PRESENTAZIONE

Il corso di Geodinamica esplora le relazioni tra cause ed effetti che governano la tettonica globale sul nostro pianeta come anche l’assetto geologico di superfici di altri corpi planetari del sistema solare e la loro struttura interna.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento fornisce i fondamenti della dinamica delle placche e del mantello superiore. Vengono esplorare la geometria, la cinematica e la dinamica dei processi che coinvolgono la crosta/litosfera terrestre al fine di analizzare in modo quantitativo e modellizzare le relazioni tra cause (forze e stress) ed effetti (tettonica) alle diverse scale spaziali e temporali. Tali conoscenze rappresentano gli strumenti di base per comprendere l’evoluzione passata e modellizzare quella futura della Terra e di altri pianeti. Le applicazioni includono la comprensione dell’assetto sismotettonico di regioni tettonicamente attive.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Le conoscenze acquisite durante il corso permetteranno agli studenti di quantificare i processi geologici e geodinamici alle varie scale in modo da essere in grado di valutare il ruolo degli stress/forze e delle deformazioni associate. I risultati dell’apprendimento includono la quantificazione e soluzione numerica di problemi geologici reali attraverso l’applicazione delle equazioni presentate durante il corso; la soluzione di problemi complessi attraverso l’approccio con Metodo Monte Carlo; la realizzazione di modelli 2D di ispessimento e assottigliamento crostale; la quantificazione dello stato di stress nei margini continentali passivi; la quantificazione del ruolo degli oceani nella tettonica delle placche; la modellizzazione del comportamento elastico della litosfera in diversi contesti geodinamici; la comprensione delle traiettorie di stress crostale attraverso l’analisi dei domini di lineamenti rilevati su immagini sintetiche delle superfici planetarie.

PREREQUISITI

Conoscenze di base in Matematica, Fisica, Fisica Terrestre, Tettonica delle Placche, Geologia, Geologia Strutturale acquisite nei corsi della Laurea Triennale.

MODALITA' DIDATTICHE

                In accordo con la vigente normativa a seguito dell’emergenza COVID19 l’erogazione didattica sarà di tipo blended ed includerà sia lezioni e/o video-lezioni basate su presentazioni multimediali in presenza e/o a distanza, esercitazioni in presenza e/o in teleconferenza. La frequenza a tutte le attività previste è fortemente consigliata.

E’ prevista la preparazione e presentazione da parte degli studenti (anche in teleconferenza) di elaborati su specifici problemi geodinamici analizzati singolarmente e/o in piccoli gruppi.

Sono previste esercitazioni test per la valutazione in itinere degli apprendimenti.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione alla Geodinamica. Concetto di scala e risoluzione. Forze “fondamentali” e forze “trascurabili”. Concomitanza delle forze. Aspetti cinematici e dinamici. Il meccanismo delle “scatole cinesi”. Limiti derivanti dalla conservazione dei volumi. Modelli matematici analitici e modelli frattali. Interazione dinamica tra litosfera ed astenosfera e tra crosta e mantello. 

Tettonica delle Placche. L’interno della Terra. Cinematica dei margini attivi: subduzione, rifting, trasformi. Tettonica trascorrente intraplacca. Moti delle placche. Teorema di Eulero e suoi limiti. Rotazioni. Utilizzo di dati paleomagnetici e delle anomalie magnetiche per la ricostruzione della evoluzione della tettonica delle placche. Il ciclo di Wilson. Principi di geodinamica planetaria.

Richiamo ai concetti di forze di volume e di superficie. Richiamo ai concetti di isostasia. Continental buoyancy. Applicazioni dell’isostasia in vari ambienti geodinamici. Vertical surface stress. Horizontal surface stress. Bilanciamento delle forze orizzontali e verticali. Stress in due dimensioni. Stressi in tre dimensioni. Pressioni all’interno dei pianeti. Misure di stress. Misure di strain.

Richiamo del concetto di elasticità lineare. Uniaxial stress. Uniaxial strain. Plane stress. Plane strain. Pure shear and simple shear. Stress isotropico. Flessurazione di una piastra elastica. Bilanciamento di forze e momenti. Flessurazione di una piastra sottoposta a torsione, ad una forza verticale concentrata ad un estremo, a carico omogeneo. Buckling di una piastra sotto l’effetto di un carico orizzontale. Flessione di uno strato di roccia sovrastante un laccolite. Applicazione alla litosfera terrestre. Carico periodico. Stabilità della litosfera terrestre alla compressione laterale. Flessurazione della litosfera terrestre sotto il carico di catene di isole vulcaniche. Flessurazione della litosfera terrestre in subduzione. Flessurazione della litosfera terrrestre in bacini sedimentari.

Studio geodinamico a scala subcontinentale da immagini a scala sintetica (immagini telerilevate e immagini dei campi potenziali). Principi di Remote Sensing. Analisi di modelli digitali del terreno (DEM) e immagini satellite. Analisi manuale ed automatica dei domini di lineamenti Trattazione statistica dei lineamenti.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

-Turcotte, Donald, and Gerald Schubert. Geodynamics. Cambridge University Press, 2014 

-Kearey, Philip, Keith A. Klepeis, and Frederick J. Vine. Global tectonics. John Wiley & Sons, 2009.

- Frisch, Wolfgang, Martin Meschede, and Ronald C. Blakey. Plate tectonics: continental drift and mountain building. Springer Science & Business Media, 2010.

-Turcotte, Donald L. Fractals and chaos in geology and geophysics. Cambridge university press, 1997.

Il materiale presentato durante il corso sarà disponibile su aulaweb.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

PAOLA CIANFARRA (Presidente)

LAURA CRISPINI

FRANCO ELTER (Presidente Supplente)

NICOLA CORRADI (Supplente)

LAURA FEDERICO (Supplente)

DANILO MORELLI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare orario dettagliato al seguente link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

GEODINAMICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale. Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza costante e regolare alle lezioni e all’attività del corso è fortemente raccomandata.