GEOCHIMICA
Anno accademico 2016/2017 - 2° anno
Docente: Marco Viccaro
Crediti: 6
SSD: GEO/08 - Geochimica e Vulcanologia
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre: 2°
ENGLISH VERSION
Crediti: 6
SSD: GEO/08 - Geochimica e Vulcanologia
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre: 2°
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Obiettivi formativi
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.
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.
Prerequisiti richiesti
Fondamenti di chimica, fisica, mineralogia e petrografia.
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
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
Testi di riferimento
- Albarede (2003). Geochemistry – An Introduction. Cambridge University Press, 262 pp.
- Faure (1986). Principles of Isotope Geology (2nd 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.
Programmazione del corso
| * | Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|---|
| 1 | Origine dell’Universo | McSween e Huss (2010); Dispense | |
| 2 | * | Origine degli elementi | McSween e Huss (2010); Dispense |
| 3 | * | Origine degli elementi in funzione del ciclo delle stelle | McSween e Huss (2010); Dispense |
| 4 | * | Meteoriti: classificazione e composizioni | Dispense |
| 5 | Struttura della Terra | White (2013) e dispense | |
| 6 | * | Composizione della Terra | Albarede (2003); White (2013); Dispense |
| 7 | * | Struttura dei fusi naturali | Ottonello (1991); Dispense |
| 8 | Struttura in funzione delle variabili intensive | White (2013); Dispense | |
| 9 | Immiscibilità di fusi naturali | Dispense | |
| 10 | Fusi carbonatitici | Dispense | |
| 11 | * | Variazioni composizionali in fusi naturali | Rollinson (1993); White (2013); Dispense |
| 12 | * | Classificazione degli elementi (potenziale ionico) | Rollinson (1993); Dispense |
| 13 | * | Coefficienti di distribuzione | Rollinson (1993); Dispense |
| 14 | * | Controllo sulla distribuzione dei parametri chimico-fisici | Rollinson (1993); Dispense |
| 15 | * | Distribuzione in processi geologici | Rollinson (1993); Dispense |
| 16 | * | Fusione parziale all’equilibrio e frazionata | Rollinson (1993); White (2013); Dispense |
| 17 | * | Variazione delle REE in sistemi naturali | Albarede (2003); Rollinson (1993); Dispense |
| 18 | * | Variazione di elementi incompatibili in sistemi naturali | Albarede (2003); Rollinson (1993); Dispense |
| 19 | Esempi di modellizzazioni di sistemi geologici | Rollinson (1993); Dispense | |
| 20 | Comportamento dei gas perfetti | Ottonello (1991); Dispense | |
| 21 | * | Fugacità | Ottonello (1991); Dispense |
| 22 | * | Gas vulcanici | Albarede (2003); White (2013); Dispense |
| 23 | * | Solubilità di H2O | Ottonello (1991); Dispense |
| 24 | * | Solubilità di CO2 | Ottonello (1991); Dispense |
| 25 | * | Solubilità di H2O + CO2 | Ottonello (1991); Dispense |
| 26 | * | Solubilità dello zolfo | Ottonello (1991); Dispense |
| 27 | Esempi di concentrazioni di H2O e CO2 nei magmi | Dispense | |
| 28 | * | Solubilità di alogeni | Ottonello (1991); Dispense |
| 29 | * | Monitoraggio di gas vulcanici | Dispense |
| 30 | * | Nuclidi radiogenici e stabili | Faure (1986); Dispense |
| 31 | * | Nuclidi isotopi, isobari, isotoni | Faure (1986); Dispense |
| 32 | * | Schemi di decadimento radioattivo | Faure (1986); Dispense |
| 33 | * | Frazionamento isotopico | Faure (1986); Dispense |
| 34 | * | Composizione di isotopi stabili: notazione delta | Faure (1986); Dispense |
| 35 | * | Variazione di delta18O in natura | Faure (1986); Rollinson (1993); Dispense |
| 36 | * | Variazione di deltaD in natura | Faure (1986); Rollinson (1993); Dispense |
| 37 | * | Applicazioni nel campo delle Scienze della Terra | Faure (1986); Rollinson (1993); Dispense |
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
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.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
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