PRESENTAZIONE

La Vulcanologia è una disciplina di base e applicativa delle Scienze Geologiche che studia i processi vulcanici terrestri, ne spiega la fenomenologia ed offre le basi per una loro corretta  nterpretazione attraverso lo studio dei prodotti vulcanici. E’ inoltre il principale strumento per l’analisi della pericolosità e del rischio vulcanico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento ha lo scopo di introdurre lo studente alla comprensione dei fenomeni e dei processi vulcanici a partire dai modelli accrezionali dei corpi planetari (e dalla loro evoluzione termica), per passare alle relazioni tra vulcanismo e tettonica, fino a delineare i principali meccanismi eruttivi. Particolare attenzione è dedicata all’effetto delle proprietà chimico-fisiche e termodinamiche dei magmi e dei componenti volatili sui processi vulcanici e all’utilizzo dei diagrammi di fase e dei dati geochimici nella modellizzazione di tali proprietà. Una parte finale del corso è dedicata ai vulcani italiani (Etna, Eolie, Vesuvio, Campi Flegrei, Provincia Comagmatica Romana, Vulture) e alla svolgimento di attività di terreno in aree vulcaniche attive o quiescenti.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le conoscenze di geochimica, geologia, mineralogia, petrografia.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni sul terreno.

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

PROGRAMMA/CONTENUTO

1) Premesse

1-1) Origini del vulcanismo

1-2) Calore endogeno

1-2-1) Energia accrezionale

1-2-2) Decadimento radioattivo a lungo periodo

1-2-3) Radioattività a corto periodo

1-2-4) Energie di marea

1-2-5) Effetto di separazione nucleo-mantello

1-2-6) Evoluzione termica del pianeta

1-3) Composizione dei pianeti terrestri

1-3-1) Proprietà dei corpi planetari

1-3-2) Struttura e composizione della Terra

1-4) Le rocce vulcaniche: chimismo e classificazione

1-5) Calcoli normativi

1-5-1) Norma CIPW

1-5-2) Norma equivalente

1-5-3) Norma Barth-Niggli

1-5-4) Deconvoluzioni particolari: quadrilatero dei pirosseni

1-6) Diagrammi di variazione

1-6-1) Indice di Larsen

1-6-2) Indice di solidificazione

1-6-3) Indice di differenziazione

1-6-4) Numero di magnesio

1-6-5) Numero di sodio

2) Vulcanismo e tettonica

2-1) Locazione dell’attività vulcanica

2-2) La tettonica a zolle

2-3) Il vulcanismo di ridge oceanico

2-4) Il vulcanismo dei margini distruttivi

2-5) Vulcanismo intraplacca

3) Petrogenesi

3-1) Diagrammi di Roozeboom

3-1-1) Cristallizzazione di fasi a miscibilità nulla

3-1-2) Cristallizzazione di fasi a miscibilità completa

3-1-3) Cristallizzazione di fasi a miscibilità parziale

3-1-4) Formazione di composti intermedi a stechiometria fissa

3-2) Estensione a sistemi ternari

3-2-1) Sistemi ternari tra miscele meccaniche

3-2-2) Formazione di un composto intermedio a stechiometria fissa

3-2-3) Sistemi ternari tra fasi a miscibilità diversa

3-3) Estrensione a sistemi quaternari

3-4) Principali sistemi petrogenetici

3-4-1) Nefelina - silice

3-4-2) Forsterite - silice

3-4-3) Diopside – albite – anortite

3-4-4) Diopside – forsterite – silice

3-4-5) Nefelina – forsterite – silice

3-4-6) Albite – anortite – ortoclasio

3-4-7) Albite – ortoclasio – quarzo

3-4-8) Nefelina – kalsilite – silice (H2O)

4) Proprietà strutturali e reattive dei fusi silicatici

4-1) Natura ionica dei fusi ed interpretazione quasi-reticolare

4-2) Natura polimerica della matrice anionica: modelli di Toop-Samis e di Masson

4-3) Proprietà acido-base degli ossidi e loro effetti sullo stato strutturale

4-4) Basicità ottica e struttura dei fusi naturali

4-5) Effetti delle variabili intensive sul processo di fusione

4-6) Effetti del chimismo sul processo di fusione

5) Termodinamica dei fusi silicatici

5-1) Calore specifico

5-2) Entalpia ed entropia di fusione

5-3) Volume molare, espansione termica e compressibilità

5-4) Proprietà di miscela

5-4-1) Modelli di polimerizzazione

5-4-2) Modelli cellulari

5-4-3) Modello “central-surround”

5-4-4) Rappresentazione polinomiale

5-4-5) Modello quasi chimico e sue modifiche

5-4-6) Modello delle soluzioni associate

5-4-7) Modello ibrido

6) Proprietà reologiche

6-1) Relazioni tra stato fuso e stato vetroso

6-2) Viscosità: teoria Adams-Gibbs

6-3) Solubilità dei componenti volatili:

6-3-1) Solubilità meccanica

6-3-2) Solubilità reattiva

6-4) Processi di vesicolazione

6-5) Flussi lavici

6-5-1) Una tipica lava basaltica

6-5-2) Lave andesitiche

6-5-3) Lave dacitiche

6-5-4) Lave riolitiche

6-5-5) Lave carbonatitiche

6-5-6) Lave “sulfuree”

7) I tipi di attività vulcanica

7-1) Metodi classificativi

7-2) Esplosività e tipi di depositi

7-3) Classificazione della attività

7-4) Eruzioni “idrovulcaniche”

7-5) Attività Pelèeana

7-6) Eruzioni in generale

7-6-1) Eruzioni piroclastiche

7-6-2) Depositi piroclastici

7-6-3) Ignimbriti

7-6-4) Surges

7-6-5) Nubi ardenti

7-6-6) Debris flows

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense di Vulcanologia (scaricabili da Aula WEB)

Ottonello G., (1991) Principi di Geochimica. Zanichelli, Bologna, 708pp.

Ottonello G., (1997) Principles of Geochemistry. Columbia University Press, New York-Chicester-West Sussex, 894 pp.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DONATO BELMONTE (Presidente)

MARINO VETUSCHI ZUCCOLINI

ROBERTO CABELLA (Presidente Supplente)

CRISTINA CARBONE (Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

VULCANOLOGIA

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 mirato a valutare l’effettiva comprensione degli argomenti trattati nel corso. 

L'esame si svolgerà tramite presentazione orale curata dagli studenti su uno specifico argomento del corso.

ALTRE INFORMAZIONI

Frequenza consigliata