00903 - SISMOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce competenze di base relative alla fisica della sorgente sismica e alla generazione, propagazione e registrazione delle onde sismiche.

Contenuti

La sismologia rappresenta una delle discipline fondamentali nello studio delle Scienze della Terra in quanto include lo studio dei processi elastici ed anelastici che caratterizzano la terra solida ed i materiali, a scale temporali che vanno dai microsecondi agli anni.

La sismologia rappresenta inoltre una introduzione alla Teoria delle Serie Temporali ed all' Analisi dei Segnali per chiunque voglia studiare la Fisica della Terra; questi assumono un' importanza cruciale nella formazione di scienziat* che vogliano lavorare all'interfaccia tra terra solida, atmosfera ed oceani.

Introduzione alla sismologia - temi trattati.

Analisi di serie temporali: le serie temporali come strumento matematico, fisico e di studio di onde.

Processamento di segnali: costruzione di filtri temporali ed applicazione a serie temporali geofisiche.

La sorgente sismica: descrizione del terremoto come sorgente sismica, lo spettro delle onde sismiche, magnitudo, energia e meccanismi focali dei terremoti.

Le onde sismiche: propagazione in mezzi disomogenei, raggi sismici nella Terra, onde superficiali e dispersione, assorbimento delle onde sismiche, riflessione e rifrazione elastiche.

Effetti dei terremoti: le oscillazioni libere della Terra e la variazione del suo moto di rotazione dovuto a terremoti.

Tecniche di imaging sismico: tomografia sismica, utilizzo di informazioni di fase e ampiezza, tomografia interferometrica e da rumore sismico.

Si assume che lo studente abbia una buona conoscenza preliminare dei concetti di base della teoria dell’elasticità.

Il corso fornisce i primi elementi  di data processing ed analisi computazionale dei segnali a student* del CdS. Gli argomenti trattati forniscono capacità necessarie per lavorare in un ambiente di sismologia applicata, specialmente in istituti di ricerca ed aziende interessate alla valutazione delle risorse e del rischio sismico.

Il corso prevede laboratori computazionali che forniranno la prima formazione degli studenti sui software e sui linguaggi di programmazione utilizzati dalla comunità sismologica.

Testi/Bibliografia

Ogni lezione è accompagnata dalla proiezione di un file PowerPoint. L'insieme dei files, suddiviso in capitoli, contiene un'esposizione esauriente del programma e può fungere da testo per lo studio della materia. I files in formato PowerPoint sono disponibili durante il corso e vi si accede dalla pagina web dell’insegnamento.

Se desiderano approfondire gli argomenti trattati nel corso, gli studenti possono consultare i seguenti testi disponibili nella Biblioteca del Dipartimento di Fisica e Astronomia:

- K. Aki e P. G. Richards, Quantitative Seismology, 2a edizione, University Science Books, Sausalito CA, 2002.

- F. A. Dahlen e J. Tromp, Theoretical Global Seismology, Princeton University Press, Princeton NJ, 1998.

- E. Boschi e M. Dragoni, Sismologia, UTET, Torino, 2000.

- D. Gubbins, Time Series Analysis and Inverse Theory, Cambride University Press, Cambridge UK, 2004.

- T. Lay e T. C. Wallace, Modern Global Seismology, Academic Press, San Diego California US, 1995.

I seguenti testi sono disponibili per consultazione a richiesta dello studente:

- H. Igel, Computational Seismology, A Practical Introduction, Oxford University Press Books, Oxford UK, 2017.

Metodi didattici

Il corso si presenta nella forma di "lezione frontale" corredata da documentazione visiva in PowerPoint.

Il corso comprende esercitazioni al computer con programmazione introduttiva in Julia, Matlab, e Python; rispetto a tali modalità ci si attende una partecipazione attiva da parte degli studenti frequentanti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame sarà orale e avrà in genere una durata di circa 30 minuti.

Allo studente verrà chiesto di analizzare una porzione di sismogramma, descrivendo le componenti che lo costituiscono e collegandolo agli argomenti teorici trattati nel corso.

Allo studente sarà quindi chiesto in successione di illustrare due argomenti, tra quelli trattati nel corso. Per ciascun argomento, gli sarà dapprima chiesto di esporre il quadro generale, quindi si entrerà nel dettaglio su aspetti specifici.

Lo studente dovrà conoscere e sapere ricavare le principali equazioni delle teorie fisiche utilizzate; essere in grado di applicarle a casi specifici; conoscere gli ordini di grandezza delle quantità fisiche utilizzate; sapere in quale ambito delle scienze della terra quella teoria viene applicata..

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si avvale di presentazioni che avranno collegamenti con risorse in rete, come database sismologici e codici, che contribuiranno alla formazione computazionale e di dato dello studente.

Le esercitazioni prevedono istruzioni date preventivamente per l'installazione di codici e scarico di datasets su computer personale, per esercitazioni in classe e, facoltativamente, al di fuori dell'orario del corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca De Siena