurassic-Cretaceous succession of the Trento Platform (3 days).

The exam ascertains that the due knowledge has been acquired through an oral test about 30' long. The exam consists of two questions, of general character, on the subjects treated during the course. It is aimed to check whether the knowledge on the main terrigenous and carbonate facies associations has been acquired as well as the capacity to apply it to real sedimentary successions observed in outcrop or cores and therefore to interpret them in terms of depositional processes and environments.

The material used during classes is provided by the teacher. For further details the following books are suggested:

• Walker & James (1992) Facies models. GeoSci Canada.
• Tucker & Wright (1996) Carbonate sedimentology. Blackwell.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Giudizio Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

L'insegnamento si propone di far acquisire allo/a studente/ssa le conoscenze fondamentali sui problemi legati all'inquinamento ambientale con particolare riguardo alla relazione con la geologia e la geochimica. Particolare rilievo sarà rivolto alla comprensione dei meccanismi di contaminazione e ai metodi per la bonifica sia dei terreni che delle falde con cenni alle situazioni di contaminazione naturale. Completeranno inoltre la formazione dello/a studente/ssa nozioni sui problemi ambientali derivanti dalla produzione di energia mediante risorse di tipo geologico, dagli idrocarburi all'utilizzo dell'uranio.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale per quanto attiene gli aspetti pratici ed applicativi nella comprensione dei fenomeni di inquinamento e nella elaborazione di strategie atte a valutare il livello di contaminazione, valutare le metodiche per arginare il fenomeno e per eventualmente porvi rimedio.
Conoscenza e capacità di comprensione.

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/ssa saprà:

• comprendere i rischi dei diversi tipi di contaminazione ambientale nei terreni e nelle acque superficiali e profonde;
• avere padronanza teorica dei metodi di indagine necessari per una valutazione geochimica del danno ambientale;
• valutare quale possa essere il metodo di bonifica o rimedio più adatto alla situazione geologica locale e al tipo di contaminante;
• valutare la potenzialità del danno ambientale conseguente ai vari tipi di diffusione di contaminanti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/ssa dovrà:

• conoscere i principali metodi di indagine geochimica per la caratterizzazione dei fenomeni di contaminazione;
• organizzare uno studio della contaminazione sul terreno;
• associare ai diversi contesti geologici (falde, suoli, ambienti diversi) le tecniche di bonifica più adatte in linea teorica

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento lo/a studente/ssa saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine chimica e geochimica più adatte ai diversi contesti geologici;
• sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle informazioni che ne derivano.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento lo/a studente/ssa dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geochimica ambientale, delle strumentazioni e metodologie coinvolte nelle indagini;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano sul territorio in merito alla valutazione e al rimedio del danno ambientale sui sistemi geoidrologici (chimici, ingegneri, personale di enti addetti alla valutazione ufficiale del danno geochimico e ambientale come Asl e Arpat).

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo/a studente/ssa avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tecniche da utilizzare nei vari settori delle Scienze della Terra relativi alla caratterizzazione geochimica e alla valutazione del danno ambientale da inquinamento.

Geochimica e nucleosintesi degli elementi. La struttura chimica della Terra.
Isotopi ambientali e loro importanza nella valutazione dei cicli geochimici e della contaminazione.
Idrochimica e distribuzione degli inquinanti nelle acque superficiali e profonde.
Contaminazione dell'atmosfera
Contaminazione delle acque superficiali e profonde
Contaminazione dei suoli
Bonifiche ambientali - Idrosfera
Bonifiche ambientali - Suoli
Metodi analitici di maggiore utilizzo nell'indagine geochimica ambientale
Le problematiche ambientali relative alla produzione di energia - combustibili fossili
Le problematiche ambientali relative alla produzione di energia atomica

L'esame si compone di una prova orale. Questa consisterà nella discussione e nell'approfondimento volto ad accertare la capacità di sintesi delle conoscenze acquisite; una discussione di eventuali dati che lo/a studente/ssa abbia organizzato su un argomento relativo a danni ambientali che abbiano riguardato ambienti geologici e che lo abbiano particolarmente interessato. La discussione è inoltre volta ad accertare la raggiunta capacità di valutare le condizioni operative e le conoscenze dei metodi della geochimica ambientale

Scopo di questa valutazione della prestazione dello/a studente/ssa è quello di accertare il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi, sopra esposti.

Il materiale didattico presentato a lezione sarà sul presente sito web.

I testi di base consigliati per l'insegnamento sono:

Geochimica e ambiente, G. Dongarrà e D. Varrica, Edises 2004

Si utilizzeranno inoltre appunti e slides dell'insegnamento, con eventuale materiale aggiuntivo.

L'insegnamento si propone di far acquisire alla componente studentesca le conoscenze fondamentali sui metodi di prospezione geofisica per la caratterizzazione geologica. Particolare rilievo sarà rivolto a: caratterizzazione sismica dei geomateriali sia in termini di caratteristiche geomeccaniche che di individuazione di interfacce; caratterizzazione elettrica dei geomateriali con particolare rilievo al rapporto tra fluido interstiziale e matrice solida. Completeranno inoltre la formazione dalla componente studentesca principi di base rispetto ai metodi di analisi del segnale geofisico ed alla soluzione di problemi inversi.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale per quanto attiene gli aspetti pratici ed applicativi di caratterizzazione non invasiva dei geomateriali. In particolare le tecniche apprese durante l'insegnamento forniscono un valido strumento per la caratterizzazione sismica del territorio e per lo studio di dissesti idrogeologici di varia natura.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca dovrà:

• conoscere i principali metodi di prospezione geofisica per la caratterizzazione geologica;
• riconoscere i principi fisici alla base delle applicazioni dei diversi metodi geofisici;
• organizzare una campagna di indagine geofisica con opportuno dimensionamento degli stendimenti;
• conoscere gli strumenti software necessari all'interpretazione delle prove;
• associare ai diversi contesti geologici (caratteristiche fisiche e profondità d'indagine) le prove geofisiche più adatte.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà:

• interpretare il risultato di una prova geofisica in termini geologico tecnici;
• determinare il legame tra la misura geofisica e le caratteristiche tecniche del materiale in indagine;
• effettuare misure geofisiche in sito;
• associare ai diversi contesti geologici (caratteristiche fisiche e profondità d'indagine) le prove geofisiche più adatte;
• interpretare in maniera autonoma metodi tomografici sia elettrici che sismici con opportuni software di elaborazione;

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine geofisica più adatte ai diversi contesti geologici;
• sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle elaborazioni su di essi condotte.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento la componente studentesca dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geofisica applicata, delle strumentazioni e metodologie coinvolte nelle indagini;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano sul territorio in merito all'utilizzo delle prove geofisiche.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tecniche geofisiche da utilizzare nei vari settori delle Scienze della Terra.

Fondamenti di analisi del segnale geofisico; Propagazione delle onde sismiche nei materiali geologici, moduli di deformazione, comportamento alle interfacce; Prove sismiche a Rifrazione e Riflessione; Prove sismiche in Foro e Prove per onde superficiali; Prove HVSR; Problemi inversi in geofisica; Comportamento elettrico ed elettromagnetico dei materiali geologici, relazioni tra scheletro solido e matrice fluida; Metodi elettrici (ERT, Polarizzazione Indotta e Potenziali Spontanei); Metodi elettromagnetici (Dominio di tempo e frequenza, GPR). Escursione in campo dedicata all'uso della strumentazione geofisica per prove sismiche. Escursione in campo dedicata all'uso della strumentazione geofisica per prove elettriche.

L'esame si compone di prova scritta ed orale; il superamento della prova scritta rimane valido per i tre appelli successivi.

Prova scritta della durata di 2 ore, da svolgere con l'aiuto di formulario preparato dallo/a studente/ssa, seguita da prova orale. La prova scritta consiste in: esercizi di dimensionamento di survey geofisici e di interpretazione speditiva delle prove (affini a quelli sviluppati durante le esercitazioni); quesiti teorici sulle tecniche geofisiche trattate nell'insegnamento con domande a risposta multipla e a risposta aperta. Ogni quesito della prova scritta avrà un punteggio (massimo 3 punti), l'ammissione all'orale è subordinata dall'ottenimento di una votazione minima di 15/30. Dopo la correzione degli scritti l'allievo/a viene convocato/a per una prova orale. Questa consiste nella revisione della prova scritta informando l'allievo/a sui criteri di correzione e, ricevendo eventuali precisazioni dall'allievo/a, decidendo se modificare il giudizio; un approfondimento orale volto ad accertare la capacità di sintesi delle conoscenze acquisite; una discussione di parti delle relazioni delle esercitazioni che lo/a studente/ssa ha raccolto in un fascicolo personale da produrre al momento della prova orale; la discussione è volta ad accertare la raggiunta capacità di applicare le conoscenze.

Scopo di questa graduazione analitica della prestazione dello/a studente/ssa è quello di accertare il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti.

Reynolds J.M. An Introduction to Applied Environmental Geophysics, Wiley & Sons, Baffins Lane, 1997. W.M. Telford, L.P. Geldart e R.E.Sheriff: Applied Geophysics, Cambridge University Press. Kearey, P., Brooks, M.: An Introduction to Geophysical Exploration, Blackwell, 2002. Appunti e slides del corso, eventuale materiale aggiuntivo.

L'insegnamento è organizzato in due moduli.

Il primo modulo si propone di fornire le nozioni di base relative alla caratterizzazione e all’impiego dei materiali lapidei utilizzati come pietre ornamentali e dei geomateriali usati nei processi industriali.

Il secondo modulo ha l’obiettivo di fornire le conoscenze relative alle risorse naturali in una prospettiva planetaria; con particolare attenzione agli aspetti economici, di sostenibilità e del riciclo dei metalli critici e definizione dei criteri per la ricerca e lavorazione delle materie prime.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della Laurea Magistrale per quanto riguarda la caratterizzazione e/o certificazione, dal punto di vista minero-petrografico, dei geomateriali e la modellizzazione dei processi di trasformazione in ambito industriale.
Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento si dovrà:

• conoscere le principali tecniche analitiche di caratterizzazione dei "minerali economici" utilizzate nei processi industriali;
• conoscere i criteri di classificazione delle pietre ornamentali e dei geomateriali impiegati nell'industria, le relative proprietà petrofisiche e meccaniche e gli aspetti normativi;
• conoscere i criteri per individuare la provenienza delle materie prime e i processi industriali di trasformazione per la produzione di malte, cementi e calcestruzzi.
• conoscere i criteri per la valutazione di riserva e risorse
• comprendere i significati dei codici internazionali per la classificazione delle riserve e risorse
• conoscere i fondamenti per il calcolo del tenore ed ore grade
• conoscere le principali tecniche esplorative
• conoscere l’uso del microscopio in luce riflessa
• conoscere i principi base del processing
• conoscere il concetto di picco di Hubbert e l’IRON model;
• conoscere i metodi di valutazione quantitativa applicabili alle georisorse in prospettiva planetaria;
• conoscere i metalli critici di interesse nel contesto Europeo, mondiale, e valutarne la possibilità di riciclo;
• aver acquisito le conoscenze e abilità di base nell’utilizzo degli strumenti di laboratorio e per l’elaborazione dati.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento si saprà:

• utilizzare una terminologia appropriata nella descrizione dei geomateriali impiegati in ambito edilizio;
• riconoscere i principali tipi di pietre ornamentali e (con particolare riferimento alla situazione italiana) risalire al contesto geografico e geologico di provenienza;
• individuare le principali applicazioni industriali dei materiali studiati;
• gestire autonomamente aspetti elementari della pianificazione d'uso di geomateriali in funzione del processo d'interesse.
• applicare i metodi di valutazione dei tenori e tonnellaggi
• riconoscere i principali ore minerals in luce riflessa
• costruire un modello della distribuzione delle riserve in un deposito minerario
• gestire autonomamente gli aspetti legati al trattamento dei minerali metallici
• applicare una modellizzazione dinamica a sistemi complessi;
• presentare in maniera appropriata casi studio;
• utilizzare tecniche di laboratorio e metodologie di elaborazione dati.

Autonomia di giudizio

Al termine dell'insegnamento si saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine più adatte per la caratterizzazione dei "minerali economici" e dei lapidei ornamentali;
• sulla qualità dei dati acquisiti e sulla correttezza delle elaborazioni su di essi condotte.
• sulle possibili applicazioni di metalli critici nella società attuale;
• sulle metodologie di indagine più adatte per la caratterizzazione di minerali metallici;
• sulla qualità dei dati acquisiti e sulla correttezza delle elaborazioni su di essi condotte al fine di certificarne l'impiego in ambito economico.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento si dovrà:

• utilizzare in modo corretto il linguaggio tecnico della petrografia applicata a scopi industriali e della geologia applicata allo studio dei giacimenti minerari;
• coordinarsi con le diverse figure professionali che lavorano nel campo della caratterizzazione dei materiali lapidei e della ricerca e sfruttamento delle materie prime;
• utilizzare in modo corretto il linguaggio tecnico relativo agli strumenti laboratoriali e applicativi informatici utilizzati;
• coordinarsi e comunicare efficacemente con le diverse figure professionali che lavorano nell’ambito delle risorse naturali su scala planetaria.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente/la studentessa avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tipologie di indagine da utilizzare per la caratterizzazione e ricerca delle materie prime non rinnovabili.

Modulo A

Introduzione. Definizione di «minerali industriali» e «geomateriali». Criteri di classificazione. Destinazioni d’uso. Fattori che influenzano il valore di mercato. Geomateriali nel campo dell’edilizia.

Pietre ornamentali. Criteri di classificazione e certificazione: definizione di marmi, graniti, pietre; campi d'impiego e aspetti normativi. Le proprietà qualitative e quantitative (massa volumica apparente, porosità e permeabilità, proprietà termiche, proprietà fisico-meccaniche). Cenni su caratterizzazione e ricerca dei giacimenti, vincoli estrattivi, fattori geologici, ambientali, economici e legislativi e ciclo di trasformazione dei materiali lapidei. Principali varietà di pietre ornamentali del mercato contemporaneo italiano ed internazionale, con particolare enfasi su quelle di provenienza piemontese. Esempi di impieghi storici e contemporanei.

Geomateriali. Malte e calcestruzzi: malte aeree ed idrauliche; gli aggregati per calcestruzzi; il cemento Portland; mineralogia e geologia delle materie prime; il ciclo produttivo. Tecniche petrografiche per lo studio delle malte

Modulo B

Introduzione alla Geologia Economica, Codici internazionali per la valutazione delle risorse/riserve; Calcolo dei tenori e dei tonnellaggi; Microscopia in Luce riflessa su ore minerals; Tecniche di esplorazione mineraria in campo e core logging; Elementi di mineral Processing.

Risorse naturali in una prospettiva planetaria: introduzione, scopo, pensiero sistemico e analisi dei sistemi, una breve introduzione; La teoria del picco di Hubbert; Limiti ambientali e sostenibilità. Classificazione delle risorse naturali, i metalli: i “big six”, metalli preziosi, altri metalli. Metodi di valutazione: utilizzo delle risorse mondiali, efficienza contro resilienza, metodi quantitativi, modellizzazione dinamica del sistema, scarsità di risorse. La capacità globale di approvvigionamento: metalli, riciclo di metalli (critici), caso studio e laboratorio.

L'esame prevede:

1) una PROVA SCRITTA relativa al solo MODULO B (Prof. Santoro) che consiste in un esercizio sul calcolo delle risorse minerarie e due domande a risposta aperta per verificare le conoscenze acquisite in materia di mineral processing ed esplorazione mineraria. La prova scritta dura 40 minuti. Il voto finale della prova scritta verrà valutato considerando anche gli esiti delle esercitazioni svolte in aula e completate a casa.

2) una PROVA ORALE relativa agli argomenti trattati sia nel MODULO A (Prof. Groppo) che nel MODULO B (Prof. Vigliaturo) durante la quale verrà verificata l'acquisizione delle nozioni di base e della terminologia, nonchè il livello di apprendimento raggiunto dagli studenti. Durante la prova verrà anche richiesto il riconoscimento e la descrizione di un materiale lapideo ornamentale tra quelli discussi a lezione, con discussione del possibile bacino estrattivo di provenienza e del contesto geologico. Le esercitazioni contribuiranno per il 50% alla formulazione del voto finale nella porzione del Prof. Vigliaturo.

Il voto finale sarà calcolato tramite media pesata al numero di crediti dei corrispondenti moduli.

Primavori P. (1999) - Pianeta Pietra. Zusi Editore, Verona. 326 pp.

Dispense su supporto elettronico fornite dai docenti.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

L’insegnamento si propone di fornire gli elementi base della Meccanica delle Rocce e della loro applicazione allo studio della stabilità degli scavi, in superficie, in sotterraneo e di pendii naturali fornendo gli strumenti utili al geologo ad operare nel campo dell’ingegneria delle rocce.
Vengono studiati i criteri per la determinazione delle caratteristiche meccaniche e fisiche della matrice rocciosa e delle discontinuità naturali alla scala dell’opera, utili all’analisi delle condizioni di stabilità degli ammassi rocciosi secondo le normative ISRM (International Society of Rock Mechanics).
Particolare attenzione sarà posta al ruolo della geologia nella caratterizzazione di ammassi rocciosi tramite l’analisi di dati reali di prove in laboratorio (monoassiale, triassiale e taglio su matrice e su discontinuità) e in sito in relazione allo sviluppo di una galleria.
Vengono descritti i metodi di classificazione degli ammassi rocciosi e il loro impiego nella progettazione delle gallerie.
Vengono descritti i metodi per misurare lo stato tensionale negli ammassi rocciosi.
Vengono illustrati i metodi di scavo di gallerie superficiali e profonde, fornendo una panoramica delle tipologie costruttive e di consolidamento.
Conoscenza e capacità di comprensione
Alla fine di questo insegnamento si dovrà:

• conoscere il comportamento meccanico di materiali rocciosi, discontinuità e ammassi rocciosi;
• conoscere i principali metodi sperimentali in sito ed in laboratorio per la determinazione della resistenza e deformabilità di materiali rocciosi, discontinuità e ammassi rocciosi;
• conoscere i criteri di resistenza e i legami costitutivi di materiali rocciosi, discontinuità e ammassi rocciosi
• Conoscere le principali problematiche legate alle opere in roccia in sotterraneo ed in superficie.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine di questo insegnamento si saprà:

• interpretare il risultato di una prova geotecnica in laboratorio ed in sito in termini geologico tecnici (parametri di resistenza);
• associare ai diversi contesti geologici le prove geotecniche più adatte per la determinazione dei parametri di resistenza;
  -analizzare le problematiche connesse alle opere in roccia in diversi contesti geologici.

Autonomia di giudizio
Alla fine di questo insegnamento si saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine geotecnica più adatte ai diversi contesti geologici;
• sulla stabilità ed il corretto dimensionamento delle indagini per la progettazione in roccia.

Abilità comunicative
Alla fine dell'insegnamento si dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geotecnica in merito alla caratterizzazione meccanica in roccia;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano sul territorio in merito alla stabilità di opere in roccia e in particolare alle gallerie.

Capacità di apprendimento
Alla fine di questo insegnamento si avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica sul comportamento di materiali rocciosi in relazione alla realizzazione di opere in roccia.

Definizione di ammasso roccioso, di matrice rocciosa e di discontinuità

Proprietà meccaniche della roccia intatta e delle discontinuità (prove di laboratorio, indagini in sito con sondaggi e rilievi)

Analisi statistica di dati di laboratorio e in sito

Proprietà meccaniche di ammassi rocciosi

Metodi di scavo e di consolidamento in roccia

Metodi per l’analisi delle condizioni di stabilità di gallerie superficiali e profonde

Metodi empirici (attraverso l’impiego di classificazione di ammassi rocciosi) per la scelta del metodo di costruzione e della tipologia dei sostegni di gallerie profonde

L'esame si svolge mediante la produzione di un elaborato di progetto svolto autonomamente dallo/a studente/ssa sulla base dei dati acquisiti nel corso del laboratorio informatico e/o sul campo. La valutazione dell'elaborato costituisce un terzo (1/3) del voto finale. Successivamente viene svolta una prova orale volta a discutere l’elaborato ed accertare le conoscenze acquisite. Questa seconda parte dell'esame orale costituisce i due terzi (2/3) del voto finale.

Scopo di questa graduazione analitica della prestazione è quello di accertare il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti.

Libro di testo:

(1) J. A. Hudson and J. P. Harrison. "Engineering rock mechanics: an introduction to the principles ", Pergamon. 1997

(2) J. A. Hudson and J. P. Harrison. "Engineering rock mechanics: illustrative worked examples ", Pergamon. 1997

(3) E. Hoek, Bray, "Rock slope stability ", IMM, London, 1981.

(4) E. Hoek, E.T. Brown. "Underground excavation in rock ", IMM, London, 1980.

(5) E. Hoek. "Practical Rock Engineering" - 2023 Edition - free download at https://www.rocscience.com/learning/hoeks-corner

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

L'insegnamento si propone di far acquisire alla componente studentesca le conoscenze fondamentali sul comportamento dinamico dei terreni con particolare riguardo alle condizioni sismiche ed alla scelta e definizione dell'input sismico di progetto. Dopo aver richiamato gli elementi essenziali di sismologia verranno definite le peculiarità del comportamento meccanico dei terreni soggetti a carichi dinamici, analizzando le prove di laboratorio e gli strumenti di calcolo necessari alla loro determinazione. L'attenzione verrà poi focalizzata sulle problematiche geotecniche relative alla stabilità dei terreni in zona sismica con particolare riguardo ai fenomeni di risposta sismica locale ed amplificazione sismica, liquefazione e di stabilità dei pendii con metodi all'equilibrio limite considerando la'azione sismica come forza pseudostatica. L'insegnamento farà inoltre richiami puntuali alla normativa antisismica (NTC 2018) per la definizione dei parametri caratteristici del comportamento dinamico dei siti richiesti dalla progettazione geotecnica.

I contenuti proposti all'interno dell'insegnamento concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale per quanto attiene gli aspetti pratici ed applicativi di difesa dal rischio sismico sul territorio. In particolare le tecniche apprese durante il corso forniscono un valido strumento per la valutazione delle instabilità derivanti dalle azioni sismiche e dai fenomeni di amplificazione sismica in linea con la più recente normativa sull'argomento.
Conoscenza e capacità di comprensione.

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca dovrà:

• conoscere le peculiarità del comportamento dinamico dei terreni;
• conoscere i metodi per la valutazione della stabilità dei pendii anche in condizioni sismiche;
• determinare i parametri necessari alle valutazioni di risposta sismica locale e di stabilità dei pendii;
• conoscere gli strumenti software necessari alla valutazione sito specifica della risposta sismica locale ed all'analisi della stabilità di pendii naturali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà:

• interpretare il risultato di una prova geotecnica per la determinazione del comportamento dinamico dei terreni;
• determinare il legame tra parametri geotecnici e comportamento dinamico dei siti;
• associare ai diversi contesti geologici i parametri geotecnici necessari per la valutazione della stabilità dei pendii;
• interpretare in maniera autonoma la risposta sismica locale di un sito e la stabilità di pendii naturali con opportuni software di elaborazione.

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca saprà formulare un giudizio:

• sulle metodologie di indagine più adatte ai diversi contesti geologici per la valutazione della risposta sismica locale;
• sui parametri e le metodologie di analisi coinvolte nella valutazione della stabilità dei pendii;
• sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle elaborazioni condotte per problemi di risposta sismica locale e di stabilità dei pendii.

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento la componente studentesca dovrà sapere:

• utilizzare il linguaggio tecnico della geotecnica e dei parametri legati al comportamento dinamico dei terreni ed alla stabilità dei pendii;
• coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano sul territorio in merito a valutazioni di risposta sismica locale e stabilità dei pendii.

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento la componente studentesca avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle metodologie di valutazione della risposta sismica locale e della stabilità dei pendii.

Introduzione all'insegnamento, definizione degli obiettivi e modalità d'esame. Introduzione ai concetti di input sismico e stabilità geotecnica.
Richiami sui parametri di scuotimento dei terremoti (di picco e spettrali), magnitudo e mappe di pericolosità sismica.
Definizione dei parametri di pericolosità e disaggregazione valutazione dell'input sismico sito specifico.
Categorie di suolo sismico e normativa antisismica, spettri di risposta; richiami alle prove di caratterizzazione sismica in sito.
Richiami di meccanica dei terreni e scelta dei parametri di comportamento caratteristici in campo statico.
Comportamento dinamico dei terreni, curve di decadimento dei moduli di rigidezza e prove di caratterizzazione geotecnica in laboratorio.
Definizione delle caratteristiche geotecniche in campo dinamico sito specifica.
Analisi della risposta sismica locale ed amplificazione sismica metodi di calcolo sito specifici.
Liquefazione sismica meccanismi fenomenologici e metodologie di verifica.
Metodo dell'equilibrio limite: scivolamento planare e rotazionale.
Stabilità dei pendii in zona sismica.
Illustrazione delle applicazioni dei metodi introdotti e discussione di Case Hystories.

L'esame si compone di un'esercitazione da svolgere individualmente dallo/a studente/ssa durante l'insegnamento e di una prova orale.

L'esercitazione sarà affrontata per 5 fasi successive durante le esercitazioni dell'insegnamento e si propone di far applicare allo/a studente/ssa i concetti base della risposta sismica locale e della stabilità dei pendii in un sito scelto dallo/a studente/ssa stesso/a per il quale verranno forniti i dati necessari all'analisi.

La prova orale verterà sulla discussione della relazione sia in merito agli aspetti di base di ogni singolo approccio di calcolo che rispetto alle risultanze di tali analisi rispetto al sito analizzato; la discussione è volta ad accertare la raggiunta capacità di applicare le conoscenze trattate durante l'insegnamento e questa valutazione costituirà i 2/3 del voto finale. Verranno inoltre posti alcuni quesiti teorici generali in merito alle nozioni di sismologia sviluppate, al comportamento dinamico dei terreni, alle modalità di analisi di laboratorio e numeriche necessarie ed alla stabilità dei pendii in zona sismica. Questa seconda parte dell'esame orale costituirà un 1/3 del voto finale.

Scopo di questa graduazione analitica della prestazione dello/a studente/ssa è quello di accertare il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti.

Il materiale didattico presentato a lezione sarà disponibile sul presente sito web.

I testi di base consigliati per l'insegnamento sono:
Lai C.G., Foti S., Rota M. (2009) 'Input sismico e stabilità geotecnica dei siti di costruzione', Collana di manuali di progettazione antisismica, vol. 6, IUSS Press, Pavia, 312 pp.

Appunti e slides del corso, eventuale materiale aggiuntivo.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.

Tipo di esame: Orale. Valutazione: Voto Finale.