GEOCHIMICA

Il corso ha l’obiettivo dichiarato di fornire le adeguate conoscenze e capacità di comprensione dei processi chimici connessi ai principali processi geologici nonché i fondamenti del linguaggio scientifico di base del linguaggio tecnico. In particolare, saranno obiettivi primari del corso: Caratteristiche chimico-fisiche di solidi cristallini, fusi silicatici, fase acquosa e gassosa; Applicazione del metodo chimico-fisico per l’analisi e descrizione dei processi geologici Applicazione del metodo chimico-fisico per la risoluzione di problematiche finalizzate alla ricerca scientifica oppure utili all’esercizio della professione di geologo.

42 ore (6 CFU) di ezioni frontali.

Fondamenti di chimica, fisica, mineralogia e petrografia.

Obbligatoria

Cosmochimica

• Origine dell’Universo
• Origine degli elementi
• Origine degli elementi in funzione del ciclo delle stelle
• Meteoriti: classificazione e composizioni

Struttura e Composizione della Terra

• Struttura della Terra
• Composizione della Terra

Geochimica dei Fusi Naturali

• Struttura dei fusi naturali
• Struttura in funzione delle variabili intensive
• Immiscibilità di fusi naturali
• Fusi carbonatitici
• Variazioni composizionali in fusi naturali

Geochimica degli Elementi in Tracce

• Classificazione degli elementi (potenziale ionico)
• Coefficienti di distribuzione
• Controllo sulla distribuzione dei parametri chimico-fisici
• Distribuzione in processi geologici
• Fusione parziale all’equilibrio e frazionata
• Cristallizzazione all’equilibrio e frazionata
• Variazione delle REE in sistemi naturali
• Variazione di elementi incompatibili in sistemi naturali
• Esempi di modellizzazioni di sistemi geologici

Geochimica dei Gas

• Comportamento dei gas perfetti
• Fugacità
• Gas vulcanici
• Solubilità di H₂O
• Solubilità di CO₂
• Solubilità di H₂O + CO₂
• Solubilità dello zolfo
• Esempi di concentrazioni di H₂O e CO₂ nei magmi
• Solubilità di alogeni
• Monitoraggio di gas vulcanici

Cenni di geochimica isotopica

• Nuclidi radiogenici e stabili
• Nuclidi isotopi, isobari, isotoni
• Schemi di decadimento radioattivo
• Frazionamento isotopico
• Composizione di isotopi stabili: notazione delta
• Variazione di delta ¹⁸O in natura
• Variazione di delta D in natura
• Applicazioni nel campo delle Scienze della Terra

• Albarede (2003). Geochemistry – An Introduction. Cambridge University Press, 262 pp.
• Faure (1986). Principles of Isotope Geology (2^nd Ed.). John Wiley and Sons, 589 pp.
• Longinelli e Deganello (1999). Introduzione alla Geochimica. UTET, 460 pp.
• McSween e Huss (2010). Cosmochemistry. Cambridge University Press, 549 pp.
• Ottonello (1991). Principi di Geochimica. Zanichelli, 722 pp.
• Rollinson (1993). Using Geochemical Data. Longaman, 352 pp.
• White (2013). Geochemistry. Wiley-Blackwell, 660 pp.

Esame orale con votazione su tutti gli argomenti del programma. Essa è finalizzata a valutare il grado di apprendimento dello studente e le capacità di esporre correttamente in forma orale i concetti acquisiti, nonché di mostrare un'adeguata padronanza del metodo scientifico di indagine.

Nucleosintesi degli elementi

Utilizzi delle condriti in geochimica

Struttura e composizione della Terra

Caratteristiche strutturali dei fusi naturali

Viscosità e dipendenza da variabili intensive

Classificazione geochimica degli elementi

Coefficienti di distribuzione e dipendenza da parametri chimico-fisici

Processi di fusione parziale

Processi di cristallizzazione

Variabilità degli elementi in tracce nelle rocce

Variabilità degli elementi in tracce nelle acque

Gas vulcanici e monitoraggio

Solubilità di H₂O e CO₂ nei magmi

Solubilità dello zolfo nei magmi

Solubilità degli alogeni nei magmi

Nuclidi e processi di decadimento

Frazionamento isotopico

Notazione delta in isotopi stabili

Variabilità di delta ¹⁸O e delta D in natura