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Corso di laurea in

Scienze Geologiche

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GEOCHIMICA

Anno accademico 2024/2025 - Docente: MARCO VICCARO

Risultati di apprendimento attesi

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.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

42 ore (6 CFU) di lezioni frontali.

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

 ArgomentiRiferimenti testi
1Origine dell’UniversoMcSween e Huss (2010); Dispense 
2Origine degli elementiMcSween e Huss (2010); Dispense 
3Origine degli elementi in funzione del ciclo delle stelleMcSween e Huss (2010); Dispense 
4Meteoriti: classificazione e composizioniDispense
5Struttura della TerraWhite (2013) e dispense 
6Composizione della TerraAlbarede (2003); White (2013); Dispense 
7Struttura dei fusi naturaliOttonello (1991); Dispense 
8Struttura in funzione delle variabili intensiveWhite (2013); Dispense 
9Immiscibilità di fusi naturaliDispense
10Fusi carbonatiticiDispense
11Variazioni composizionali in fusi naturaliRollinson (1993); White (2013); Dispense 
12Classificazione degli elementi (potenziale ionico)Rollinson (1993); Dispense 
13Coefficienti di distribuzioneRollinson (1993); Dispense 
14Controllo sulla distribuzione dei parametri chimico-fisiciRollinson (1993); Dispense 
15Distribuzione in processi geologiciRollinson (1993); Dispense 
16Fusione parziale all’equilibrio e frazionataRollinson (1993); White (2013); Dispense 
17Variazione delle REE in sistemi naturaliAlbarede (2003); Rollinson (1993); Dispense 
18Variazione di elementi incompatibili in sistemi naturaliAlbarede (2003); Rollinson (1993); Dispense 
19Esempi di modellizzazioni di sistemi geologiciRollinson (1993); Dispense 
20Comportamento dei gas perfettiOttonello (1991); Dispense 
21FugacitàOttonello (1991); Dispense 
22Gas vulcaniciAlbarede (2003); White (2013); Dispense 
23Solubilità di H2OOttonello (1991); Dispense 
24Solubilità di CO2Ottonello (1991); Dispense 
25Solubilità di H2O + CO2Ottonello (1991); Dispense 
26Solubilità dello zolfoOttonello (1991); Dispense 
27Esempi di concentrazioni di H2O e CO2 nei magmiDispense
28Solubilità di alogeniOttonello (1991); Dispense 
29Monitoraggio di gas vulcaniciDispense
30Nuclidi radiogenici e stabiliFaure (1986); Dispense 
31Nuclidi isotopi, isobari, isotoniFaure (1986); Dispense 
32Schemi di decadimento radioattivoFaure (1986); Dispense 
33Frazionamento isotopicoFaure (1986); Dispense 
34Composizione di isotopi stabili: notazione deltaFaure (1986); Dispense 
35Variazione di delta18O in naturaFaure (1986); Rollinson (1993); Dispense 
36Variazione di deltaD in naturaFaure (1986); Rollinson (1993); Dispense 
37Applicazioni nel campo delle Scienze della TerraFaure (1986); Rollinson (1993); Dispense 

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. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di Scienze Biologiche Geologiche e Ambientali.

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

ENGLISH VERSION