Corsi di studi in Scienze Geologiche (L-34 e LM-74)

Conoscenza di base di matematica, fisica e chimica. Conoscenza dei princìpi di base della mineralogia e dei principali minerali costituenti le rocce.

 
Il Corso si propone di introdurre lo studente allo studio dei fenomeni chimici in ambito geologico. Poiché la geochimica moderna utilizza largamente modelli termodinamici e cinetici, una parte del corso è volta a fornire le conoscenze di base e abilità direttamente utilizzabili per comprendere ed applicare tali modelli. Le applicazioni riguardano lo studio di alcuni equilibri in fase acquosa che sono di particolare rilevanza geologico/ambientale; le reazioni dei minerali delle rocce; la geochimica degli elementi in traccia; la geochimica degli isotopi stabili e instabili, nonché l’uso che di tali aspetti geochimici si fa nello studio di dinamiche e meccanismi operanti in diversi ambienti geologici.  

 Capacità di riconoscere gli aspetti chimici dei processi geologici, e di utilizzarli con efficacia nella costruzione o nell’interpretazione di modelli relativi a meccanismi e dinamiche propri di vari ambiti geologici    

 

La metodologia didattica impiegata consiste in:

• Lezioni frontali (N. ore): 37
• Esercitazioni in aula e laboratori (N. ore): 38

 

L’esame finale prevede una prova scritta preliminare consistente in un esercizio relativo a calcoli di equilibrio di specie ioniche in soluzione, e in una domanda aperta su una delle tematiche generali trattate durante il corso (termodinamica; cinetica; geochimica degli elementi in tracce; geochimica isotopica), per la quale lo studente e invitato a fornire una risposta esaustiva che dimostri la propria padronanza e la comprensione dell’argomento trattato. Il superamento della prova scritta è il requisito necessario per il passaggio alla prova orale, durante la quale verranno discussi, approfonditi e/o chiarificati i risultati della prova scritta, e si verificherà altresì il livello di conoscenza raggiunto dallo studente relativamente a una o due tra le altre tematiche affrontate a lezione.

 

Introduzione al corso e motivazioni, con una panoramica sulle possibili problematiche ed ambiti di interesse per la geochimica.
Chimica del sistema Terra: origine, abbondanza, e ripartizione degli elementi maggiori tra nucleo, mantello e crosta terrestre.  Richiami sulle dinamiche generali di funzionamento su grande scala del Pianeta, e sui principali metodi di studio e di analisi per la costruzione di modelli di struttura e dinamica. Ruolo della geochimica.
Elementi di termodinamica con applicazione agli equilibri tra minerali nelle rocce, e alla ripartizione (speciazione) di determinate specie chimiche tra diversi minerali in equilibrio termodinamico, ad assegnate condizioni di pressione e temperatura. Cenni agli uso delle metodiche illustrate nella costruzione o validazione di modelli geodinamici. 
Elementi di cinetica.
Geochimica in fase acquosa: precipitazione e dissoluzione di specie minerali; calcoli di concentrazione di specie chimiche in soluzione.
Geochimica degli elementi in traccia: definizioni; modelli e loro utilizzi in diversi contesti geologici.
Geochimica degli isotopi stabili e instabili: definizioni; abbondanza e meccanismi di formazione; modelli di speciazione e loro utilizzi in diversi contesti geologici; cenni alle tecniche di datazione con radioisotopi.  
Proprietà termodinamiche: loro misurazione in laboratorio e modellizzazione. Relazioni tra le proprietà termodinamiche e proprietà di trasporto.

I testi base consigliati per il corso sono:

1) Geochemistry
Autore: William M. White Edizione: 2015
Casa editrice: Wiley-Blackwell 
(esiste una versione del 2013, free, interamente scaricabile da Internet)

2) Dispense a cura dei docenti.