Obiettivi formativi
Fornire le basi fisiche relative all’intero pianeta, alle quali le geologia fa riferimento per interpretare aspetti relativi a tutti i campi della geologia, alle diverse scale. Il corso dà gli strumenti fisici specifici per la comprensione, anche critica, dei problemi della geologia, anche quelli relativi alle discipline applicative.
Prerequisiti
Fisica
Contenuti dell'insegnamento
I campi fisici del pianeta Terra. Il corso è organizzato in quattro capitoli che riguardano: il campo geogravitazionale, la forma della Terra, le anomalie di gravità e isostatiche; il campo geomagnetico, sorgenti e magnetismo delle rocce, variazioni secolari, i modelli, le anomalie; il campo termico, raffreddamento delle rocce e del pianeta, i modelli termici della crosta; la sismologia dei terremoti e l’esplorazione dell’interno della Terra.
Programma esteso
Il campo gravitazionale terrestre Richiami di fisica. Legge di gravitazione universale; accelerazione gravitazionale; superficie equipotenziale. La rotazione della Terra. Accelerazioni centripeta e centrifuga; le maree; accelerazioni di Eötvös e Coriolis. La forma della Terra e la gravità. La figura della terra; potenziale gravitazionale della Terra sferica; gravità e suo potenziale; gravità normale; il geoide. Anomalie di gravità. Misure assolute e relative di gravità; i gravimetri; correzione delle misure di gravità; densità; anomalie in aria libera e di Bouguer. Interpretazione delle anomalie di gravità. Anomalie regionali e residue; separazione; modellizzazione delle anomalie di gravità; alcune importanti anomalie regionali. Geodinamica: isostasia. Modelli di isostasia; compensazione isostatica; anomalie isostatiche di gravità. Il campo magnetico Richiami di fisica del magnetismo. Legge di Coulomb; dipolo magnetico; magnetizzazione e campo magnetico in un materiale; proprietà magnetiche di un materiale. Magnetismo delle rocce. Proprietà magnetiche delle rocce; magnetismo rimanente delle rocce. Geomagnetismo. Campo magnetico di origine esterna; campo magnetico di origine interna; variazioni secolari; origine del campo di dipolo; origine del campo di non-dipolo. Rilievi magnetici Magnetometri e rilevamento magnetico; riduzione delle misure di campo magnetico; anomalie magnetiche; anomalie magnetiche oceaniche. Il campo termico Richiami di principi di termodinamica Temperatura e calore, proprietà termiche, entropia. Temperature all’interno della Terra. Gradiente di temperatura adiabatica; gradiente del punto di fusione. Trasporto del calore nella Terra. Conduzione; convezione; radiazione; equazione della conduzione. Sorgenti di calore nella Terra. Produzione di calore radioattivo. Trasporto di calore nelle rocce. Raffreddamento di corpi rocciosi di diverse geometrie. Flusso di calore terrestre. Flusso continentale, oceanico, globale. Modelli termici. Modello del semi-spazio semi-infinito; modello della placca. Struttura termica della crosta oceanica Sismologia dei terremoti e struttura interna della Terra Richiami di teoria dell’elasticità. Onde sismiche. Onde di volume; onde di superficie. Propagazione delle onde sismiche. Principi di Huygens e di Fermat; conversione delle onde P e S; riflessione a un’interfaccia orizzontale e a un’interfaccia inclinata; rifrazione all’angolo critico. I sismografi. Principi ed equazione del sismografo; il sismogramma. I terremoti. Localizzazione di epicentro e ipocentro; sismicità globale; analisi dei meccanismi focali ed esempi; entità dei terremoti: magnitudo, intensità, frequenza; energia rilasciata in un terremoto. Struttura interna della Terra. Rifrazioni e riflessioni all’interno della Terra; variazioni radiali delle velocità sismiche; della densità, della gravità e della pressione;
Bibliografia
Dispense del corso.
Metodi didattici
Lezioni frontali e lavoro di gruppo.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto ed orale.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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