Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
SCIENZE GEOLOGICHE
Insegnamento
FISICA TERRESTRE E GEOFISICA APPLICATA
SCP3052850, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
SCIENZE GEOLOGICHE
SC1162, ordinamento 2008/09, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 14.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese PHYSICS OF THE EARTH AND APPLIED GEOPHYSICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Geoscienze
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALESSANDRO CAPORALI GEO/10
Altri docenti LAPO BOSCHI GEO/10
NICOLA CENNI GEO/10
MANUELE FACCENDA GEO/10
ANNALISA ZAJA GEO/11

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
ALTRO Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro -- 2.0
CARATTERIZZANTE Ambito geofisico GEO/10 7.0
CARATTERIZZANTE Ambito geofisico GEO/11 5.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
Turni
ATTIVITÀ DIDATTICHE A PICCOLI GRUPPI 0.0 28 0.0 Nessun turno
ESERCITAZIONE 1.0 12 13.0 2
LABORATORIO 2.0 32 18.0 2
LEZIONE 11.0 88 187.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2008

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
5 Commissione 2019/20 01/12/2019 30/11/2020 CAPORALI ALESSANDRO (Presidente)
ZAJA ANNALISA (Membro Effettivo)
CENNI NICOLA (Supplente)
FACCENDA MANUELE (Supplente)
4 Commissione 2018/19 01/12/2018 30/11/2019 CAPORALI ALESSANDRO (Presidente)
ZAJA ANNALISA (Membro Effettivo)
CENNI NICOLA (Supplente)
FACCENDA MANUELE (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di fisica, matematica, geologia strutturale, calcolo
Conoscenze e abilita' da acquisire: Combinazione di nozioni geologiche e fisico-matematiche per costruire semplici modelli quantitativi di fenomeni di interesse geologico.

Il modulo di geofisica applicata presenta agli studenti un quadro generale delle tecniche geofisiche adatte alla prospezione geologica, idrogeologica, ambientale ed ingegneristica. Una attenzione particolare è data al metodo geoelettrico in corrente continua (c.c.) e alla prospezione sismica a rifrazione. Lo studente acquisirà conoscenze specifiche riguardanti sia le procedure di acquisizione, di elaborazione ed interpretazione dei dati.
Modalita' di esame: Compitino scritto ed esame orale
Criteri di valutazione: Valutazione dell'esito del compito scritto e domande integrative
Discussione di una relazione sui dati acquisiti in campagna con la tecnica dei sondaggi SEV e di sismica a rifrazione
Verifica sulle competenze acquisite dagli studenti in relazione agli argomenti trattati durante le lezioni frontali.
Contenuti: Parte 1 Cinematica delle placche
1.1 Paleomagnetismo: proprietà magnetiche delle rocce, magnetizzazione termorimanente, ricostruzione della posizione del paleopolo con dati di declinazione e inclinazione magnetica in campioni di fondo oceanico
1.2 Cinematica delle Placche Litosferiche, Poli Euleriani di rotazione, calcolo della velocità assoluta e relativa delle placche
Parte 2 Sforzo e deformazione
2.1 Richiami e definizioni
2.2 Riduzione agli assi principali del tensore degli sforzi e deformazioni; angolo di massimo sforzo di taglio
2.3 Legge di Hooke e proprietà elastiche nei solidi; sforzo uniassiale e piano; deformazione uniassiale.
2.4 Curvatura di una lamina. Rigidità flessurale. Equazione differenziale della deformata unidimensionale di una lamina sottile.
2.5 Esempi di deformazione e calcolo dello sforzo e deformazione all'interno della lamina con vari vincoli e condizioni al contorno: laccolite; litosfera oceanica soggetta a un carico superficiale costante e variabile sinusoidalmente; lunghezza d'onda caratteristica della litosfera oceanica; risposta a carico orizzontale e buckling; flessura in un trench oceanico.
2.6 Sforzo e deformazione in rocce di faglia: coefficiente di attrito statico, teoria di Anderson. Terremoti: criterio di rottura di Amonton, modello meccanico dello 'slider block', coefficiente di attrito dinamico, stress drop e tempo di ricorrenza.
Parte 3 Sismologia con cenni di prospezione sismica
3.1 Equilibrio nelle rocce ed equazione di Navier Stokes
3.2 Derivazione dell'equazione d'onda: onde P e S; onde di superficie; confronto con le onde elettromagnetiche
3.3 Soluzione d'onda piana. Onde monocromatiche. Principio di sovrapposizione, spettro di potenza, analisi di Fourier
3.4 Localizzazione epicentrale
3.5 Magnitudo, momento sismico, formule empiriche di Wells e Coppersmith
3.6 Relazione di Gutenberg Richter, zonazione sismica, Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani CPTI, completezza del Catalogo
3.7 Meccanismo Focale, tensore momento sismico.
3.8 Andamento della densità, velocità sismica e gravità in funzione della profondità. Zone a bassa velocità e zone d'ombra

Parte 4 Gravità e Gravimetria
4.1 Potenziale gravitazionale terrestre: sviluppo in polinomi di Legendre, momenti principali d'inerzia della Terra
4.2 Effetti della non sfericità della gravità terrestre: precessione e nutazione astronomiche; moto del polo; regressione del nodo delle orbite; misura del Glacial Isostatic Rebound
4.3 Superfici equipotenziali: geoide ed ellissoide; Gravità normale e gravità vera: deviazione della verticale e anomalia gravimetrica
4.4 Riduzione delle anomalie gravimetriche: correzione di aria libera e di Bouguer
4.5 Anomalie prodotte da corpi sommersi: modello sferico e modello cilindrico, con applicazioni alla prospezione gravimetrica
4.6 Anomalie gravimetriche, orogeni e fosse oceaniche. Isostasia secondo Airy.
Parte 5 Rocce e Termodinamica
5.1 Flusso termico, coefficiente di diffusione termica, secondo principio della Termodinamica
5.2 Flusso termico negli oceani e nei continenti. Correlazione con l’età.
5.3 Equazione di Fourier sulla conduzione termica
5.4 Geoterma stazionaria a concentrazione costante. Inconsistenza con i dati sperimentali
5.5 Geoterma stazionaria a concentrazione variabile esponenzialmente
5.6 Effetto in profondità delle variazioni periodiche di temperatura in superficie: skin depth, permafrost e traccia termica delle glaciazioni in ere geologiche
5.7 Riscaldamento/raffreddamento istantaneo di un semispazio: soluzione dell'equazione della diffusione, funzione di errore complementare.

Geofisica applicata: sismica a rifrazione, geoelettrica in corrente continua
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni Frontali, svolgimento di esercizi

Geofisica applicata: 2 CFU di apprendimento frontale , 1CFU di esercitazioni al computer, 1CFU che comprende 2 uscite in campagna
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense ed esercizi risolti sono disponibili alla pagina:
http://www.geoscienze.unipd.it/personal/caporali-alessandro/didattica

Dispense di Geofisica Applicata
Testi di riferimento:
  • Reynolds J.M., An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. --: Wiley, --. Cerca nel catalogo
  • Telford W.M., Geldart L.P., Sheriff R.E, Applied Geophysics. --: Cambridge University Press, --. Cerca nel catalogo