Tu sei qui:

00464 - GEOLOGIA

Anno Accademico 2012/2013

Docente: Corrado Venturini
Crediti formativi: 10
SSD: GEO/03
Lingua di insegnamento: Italiano

Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
Campus: Bologna
Corso: Laurea in Scienze naturali (cod. 8016)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente: - conosce i processi endogeni ed esogeni del pianeta Terra, generatori e modificatori della crosta terrestre, e quelli concernenti l'evoluzione dinamica della litosfera; - comprende la dinamica deposizionale, l'architettura delle successioni sedimentarie e la loro strutturazione stratigrafica; - percepisce le modalità di sviluppo e il contesto di attivazione delle deformazioni crostali; - prende coscienza del rischio e delle sue caratteristiche quale componente insita nelle interazioni tra fenomeni naturali e attività antropiche; - impara a considerare molti settori del globo come esempi-paradigma delle condizioni esposte ai punti precedenti.

Contenuti

CORSO COMPLESSIVO (2010-2011)-10CREDITI

LEZIONI FRONTALI

lunedì 16-18; martedì 16-18; mercoledì 9-11

(tutte in Aula G1-Geologia, via Zamboni, 67)

Inizio lezioni: martedì5 ottobre2010

Fine lezioni: venerdì 14 gennaio 2011

Sospensione lezioni dal 18 dicembre al 9 gennaiocompresi

LABORATORIO

Riconoscimento Rocce Sedimentarie, Lettura Carte Topografiche e Carte Geologiche (Aula G1)

Due turni di laboratorio, i 2 gruppi (numericamente equivalenti) saranno definiti durante le prime lezioni

TURNO A (venerdì ore 9-11):15/10 (sedimenti e rocce),22/10 (sedimenti e rocce), 5/11 (sedimenti e rocce), 12/11 (sedimenti e rocce), 26/11 (carte topografiche), 3/12 (carte geologiche),10/12 (carte geologiche)

TURNOB (venerdì ore 11-13):15/10 (sedimenti e rocce),22/10 (sedimenti e rocce), 5/11 (sedimenti e rocce), 12/11 (sedimenti e rocce), 26/11 (carte topografiche), 3/12 (carte geologiche),10/12 (carte geologiche)

ESCURSIONI

Due escursioni appenniniche (tempo permettendo) da effettuarsi conmezzi propri

29 ott. SALSE DI NIRANO (Maranello, MO)

19 nov. VALLE DEL SANTERNO (Imola, BO)

Il materiale di supporto (carte topografiche) e le indicazioni logistiche saranno forniti a lezione.

-----------------------------------------------------------------------------

PROGRAMMA LEZIONI FRONTALI

1) Interno della Terra

Dati diretti e indiretti; Densità, temperatura, pressione; Meteoriti; Onde sismiche, sismografi e sismogrammi; Crosta, mantello, nucleo; Litosfera, astenosfera, mesosfera; Celle convettive; Flusso di calore e gradiente geotermico; Evoluzione dell'atmosfera primordiale; Origine della Luna; Decadimento radioattivo ed età assolute delle rocce; Magnetismo terrestre; Magnetosfera; Paleomagnetismo; Anomalie magnetiche

2) Tettonica e Cinematica delle placche litosferiche

Placche litosferiche principali e secondarie; Margini costruttivi; Dorsali medio-oceaniche; Faglie trasformi; Risalita astenosferica: dal rifting al drifting; Età, caratteri ed evoluzione dei fondali oceanici; Dorsale medio-atlantica; Velocità di espansione delle placche litosferiche; Corno d'Africa e Rift Valley; Margini distruttivi; Subduzione A e B; Fosse, terremoti e vulcani; Fossa di Tonga-Kermadec; Fossa Perù-Cile e Catena Andina; Fossa del Giappone; India e Himalaya; Margini trasformi; Faglia di San Andreas; Due modi differenti di approccio alla tettonica delle placche (conoscitivo e storico): dalla Deriva dei Continenti alla Tettonica delle Placche

3) Punti caldi

Hot spot su crosta oceanica e continentale; Province magmatiche ed estinzioni di massa; Superpennacchio di Yellowstone;

4) Plutonismo (cenni) e Vulcanismo

Contesti geologici di sviluppo del Vulcanismo; Serie magmatiche; Viscosità, T, contenuti in silice, tenore in gas; Manifestazioni connesse al vulcanismo (processi e prodotti piroclastici); Anatomia di vulcani a scudo e strato-vulcani; Situazioni esemplificative: Krakatoa, St. Helens, Paricutin, Pelee, Santorini, Vesuvio, Etna; Rischio vulcanico

5) Degradazione chimico-fisicae processi di trasporto-sedimentazione

Regolite, suolo e sedimenti; Sedimenti e relativi ambienti di formazione; Trasporti in massa e trasporti selettivi; Fasce montane con falde detritiche e conoidi di deiezione; Pianure alluvionali alte e basse con conoidi alluvionali, fiumi a canali intrecciati e a canali meandriformi; Anatomia delle barre fluviali; Rischio idrogeologico ed equazione del rischio; Vulnerabilità e pericolosità; Franosità (cenni); Frana del Vajont; Franosità in Emilia-Romagna; Interventi di regimazione fluviale; Margini continentali con delta, cordoni litorali e lagune; Dinamica dei delta fluviali: esempi dall'antico delta dell'Isonzo, dal delta del Po (cenni); Dinamica dei litorali sabbiosi: esempi da Cape Cod (USA), da Duna di Pilat (F); Piane di marea: esempi da St. Michel (F), dal Mar Baltico (GB), dalla Corsica (F); Piattaforma continentale in condizioni di mare basso e mare aperto; Dune e ripple; Bioturbazione; Scarpata continentale con canyon sottomarini; Mare profondo e piane abissali con correnti e depositi di torbida

6) Dai sedimenti alle rocce

Diagenesi; Età relative delle successioni rocciose; Principio di sovrapposizione stratigrafica e Attualismo; Rocce sedimentarie: Classificazioni; Composizioni, Tessiture, Strutture; Rocce sedimentarie terrigene; Rocce sedimentarie organogene: costituenti e i relativi ambienti di formazione, Classificazione di Folk, Scogliere carbonatiche (facies e geometrie), Barre oolitiche, Micrite e spatite; Rocce chimiche: evaporiti, speleotemi; rocce chimiche di sostituzione (selci, dolomie secondarie); Variazioni assolute e relative del livello marino: l'esempio della trasformazione del Mar Mediterraneo in Lagomare (Miocene Sup.) e “lettura” della relativa successione stratigrafica. Sintesi della bio-e crono- stratigrafia integrata del Quaternario italiano. Età delle rocce e dei sedimenti quaternari, espressa in anni, secondo i metodi della stratigrafia(ad es. conteggio delle"varve") e quelli radiocronometrici (14C e 234U). Stratigrafia magnetica, climatica e glacio-eustatica anche mediante i valori dei rapporti isotopici dell'Ossigeno. Glaciazioni pleistoceniche nelle Alpi.

7) Le catene orogenetiche

Isostasia; Strutture tettoniche dei domini fragile e duttile; Polarità della successione stratigrafica; Pieghe e vergenza; Pieghe-faglie e tipi di faglie; Raccorciamento crostale; Terremoti: ipocentro, epicentro (calcolo dell'-), scala Mercalli, Magnitudo; Rischio sismico; Rocce metamorfiche (cenni); Campo P-T del processo metamorfico; Tipi di metamorfismo; Anchimetamorfismo; Geologia regionale circummediterranea; sintesi Tettonica e cinematica delle Alpi e degli Appennini

8) Le Carte geologiche

Simbologie in uso e lettura speditiva degli elementi a cornice; Quadri stratigrafici, schemi tettonici e sezioni geologiche; Diagrammi spazio-spazio e spazio-tempo

9) Geologia circummediterranea

Blocco sardo-corso. Orogenesi ercinica e orogenesi alpina. Alpi e Appennini. Avanfosse e avampaese. Bacini di retro-arco. Mar Tirreno. Arco calabro. Vulcanismo attivo e passato con relativi significati geodinamici

10) Clima recente e passato

Cosa raccontano i media. Clima attuale e Ambiente, Protocollo di Kyoto, Sviluppo sostenibile. Discussione aperta.

DOMANDE CLASSICHE D'ESAME

Ricerca di base e Ricerca applicata in geologia

La formazione del sistema Terra-Luna

Origine del calore terrestre

Flusso di calore, gradiente geotermico (unità di misura, ragioni e distribuzione)

Origine della Luna (come, quando; origine di mari e crateri)

Bombardamento meteorico. Meteore, meteoriti, meteoroidi

Atmosfera primordiale e sua evoluzione

Il processo della fotolisi e la genesi della CO2

Origine del magnetismo terrestre

Magnetosfera

Vento solare

Fasce di Van Hallen

Dati diretti e indiretti che consentono di studiare l'interno della Terra

Variazioni di densità, temperatura e pressione con la profondità

Onde sismiche, sismografi e sismogrammi

Onde P, S, R e L

Rifrazione delle onde sismiche

Zone cieche alle onde sismiche

Crosta, mantello, nucleo esterno ed interno

Litosfera, astenosfera, mesosfera

Limiti del nucleo interno ed esterno

Differenze termiche e celle convettive

Isotopi radioattivi

Decadimento radioattivo ed età assolute delle rocce

Radioattività e suoi impieghi

Inizio della vita e modifiche indotte nel Sistema Terra

Cianobatteri e stromatoliti

Ossigeno libero e scudo d'ozono

Ipotesi Gaia

Tettonica e Cinematica delle placche litosferiche

Celle convettive astenosferiche

Placche litosferiche principali e secondarie

Margini costruttivi

Dorsali medio-oceaniche

Fosse, terremoti e vulcani associati ai margini costruttivi

Risalita astenosferica: dal rifting al drifting

Margini continentali passivi e piattaforma continentale

Età, caratteri ed evoluzione dei fondali oceanici

Geometrie dei fondali oceanici

Rocce e sedimenti dei fondali oceanici

Concetto di ‘tasso di sedimentazione'

Superficie di compensazione della calcite

Applicazioni del magnetismo terrestre

Paleomagnetismo

Anomalie magnetiche

Anomalie magnetiche, come si misurano

Inversioni di polarità

Utilizzo delle inversioni del campo magnetico terrestre

Registrazione e distribuzione delle inversioni magnetiche

Velocità di espansione delle placche litosferiche

Età e posizione dei più antichi fondali oceanici

Dorsale medio-atlantica

Evoluzione geodinamica del settore Corno d'Africa e Rift Valley

Evoluzione geodinamica del settore Islanda

Margini distruttivi

Subduzioni A e B

Fosse, terremoti e vulcani associati ai margini distruttivi

Archi vulcanici

Fossa di Tonga-Kermadec

Fossa Perù-Cile e Catena Andina

Differenza tra cordigliera e catena orogenetica

Prisma di accrescimento e fossa di subduzione

Evoluzione geodinamica del settore Giappone e Filippine

Evoluzione geodinamica del settore India e Himalaya

e posizione del limite di placche tra India ed Eurasia

Archi vulcanici e limiti di placche nel settore egeo

Margini trasformi

Dorsali e faglie trasformi: relazioni geometriche e temporali

Tre tipi di faglie trasformi

Faglia di San Andreas

Terremoti e dislocazioni associati ai margini trasformi

Due modi differenti di approccio alla tettonica delle placche (conoscitivo e storico):

dalla Deriva dei Continenti alla Tettonica delle Placche

Distribuzioni crostali di vulcani e terremoti

Tipi di margini di placca (con esempi)

Età della Terra; dove si concentrano le rocce più antiche e dove le più recenti

Significato geometrico e geodinamico dei ‘punti tripli'

Traslazione e rotazione della placca Africa nel Meso-Cenozoico

Distribuzione globale dei vulcani e limiti di placche

I vulcani da ‘punto caldo', caratteri ed evidenze

Vulcanismo di ‘punto caldo' su crosta oceanica e su crosta continentale

Esempi di vulcanismo da ‘punto caldo' (Hawaii, Canarie, Reunion, Islanda, Etna, Azzorre…)

Anatomia di un edificio vulcano a scudo di punto caldo

Il punto caldo di Yellowstone: caratteri, evoluzione e rischi indotti

Province magmatiche nella storia della Terra: età, ubicazione e riflessi indotti

Serie magmatiche e contesti geodinamici

Contesti geodinamici delle varie tipologie di vulcani terrestri

Composizione dei magmi, parametri chimici e fisici

Forma degli apparati vulcanici

Processi effusivi e subvulcanici

Tipi di depositi vulcanici

Freatismo magmatico

Depositi piroclastici

Rischio vulcanico ed equazione del rischio. Pericolosità, vulnerabilità e danno

Si Forma, si Deforma, si Modella: circolarità dei processi

Degradazione chimica e fisica

Fattori che regolano la degradazione di una roccia

Genesi ed evoluzione dei suoli in base al clima (cenni)

Degradazione differenziata

Termoclastismo e crioclastismo

Idratazione e dissoluzione

Dissoluzioni: doline, inghiottitoi, solchi (karren) (cenni)

Erosione da ruscellamento (e. areale): calanchi, ‘piramidi di terra' (cenni)

Erosione da fiumi e ghiacciai (e. lineare): solchi vallivi a V e a U (cenni)

Le Rocce sedimentarie: rocce terrigene, organogene (biochimiche, allochimiche) e chimiche (ortochimiche)

Classificazioni su basi genetiche, composizionali, tessiturali

Differenza tra ‘rocce terrigene' e ‘rocce clastiche'

Rocce terrigene

Composizione, tessiture e strutture

Processo diagenetico, da sedimento sciolto a coerente (litificazione)

Granuli, matrice, cemento.

Tipi di cemento; il cemento quando il sedimento è finissimo.

Depositi delle fasce montane

Falde detritiche, coni detritici e caratteri dei loro depositi

Contesti di formazione delle falde detritiche

Angolo di riposo in materiali sciolti

Profilo altimetrico fluviale

Conoidi di deiezione, dove e perché

Conoidi attivi e non alimentati

Trasporto in massa nei conoidi di deiezione e conseguenti tipi di depositi risultanti

Processi di cannibalizzazione dei conoidi: effetti e motivi di innesco

Deposizioni delle fasce di pianura

Contesti fluviali: barre di canali intrecciati e barre di canale meandriforme,

alvei pensili, esondazioni e ventagli di rotta

Evoluzione di un sistema a meandri (corsi fluviali ad alta sinuosità)

Rischio idrogeologico ed equazione del rischio. Pericolosità, vulnerabilità e danno

Interventi strutturali e non strutturali per prevenire e mitigare il rischio idrogeologico

Cause delle inondazioni fluviali

Rischio e pericolosità delle esondazioni

Fattori idrogeologici nell'innesco delle frane

Depositi delle fasce deltizie e litorali

Dinamica deltizia dovuta alle rotture d'argine

Motivi di distruzione di un apparato deltizio (es. delta storico del Fiume Isonzo)

Evoluzione quaternaria del delta padano

Modifiche storiche del corso del Fiume Reno

Propagazione deltizia lacustre: facies (bottomset, foreset, topset), spostamento della linea di riva, tasso di deposizione, concetti di ‘interfaccia deposizionale' e di ‘clinostratificazione'

La Duna di Pyla (Francia, costa atlantica)

Dune e ripple: geometrie e significati. Ripple da onda e ripple da flusso. Dune e ripple eolici

Cause dei rischi idrogeologici costieri e ‘ripascimento litorali'

Bioturbazione dei sedimenti

Depositi delle fasce di mare profondo

Correnti di torbida e strati torbiditici

Contesto di formazione e velocità di una corrente di torbida

Ambiti di sviluppo delle successioni torbiditiche (esempi passati e presenti)

Cosa indicano distribuzioni di strati in una colonna stratigrafica

Scarpata continentale, canyon sottomarini, piane abissali

Strati torbiditici e significato delle impronte di fondo (flute e groove cast)

Significato del ‘trend negativo' in una successione sedimentaria torbiditica

(aumento di spessore degli strati e aumento della loro granulometria)

Rocce organogene

Depositi delle fasce di mare basso (clima caldo umido)

I costituenti dei sedimenti carbonatici biochimici:

bioclasti, intraclasti, ooidi, peloidi, micrite.

Cemento spatitico e cemento micritico.

Scogliera organogena e ripartizione in facies (slope, porzione biocostruita,

laguna): assetto delle facies, tipi litologici e genesi (esercizi)

Geometrie delle scogliere organogene ricostruite sulla base dell'interazione delle

due variabili ‘livello marino' e ‘tasso di sedimentazione del bacino' (esercizi)

Ambiente lagunare: elementi fisici (canali mareali e barre tidali,

piane fangose di marea) e sedimenti che vi si producono

Ooliti e barre oolitiche: genesi e composizione

Struttura concentrica e/o radiale delle ooliti: significato e genesi

Micrite: origine e caratteri

Onde di tempesta cosa generano

Ragioni delle variazioni globali (eustatiche) del livello marino

Rocce chimiche

Rocce evaporitiche (chimiche s.s.) singenetiche deposizionali

L'esempio della Fm. Gessoso-solfifera (Vena del Gesso)

Travertini prodotti a T normale e travertini termali

Speleotemi carbonatici e solfatici

Dolomitizzazione (processo metasomatico): meccanismi di formazione

Selci di sostituzione (selce secondaria)

Le deformazioni di una successione rocciosa

Polarità di una successione rocciosa

Pieghe simmetriche e asimmetriche, significato di vergenza

Pieghe anticlinali e sinclinali e simbologie connesse

Piano assiale e cerniera di una piega e simbologie connesse

Tipi di faglia e simbologie connesse

Ricostruzione, in un contesto di compressione, di effetti deformativi trascorrenti, distensivi, e compressivi sviluppati contemporaneamente in porzioni differenti del volume crostrale (esercizi)

Catene orogenetiche e raccorciamenti litosferici

Terremoti: ipocentro ed epicentro (calcolo dell'-)

Perché si sviluppano le onde superficiali (R e L)

Sismografi e sismogramma

Scala Mercalli-Cancani-Sieberg e Magnitudo

Rischio sismico ed equazione del rischio. Pericolosità, vulnerabilità e danno

Processo metamorfico (cenni)

Tipi di metamorfismo

Carte Geologiche

Elementi che formano una carta geologica

Legenda stratigrafica

Legenda tettonica

Schema stratigrafico

Quadro tettonico

Ere e periodi geologici

Datazioni assolute dei limiti delle varie ere geologiche

Geologia circummediterranea

Catene orogenetiche passate e presenti (catene caledoniane, erciniche e alpino-appenniniche)

Oceano ligure-piemontese, microplacca (o promontorio) apula, placche africana ed euroasiatica

Rotazione antioraria del blocco sardo-corso

Apertura del Mar Tirreno settentrionale e genesi dell'Appennino settentrionale

Apertura del Mar Tirreno meridionale e traslazione dei frammenti calabro-peloritani

Porzioni padane sepolte dell'Appennino settentrionale

Sezioni sismiche e anatomia deformativi di una catena orogenetica

Il clima

Variazioni climatiche: le cause (fattori astronomici, fattori geologici, fattori antropici)

Radiazione solare, macchie solari, potenziale di riscaldamento globale

Gas serra: non sono tutti uguali

Variazioni pleistoceniche e oloceniche della T globale

Correlazione tra aumento della CO2 e incremento della T globale?

Protocollo di Kioto

Riconoscimento campioni macroscopici (rocce sedimentarie e anchimetamorfiche)

Tipi litologici discussi e analizzati durante il Laboratorio

Testi/Bibliografia

LA TERRA: ritratto di un pianeta (S. Marshak, 2004) – Zanichelli

Si consiglia, inoltre, la visione dei seguenti testi

SI FORMA SI DEFORMA SI MODELLA come il territorio si modifica attraverso il tempo geologico (C. Venturini, 2010) - Geoworld e Comunità Montana della Carnia

STORIA GEOLOGICA d'ITALIA gli ultimi 200 milioni di anni (A. Bosellini, 2005) - Zanichelli

IL RACCONTO DELLE ORIGINI dal Big Bang alla Vita (AA. VV., 2004) - Magnus Ed.

Metodi didattici

Lezioni frontali, escursioni didattiche, visite alle esposizioni geo-paleontologiche (es. Museo Capellini, via Zamboni 63, BO).

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale e pratico al termine del corso (riconoscimento campioni di rocce sedimentarie, svolgimento di esercizi pratici, domande inerenti al programma svolto).