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PALEOCEANOGRAFIA E PALEOCLIMATOLOGIA

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PALEOCEANOGRAPHY AND PALEOCLIMATOLOGY

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
STE0118
Docenti
Rocco Gennari (Titolare)
Francesca Lozar (Titolare)
Corso di studio
Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
GEO/01 - paleontologia e paleoecologia
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

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

In-depth knowledge (acquired during the three-year undergraduate course) of Paleontology, Stratigraphy, Sedimentary Geology, Isotopic Geochemistry.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento fornisce le basi di (paleo)oceanografia e (paleo)climatologia, con particolare riguardo alla conoscenza dei meccanismi fisici e biogeochimici che legano l’oceano e il clima e delle tracce che questi lasciano nel record sedimentario. Partendo dalle metodologie di raccolta dati applicate nel record oceanico subattuale e nel record geologico, le conoscenze acquisite vengono quindi applicate all’analisi di bacini sedimentari marini. L’analisi dei bacini sedimentari, ricostruita sulla base dei proxies geologici, consentirà di illustrare i caratteri generali dell’evoluzione climatica del Fanerozoico, con particolare riguardo per la transizione climatica dall’hothouse del Mesozoico al progressivo raffreddamento durante il Cenozoico che, con la formazione delle calotte polari, ha portato all’attuale icehouse del Quaternario, caratterizzato da periodi glaciali ed interglaciali. Particolare risalto verrà dato all’individuazione della stretta interdipendenza della geosfera con il clima e la biosfera.

Lo studente/la studentessa sarà in grado di leggere ed utilizzare i dati paleoclimatici e paleoceanografici per ricostruire la storia evolutiva di bacini sedimentari nel record geologico.

The course provides the basics of (paleo) oceanography and (paleo) climatology, with particular emphasis on the physical and biogeochemical mechanisms linking ocean and climate through time and their record in the sedimentary succesions. Starting from the data collection methodologies applied in the recent and in the geological oceanic record, the acquired knowledge is then applied to the analysis of marine sedimentary basins. The analysis of the sedimentary basins, reconstructed on the basis of geological proxies, will allow to illustrate the general characteristics of the climatic evolution during the Phanerozoic, with particular regard to the climatic transition from the Mesozoic hothouse to the progressive cooling during the Cenozoic, which in turn led to the current Quaternary icehouse, the formation of the polar ice caps, and the alternance of glacial and interglacial periods. Particular emphasis will be given to the identification of the close interdependence of the geosphere with the climate system and the biosphere.

The student will be able to read and use paleoclimatic and paleoceanographic data to reconstruct the evolutionary history of sedimentary basins in the geological record.

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Risultati dell'apprendimento attesi

L'insegnamento permetterà a chi lo frequenta di acquisire la conoscenza dei principali proxies climatici usati per analizzare il record stratigrafico e ricavare tutte le informazioni in esso conservate relativamente all'evoluzione paleoceanografica e paleoclimatica. Inoltre verranno acquisite conoscenze approfondite sull’evoluzione del sistema oceano-atmosfera e sulla storia oceanografica e climatica del pianeta Terra, a partire dal Fanerozoico, che permettono di comprendere le implicazioni che queste conoscenze hanno sulla costruzione di modelli climatici per il futuro.

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di applicare le conoscenze acquisite per ricostruire la storia paleoclimatica e paleocenaografica di qualsiasi record stratigrafico; in particlare saranno in grado di applicare gli strumenti usati per ricostruire le caratteristiche fisico-chimiche della 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. 

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di interpretare nuovi dati paleoclimatici e paleoceanografici in autonomia, e comprenderne il significato stratigrafico.

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di trasmettere le informazioni e le interpretazioni raggiunte in modo chiaro e con proprietà di linguaggio tecnico; inoltre potranno apprendere eventuali nuove tecniche di analisi e interpretative peculiari della paleocenaografia e paleoclimatologia.

The students will acquire knowledge of the main climatic proxies used to analyze the stratigraphic record and derive all the information preserved in it regarding paleoceanographic and paleoclimatic evolution. In addition, they'll gain in-depth knowledge about the evolution of the ocean-atmosphere system and the oceanographic and climatic history of planet Earth since the Phanerozoic, enabling the understanding of the implications that geoscience knowledge has on the construction of climate models for the future.

Students will be able to apply the knowledge they have acquired to reconstruct the paleoclimatic history of any stratigraphic record. In detail, they will be able to apply the tools used to reconstruct the physical and chemical characteristics of the water mass in which the sediments were deposited, the organisms that lived in it, the climate during the depositional phase, and the length of time recorded in the stratigraphic succession. 

The students will be able to interpret new paleoclimatic and paleoceanographic data independently, and understand their stratigraphic significance.

The students will be able to convey the information and interpretations achieved clearly and with technical language properties; they will also be able to learn any new analytical and interpretive techniques peculiar to paleoceanography and paleoclimatology.

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Programma

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 e metodi geochimici utili alla ricostruzione nel tempo profondo.

Clima serra e clima ghiacciaia: evoluzione nel tempo geologico profondo e relazione con la paleoceanografia

Paleoceanografia: 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).

Paleoceanografia della Tetide: i proxies geologici per ricostruire l’evoluzione a scala del bacino.

La circolazione oceanica nel Mesozoico.

La circolazione oceanica nel Cenozoico.

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).

Transizione da clima serra a clima ghiacciaia: la formazione della calotta polare antartica e la transizione Eocene/Oligocene.

Evoluzione climatica e oceanografica del Miocene: l’optimum climatico miocenico.

Evoluzione paleoceanografica di bacini ristretti: il caso del Mediterraneo alla fine del Miocene.

Le età Glaciali del Plio-Pleistocene. Il record paleoclimatico oceanico e la sua importanza per comprendere l’evoluzione attuale del sistema climatico e le proiezioni future.

The Ocean / Atmosphere System: physical and biological parameters. Current ocean circulation and its engine. Productivity and its relationship with the availability of nutrients. Outline of the Carbon cycle and the Oxygen cycle and geochemical methods useful for oceanographic reconstruction in deep time.

Greenhouse climate and icehouse climate: evolution in deep geological time and relationship with paleoceanography.

Paleoceanography: Chemical evolution of the oceans. The O2 content of the primordial ocean and evolution of the ocean-atmosphere system from the Precambrian to the present (the Aragonite and Calcite oceans).

Paleoceanography of the Tethys Ocean: geological proxies to reconstruct its evolution at the basin scale.

Ocean circulation in the Mesozoic.

Ocean circulation in the Cenozoic.

Climatic extremes and repercussions on the ocean system: Oceanic Anoxic Events (OAE). The Toarcian event (T-OAE) and the Lower Cretaceous events (OAE1a-d).

Climatic extremes and repercussions on the ocean system: Oceanic Anoxic Events (OAE). The OAE2 and OAE3 events.

The paleogenic thermal maxima (PETM, EECO, MECO).

Transition from greenhouse to icehouse climate: the formation of the Antarctic ice cap and the Eocene / Oligocene transition.

Miocene climatic and oceanographic evolution: the Miocene climatic optimum.

Paleoceanographic evolution of restricted basins: the case of the Mediterranean at the end of the Miocene.

The Glacial Ages of the Plio-Pleistocene. The oceanic paleoclimatic record and its importance for understanding the current evolution of the climate system and future projections.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento si articola in:

n. 48 ore di Lezioni frontali

The course will consists of:

n. 48 hours Frontal lessons

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame è orale. Il colloquio è articolato su tre quesiti, ed è finalizzato a valutare le conoscenze dei principi di funzionamento del sistema clima/oceano e dei proxies geologici che servono a capirne il funzionamento nel passato e dei principali eventi oceanografici del Mesozoico e del Cenozoico.

The exam is oral. The candidate will respond to three questions, aimed at evaluating his/her knowledge of the operating principles of the climate / ocean system and the geological proxies useful to understand its functioning in the past and the main oceanographic events of the Mesozoic and Cenozoic Eras.

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Attività di supporto

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sulla pagina moodle dell'insegnamento.

The didactic material presented in the class is available on the moodle page of the course.

Testi consigliati e bibliografia



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Altro
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Slides del corso fornite dai docenti.
Obbligatorio:  
No


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    Ultimo aggiornamento: 05/09/2023 11:22
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