Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

CICLOSTRATIGRAFIA

Oggetto:

Cyclostratigraphy

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
MFN1152
Docente
Prof. Francesca Lozar (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate
Anno
1° anno, 2° anno
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
GEO/01 - paleontologia e paleoecologia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti
Conoscenze approfondite (e acquisibili nel corso della laurea triennale) di Stratigrafia, Geologia del Sedimentario, Geochimica isotopica.

In-depth knowledge, acquired during the three-year degree, of Stratigraphy, Sedimentary Geology, Isotope geochemistry.
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'insegnamento fornisce gli strumenti (tecniche e metodologie analitiche e ciclostratigrafiche di dettaglio) che consentono di individuare nel record stratigrafico il segnale paleoclimatico, grazie alla stretta interdipendenza della geosfera con il clima e la biosfera. Viene inoltre fornito un metodo analitico per 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, tramite tuning astronomico e analisi spettrale. Inoltre il corso fornisce le conoscenze sintetiche dell'evoluzione paleoceanografica del pianeta Terra, ricostruita sulla base del record oceanico, per il Mesozoico e il Cenozoico, e il legame tra circolazione oceanica ed evoluzione delle calotte glaciali del Quaternario. I contenuti proposti all'interno del corso concorrono al raggiungimento degli obiettivi formativi della laurea magistrale per quanto attiene gli aspetti pratici ed applicativi della stratigrafia, in particolare riguardo alla capacità di saper leggere e ricostruire l'evoluzione climatica e paleoceanografica a partire dal record stratigrafico, integrando le informazioni contenute nei dati analitici micropaleontologici, geochimici, sedimentologici. e interpretandole autonomamente e criticamente.

.....The course provides the tools (detailed analytical and cyclostratigraphic techniques and methodologies) that allow the paleoclimate signal to be identified in the stratigraphic record, thanks to the close interdependence of the geosphere with the climate and the biosphere. An analytical method is also provided to correlate the cyclic sequences with the climatic variations and then, if possible, with the orbital parameters (precession, obliquity and eccentricity), to arrive at the modern astrochronological dating technique of the stratigraphic record, through astronomical tuning and spectral analysis. In addition, the course provides the synthetic knowledge of the paleoceanographic evolution of the planet Earth, reconstructed on the basis of the oceanic record, for the Mesozoic and Cenozoic, and the link between ocean circulation and the evolution of the ice sheets of the Quaternary. The contents proposed within the course contribute to the achievement of the educational objectives of the master's degree with regard to the practical aspects and application of stratigraphy, in particular with regard to the ability to read and reconstruct the climatic and paleoceanographic evolution starting from the stratigraphic record, integrating the information contained in the micropaleontological, geochemical, sedimentological analytical data. and interpreting them autonomously and critically.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione.

 Alla fine di questo insegnamento lo studente dovrà:

- conoscere i principali meccanismi climatici e come questi possono essere registrati nelle successioni cicliche;
- conoscere i principali segnali paleobiologici e paleoclimatici registrati dalla ciclicità sedimentaria;
- conoscere le principali metodologie di analisi delle successioni cicliche, e saper applicare la tecnica ciclostratigrafica (uso del software Analyseries per l'analisi spettrale e capacità di eseguire semplici esercizi di tuning astrocronologico);
- conoscere le principali tappe dell'evoluzione del clima e del sistema oceano durante il Mesozoico, il Cenozoico e il Quaternario, anche con riferimento all'evoluzione climatica attuale.

 Capacità di applicare conoscenza e comprensione

 Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà:

- interpretare una successione stratigrafica ciclica tramite l'analisi di dati sedimentologici, paleobiologici e geochimici;
- utilizzare la ciclicità riconoscibile nelle successione stratificate e nei dati di proxies climatici (geochimici, paleobiologici, sedimentologici) per stabilire la correlazione dei cicli sedimentari con la scala temporale astrocronologica (tuning) e costruire l'inquadramento cronostratigrafico dei depositi studiati;
- comprendere la variabilità climatica nel tempo geologico (cicli serra/ghiacciaia) e come questa sia essenziale per comprendere il cambiamento climatico in corso.

 Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento lo studente saprà formulare un giudizio:

- sulle metodologie di indagine ciclostratigrafica più adatte a studiare i diversi intervalli geologici e in diverse condizioni deposizionali;
- sulla qualità dei dati acquisiti e la correttezza delle elaborazioni su di essi condotte.

 Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento lo studente dovrà sapere:

- utilizzare il linguaggio tecnico della ciclostratigrafia; comprendere e integrare dati delle diverse discipline, utili all'analisi ciclostratigrafica e stratigrafica integrata;
-  coordinarsi con diverse figure professionali che lavorano nella caratterizzazione delle successioni sedimentarie e nella gestione del territorio.

 Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo studente avrà le capacità di studio autonomo e di valutazione critica delle tecniche da utilizzare nella realizzazione di analisi ciclostratigrafiche di dettaglio in successioni sedimentarie marine sia in affioramento che in sottosuolo, integrando e interpretando basi di dati multidisciplinari.

 

.....

Oggetto:

Programma

 Ciclostratigrafia storica (da Gilbert a Milanckovitch e oltre). 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.
Fondamenti fisici della ciclostratigrafia: i parametri 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 (laghi, piattaforme, bacini; Newark, Matese, Piobbico ecc): 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. Approfondimenti sull'analisi spettrale delle curve orbitali e dei proxies climatici.
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). Concetti fondanti della relazione parametri orbitali/clima/sedimento: i sapropels di Hilgen.
La scala temporale astronomica ATS: concetti di base. 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. La ATS del Cenozoico. Possibili sviluppi futuri per l'estensione della ATS a tutto il Mesozoico: problemi astronomici e geologici.
Paleoceanografia: Evoluzione del chimismo negli oceani. Il tenore in O2 dell'oceano primordiale ed evoluzione del sistema oceano-atmosfera (l'oceano aragonitico e l'oceano calcitico).
Evoluzione della paleoceanografia della Tetide: i proxies (isotopici, geochimici, paleontologici).
La circolazione oceanica nel Mesozoico e nel Cenozoico. Cosa sappiamo a grande scala. 
Estremi climatici e ripercussioni sul sistema oceano: gli eventi anossici oceanici (OAE). L'evento Toarciano (T-OAE) e gli eventi cretacici inferiori (OAE1a-d). 
Estremi climatici e ripercussioni sul sistema oceano: gli eventi anossici oceanici (OAE). Gli eventi OAE2 e OAE3. I massimi termici paleogenici (PETM, EECO, MECO).
Estremi climatici e ripercussioni sul sistema oceano: le età Glaciali del Plio-Pleistocene.
Esercitazioni: 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.
Analisi ciclostratigrafica di case histories in diversi intervalli di tempo.
Ricostruzioni paleoclimatiche e astrocronologiche a partire dagli archivi geologici (es. PETM, glaciazioni pleistoceniche).

Historical Cyclostratigraphy (from Gilbert to Milanckovitch and beyond).  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.
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 geological data analysis in the space domain, to time scale domain. Tuning. Fundamental concepts of the orbital / climate / sediment parameter relationship: Hilgen's sapropels.

The astronomical ATS time scale: basic concepts. Ocean drilling methods and their importance for the construction of ATS. Origin of ATS and its construction. ATS of Neogene: construction of APTS in the Mediterranean; Problems related to APTS calibration   in marine and continental sediments. The APTS of the Cenozoic. Possible future developments for the extension of ATS to all Mesozoic: astronomical and geological problems.
Paleoceanography: Evolution of chiming in the oceans. The primordial ocean O2 content and the evolution of the ocean-atmosphere system (The aragonite ocean and the calcite ocean).
Evolution of the Paleoceanography of Tethys ocean: proxies (isotopic, geochemical, paleontological).
Oceanic circulation in the Mesozoic and the Cenozoic. What we know at a large scale.
Climate extremes and effects on the ocean system: oceanic anoxic events (OAEs). The Toarcian event (T-OAE) and the lower Cretaceous events (OAE1a-d).
Climate extremes and effects on the ocean system: oceanic anoxic events (OAEs). OAE2 and OAE3 events. The Paleogene thermal maxima (PETM, EECO, MECO).
Climatic extremes and effects on the ocean system: the Plio-Pleistocene glacial ages.
Exercises: Spectral analysis of orbital parameter curves: precession, eccentricity and obliquity. Differences in different time intervals and relationships with different astronomical solutions.
Spectral analysis of sunshine curves for different time intervals, with latitudes and longitudes pre-selected.
Cyclostratigraphic analysis of the succession of Ain el Beida, starting from the lithostratigraphic data and the climatic proxies (d18O and contained in Al). Linear domain and temporal domain. Astronomical tuning exercise.
Cyclostratigraphic analysis of case histories in different time intervals.
Paleoclimatic and astrocronological reconstructions from geological archives (eg PETM, Pleistocene glaciations).

Oggetto:

Modalità di insegnamento

 

 

  • Lezioni frontali (N. ore): 32
  • Esercitazioni in aula (N. ore): 32
  • NB Le lezioni saranno effettuate online in modalità sincrona (secondo il calendario didattico), le esercitazioni, se possibile, si terranno in presenza in aula

 

  • Lectures (N. of hours): 32
  • Practicals  (N. of hours): 32 
  •  
  • NB The lectures will be carried out online in synchronous mode (according to the didactic calendar), the practicals, if possible, will be held in the classroom.
Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

 

A causa dell'emergenza COVID-19 (e fino al perdurare della stessa) la verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite un esame orale che sarà svolto in modalità da remoto, utilizzando la piattaforma WEBEX. Esso consisterà in almeno tre domande. In ogni caso, la prova orale tende ad accertare che lo studente abbia acquisito conoscenze approfondite sui temi trattati nelle lezioni e le necessarie abilità pratiche di analisi dei dati oggetto delle esercitazioni. I tre macro-argomenti oggetto dell'orale sono: fondamenti e pratica delle tecniche ciclostratigrafiche, implicazioni che il loro utilizzo ha per la costruzione della scala astro-cronologica dei tempi geologici e per la stratigrafia di dettaglio in generale; tecniche di tuning astronomico ed esempi di analisi ciclostratigrafica; i principali eventi oceanografici del Mesozoico e del Cenozoico, evoluzione del sistema oceano-atmosfera durante le fasi glaciali quaternarie.

 

The learning assessment is carried out through an oral exam (due to the  restrictions inforced by the current DPCM). the oral exam on the course contents will ascertain that the student has acquired in-depth knowledge on the topics covered and the necessary practical skills of data analysis. The interview is based on three questions, on three macro-topics: fundamentals and practice of cyclostratigraphic techniques, implications that their use has for the construction of the astro-chronological scale of geological times and for the detailed stratigraphy in general; astronomical tuning techniques and examples of cyclostratigraphic analysis; the main oceanographic events of the Mesozoic and Cenozoic, evolution of the ocean-atmosphere system during the Quaternary glacial phases.

Oggetto:

Attività di supporto

 

Tutte le lezioni verranno video-registrate e rese disponibili agli studenti sulla piattaforma Moodle.

 

All lessons will be video-recorded and made available to students on the Moodle platform.

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia

 
Dispense fornite dalla docente. 
Il programma gratuito Analyseries è fornito nel corso delle esercitazioni, come i dati sui quali si svolgono le esercitazioni. 

 Handouts provided by the lecturer

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 18/06/2020 15:01
    Location: https://geologia.campusnet.unito.it/robots.html
    Non cliccare qui!