Michele PATERNOSTER | GEOCHIMICA E VULCANOLOGIA

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Per gli studenti che frequentano il corso di studi in Scienze Geologiche, il corso di Geochimica e Vulcanologia mira a fornire gli strumenti fondamentali per comprendere i cicli degli elementi nell'ambito delle diverse sfere geochimiche. Particolare attenzione viene posta ai fenomeni ed alle interazioni che coinvolgono crosta continentale, atmosfera e soluzioni alle basse temperature, integrando così i concetti e le informazioni fornite dai Corsi di Mineralogia e Petrografia.

Nella seconda parte del corso verranno trattati anche argomenti inerenti la struttura di un vulcano a partire dalle sorgenti magmatiche fino ai centri vulcanici in superficie, a definire le caratteristiche dei magmi, le principali tipologie eruttive e i relativi prodotti vulcanici. Parte finale del corso è dedicata allo studio dei vulcani dell’Italia meridionale con attività di campo.

In grande sintesi, le principali abilità da sviluppare, declinate secondo quanto previsto dai Descrittori di Dublino, saranno:

- Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve dimostrare di essere in grado di conoscere gli aspetti fondamentali dei processi che governano l’interazione fra alcune delle principali sfere geochimiche; conoscere Il sistema magmatico, le proprietà chimico-fisiche e reologiche del Magma, le eruzioni vulcaniche, i depositi vulcanici di eruzioni effusive ed esplosive.

- Capacità di applicare conoscenza e Comprensione: lo studente deve dimostrare di essere in grado di progettare ed applicare i differenti modi di rappresentare i dati geochimici nelle diverse matrici; comprendere i processi vulcanici

- Autonomia di giudizio: lo studente deve essere in grado di gestire in piena autonomia i processi di modellazione dei vari fenomeni e di indicare le metodologie più appropriate per l'interpretazione dei dati;

- Abilità comunicative: lo studente deve sviluppare la capacità di comunicare utilizzando in modo corretto il linguaggio scientifico;

- Capacità di aggiornamento: lo studente deve essere in grado di aggiornarsi tramite la consultazione di testi dedicati.

È necessario avere acquisito le seguenti conoscenze fornite dai corsi di “Chimica” e "Mineralogia":

- concetti di chimica inorganica con particolare riferimento alle proprietà degli atomi, alla termodinamica e all'elettrochimica;

- conoscenza delle proprietà dei minerali e della loro classificazione sistematica

1- Cenni di Termodinamica (2 ore). Richiami alle leggi fondamentali della termodinamica; potenziale chimico, costante di equilibrio e concetto di attività; forza ionica e coefficiente di attività.

2- Cenni di Cosmochimica (2 ore)Origine degli elementi e nucleosintesi; abbondanze degli elementi chimici nel sistema solare; meteoriti e loro importanza.

3- La Crosta Continentale come sistema geochimico (6 ore).Composizione crostale; processi di weathering e mobilità degli elementi in ambiente superficiale; gli elementi del gruppo delle Terre Rare e i modelli di composizione della Crosta Continentale Superiore.

4- Processi di interazione Acqua-Roccia (10 ore).Diagrammi di Attività. Solubilità dei composti SiO2, Al(OH)3 e Fe(OH)3. Sistema Carbonatico e solubilità del composto CO2. Diagrammi Eh-pH con particolare riferimento agli elementi altervalenti Fe, U ed Eu.

5- Isotopi Stabili (5 ore).Gli isotopi stabili di H, O, C, S e N; gli isotopi stabili di H e O e il ciclo idrologico.

6- Decadimento radioattivo e sistemi radiometrico (5 ore).Le leggi del decadimento, sistema K-Ar; sistema U-Th-Pb.

7- Rappresentazione dei dati geochimici di matrici solide e fluide (12 ore).Spider diagrams; patterns delle Terre Rare; Diagramma di Piper; Diagramma di Stiff; come costruire un diagramma di attività ed un diagramma Eh-pH.

8- Sistema analitico SEM-EDS e mappature geochimiche di matrici solide (4 ore).

9- Determinazioni su matrici fluide nel Laboratorio di Geochimica Ambientale (8 ore)

10- I vulcani e la tettonica delle placche (2 ore)

11 -I magmi: le proprietà chimico-fisiche (3 ore)

12- Genesi, Risalita e stazionamento dei magmi (3 ore)

13- Classificazione delle eruzioni vulcaniche (3 ore)

14- La struttura dei vulcani (3 ore)

13- I prodotti delle eruzioni esplosive ed effusive (6 ore)

14-Le aree Vulcaniche in Appenino meridionale (Monte Somma Vesuvio- Campi Flegrei e il Monte Vulture)- (4 ore)

15- Escursioni sul campo (12+24 ore di Vulcanologia).

Il corso prevede 112 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni. In particolare sono previste 64 ore di lezione frontale in aula e 48 ore di esercitazioni guidate in aula, in laboratorio e sul campo. La partecipazione alle attività di laboratorio e di campo è obbligatoria.

Durante il corso si svolgeranno prove intermedie ed informali di verifica che riguarderanno il programma ad esclusione delle attività di laboratorio e delle escursioni sul campo. Alla fine del corso, si svolgerà una prova scritta sugli argomenti svolti durante le lezioni frontali e Il cui voto, definito in trentesimi, qualora dovesse essere pari ad almeno 18/30 garantirà il superamento dell'esame. Qualora la prova dovesse risultare insufficiente, i docenti daranno la possibilità di recuperare mediante un esame orale.

- S.M. Richardson, H.Y. McSween Jr., Geochemistry, pathways and processes. Prentice Hall.

- H.Rollinson, Using geochemical data– evaluation, presentation, interpretation. Longman.

- D.G. Brookins, Eh-pH diagrams for Geochemistry. Springer-Verlag

-  Scandone R. & Giacomelli L.: Vulcanologia. Liguori Editore, Napoli 2002

- Sigurdson H. Ed.: Encylopedia Of Volcanoes. Academic Press, 2000

- Appunti delle lezioni e materiale didattico fornito dal docente durante il corso.

- Materiale didattico integrativo online disponibile presso la piattaforma dedicata di Ateneo.

I docenti ricevernno gli studenti nei propri uffici (situati al piano secondo dell’edificio 3D) il mercoledì dalle ore 10.00 alle ore 12.00 e il giovedi dalle 14:00 alle 16:00, previo appuntamento concordato via email (giovanni.mongelli@unibas.it; michele.paternoster@unibas.it).

25/01/2024; 20/03/2024; 22/05/2024; 19/06/2024; 17/07/2024; 23/10/2024; 11/12/2024.

Durante il corso saranno previsti dei seminari scientifici tenuti da colleghi universitari e di enti di ricerca nazionali ed internazionali.