Ciclostratigrafia

Oggetto:

Ciclostratigrafia

Oggetto:

Cyclostratigraphy

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN1152

Docente

Dott. Francesca Lozar (Titolare del corso)

Corso di studi

Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate

Anno

1° anno 2° anno

Tipologia

A scelta dello studente

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

GEO/01 - paleontologia e paleoecologia

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Facoltativa

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Modalità d'esame

L'esame si compone di prova scritta e/o colloquio orale

Prerequisiti

Conoscenze approfondite (e acquisibili nel corso della laurea triennale) di Stratigrafia, Geologia del Sedimentario, Geochimica isotopica.

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso illustra le metodologie e le finalità della tecnica ciclostratigrafica, sottolineando la stretta interdipendenza della geosfera con il clima e la biosfera. Vengono riprese le tecniche analitiche e stratigrafiche di dettaglio che consentono di correlare le successioni cicliche con le variazioni climatiche e quindi, se possibile, con quelle dei parametri orbitali (precessione, obliquità e eccentricità), per giungere alla moderna tecnica di datazione astrocronologica del record stratigrafico. Descrive l’evoluzione del sistema oceano-atmosfera nel corso degli eoni (dal precambriano all’attuale) e le implicazioni che questo ha avuto sul record stratigrafico e le implicazioni per la moderna stratigrafia applicata.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Capacità di analizzare il record stratigrafico con buon dettaglio e ricavare tutte le informazioni in esso conservate, in particolare su: la massa d’acqua in cui i sedimenti si sono deposti, gli organismi che in essa vivevano, il clima durante la fase deposizionale, la durata del tempo registrato nella successione stratigrafica. Conoscenza dell’evoluzione del sistema oceano-atmosfera dal Precambriano all’attuale.

Oggetto:

L’irraggiamento come motore del clima terrestre: Bilancio energetico. Trasferimento dell'energia al sistema oceano-atmosfera. Fenomeni di assorbimento, dispersione e riflessione. Influenza dell'irraggiamento sul clima.

Funzionamento del Sistema Oceano/Atmosfera: parametri fisici e biologici che lo descrivono. Circolazione oceanica attuale e suo motore. La produttività e sua relazione con la disponibilità di nutrienti. Cenni su ciclo del Carbonio e ciclo dell'Ossigeno.

Ciclostratigrafia storica (da Gilbert a Milanckovitch e oltre).

Fondamenti fisici della ciclostratigrafia: iparametri orbitali, precessione, eccentricità e obliquità; la loro influenza sull'irraggiamento della superficie terrestre.

Fondamenti geologici della ciclostratigrafia. Evidenze della ciclicità nel sedimento. Problemi di obliterazione o esaltazione del segnale orbitale nei diversi ambienti sedimentari. successioni da prediligere per lo studio ciclostratigrafico.

Il record ciclostratigrafico nei diversi ambienti sedimentari: problemi e preferenze.

Il record ciclostratigrafico. Esempi di successioni marine profonde nel Neogene del Mediterraneo (Ras il Pellegrin, Malta) e nel Cretacico della Tetide (Marne a Fucoidi, Piobbico, Umbria).

Tecniche di analisi spettrale dei dati ciclici. Trasformata di Fourier; analisi spettrale di segnali semplici.

Tecniche di analisi spettrale dei dati geologici; teoria e problematiche applicative. Passaggio dall'analisi dei dati geologici nella scala lineare, all'analisi alla scala tempo. Sintonizzazione (tuning).

La scala temporale astronomica ATS: Metodi di perforazione oceanica e loro importanza per la costruzione della ATS. Origine della ATS e sua costruzione. La ATS del Neogene: costruzione della APTS nel Mediterraneo; problematiche relative alla calibrazione dalla APTS in sedimenti marini e continentali. Possibili sviluppi futuri per l'estensione della ATS a tutto il Cenozoico: problemi astronomici e geologici.

Evoluzione del chimismo negli oceani. Il tenore in O₂ dell’oceano primordiale ed evoluzione del sistema oceano-atmosfera dal Precambriano all’attuale. (l’oceano aragonitico e l’oceano calcitico).

Evoluzione della Tetide: i proxies (geochimici, paleontologici) su cui si basa la ricostruzione paleogeografica e paleoceanografica.

La circolazione oceanica nel Mesozoico e nel Cenozoico.

Estremi climatici e ripercussioni sul sistema oceano: tre casi di studio (limite Cenomaniano/Turoniano, limite Paleocene/Eocene, le Età Glaciali del Plio-Pleistocene).

Analisi spettrale delle curve dei parametri orbitali: precessione, eccentricità e obliquità. Differenze nei diversi intervalli di tempo e relazione con le diverse soluzioni astronomiche.

Analisi spettrale delle curve di insolazione per diversi intervalli di tempo, con latitudini e longitudini preselezionate.

Analisi ciclostratigrafica della successione di Ain el Beida, a partire dai dati litostratigrafici e dei proxies climatici (d¹⁸O e contenuto in Al). Il dominio lineare e il dominio temporale. Esercizio di tuning astronomico.

Solar irradiation as a driver of Earth's climate. Incoming and outcoming energy balance. Energy transfer to the ocean-atmosphere system. Absorption, scattering and reflection. Influence of irradiation on climate.

Ocean/Atmosphere System Operation: physical and biological parameters. Current ocean circulation and its engine. Primary productivity and its relation to the availability of nutrients. Overview of the carbon cycle and the oxygen cycle.

Historical Cyclostratigraphy (from Gilbert to Milanckovitch and beyond).

Physical foundations of cyclostratigraphy: the orbital parameters, precession, eccentricity and obliquity; their influence on the irradiance of the Earth surface.

Geological foundations of cyclostratigraphy. Evidence of cyclicity in the sediment. Problems obliteration or exaltation of the orbital signal in different sedimentary environments. Sequences and depositional environments to be preferred for the study ciclostratigrafico.

The cyclostratigraphic record in different sedimentary environments: problems and preferences.

The cyclostratigraphic record. Examples of deep marine successions in the Mediterranean Neogene (Ras ilPellegrin,Malta) and in the tethyan Cretaceous (Marne a Fucoidi,Piobbico,Umbria).

Spectral analysis techniques of cyclic data. Fourier transform; spectral analysis of simple sinusoidal signals.

Spectral analysis techniques of geological data; theory and application problems. From the analysis of geological data in a linear scale, to the analysis in the time domain. Tuning.

The astronomical time scale ATS: Ocean drilling methods and their importance to the construction of the ATS. Origin of ATS and its construction. Neogene ATS and the Polarity Time Scale: construction of the APTS in theMediterranean; problems about calibrating the APTS in marine and continental sediments. Possible future developments for the extension of ATS throughout the Cenozoic and Cretaceous: geological and astronomical problems.

Evolution of the chemical composition in the oceans. The O2 content of the primordial ocean and evolution of the ocean-atmosphere system from the Precambrian to the present. Aragonite and calcite oceans.

Evolution of the Tethys: geochimical and paleontological proxies: paleogeographic and paleoceanographic reconstructions.

The ocean circulation in the Mesozoic and Cenozoic.

Climate extremes and impacts on the ocean system: three case studies (Cenomanian/Turonian boundary, Paleocene/Eocene boundary and Early Eocene Climatic Optimum, the Plio-Pleistocene Ice Age).

Spectral analysis of the curves of the orbital parameters: precession, eccentricity and obliquity. Differences in the different time intervals, and relationship with the different astronomical solutions.

Spectral analysis of the insolation curves for different time intervals per diversi intervalli di tempo, with preset latitudes and longitudes.

Cyclostratigraphic analysis of the Ain el Beida section, starting from litostratigraphic data and from cimatic proxies (d¹⁸O and Al content). The spatial domain and the time domain. Astronomical tuning.

Descrizione