Vulcanologia ed elementi di Geotermia

Oggetto:

Vulcanologia ed elementi di Geotermia

Oggetto:

Volcanology and geothermal resources

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN0653

Docente

Prof. Corrado Cigolini (Titolare del corso)

Corso di studi

Corso di Laurea Triennale in Scienze Geologiche (DM 270/04)

Anno

3° anno

Tipologia

A scelta dello studente

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

GEO/08 - geochimica e vulcanologia

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Facoltativa

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Modalità d'esame

Prova scritta sugli argomenti svolti (lezioni ed esercitazioni), prova orale sui contenuti del corso.

Prerequisiti

Nozioni di base di Geologia.
Nozioni di base di Fisica.
Nozioni di base di Fisica Terrestre (Geofisica).
Nozioni di base di Chimica.
Nozioni di base di Geochimica.

Oggetto:

Obiettivi formativi

Saranno trattati i diversi fenomeni vulcanici, introducendo lo studente alla vulcanologia ed all'analisi qualitativa e moderatamente quantitativa dei diversi processi dinamici.

Il Corso sarà caratterizzato da lezioni frontali, esercitazioni ed almeno un’escursione didattica in siti di interesse vulcanologico e/o geotermico. Le esercitazioni consisteranno in esercizi relativi all'analisi quantitativa di parametri fisico-chimici associati ad alcuni processi vulcanici di particolare interesse. Le escursioni guidate saranno dedicate all’analisi di aree vulcaniche e/o geotermiche del territorio italiano, opportunamente selezionate.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenze di base sui processi dinamici legati al vulcanismo attivo. Acquisizione delle metodologie di studio nell’analisi dei fenomeni eruttivi e relative applicazioni tecnologiche. Conoscenze di base sulla distribuzione dei maggiori centri eruttivi e principali eruzioni storiche. Conoscenze di base sulle caratteristiche reologiche dei magmi e delle lave. Elementi di rischio vulcanico ed interazioni terremoti-vulcani. Elementi di Geotermia.

Oggetto:

L'attività vulcanica e la formazione della crosta terrestre. Energie legate all'attività vulcanica e origine della vita sulla terra. L'attività vulcanica sui pianeti del sistema solare e relativi satelliti. Crateri di origine vulcanica e crateri d'impatto.

Distribuzione geografica dei vulcani e condizioni geodinamiche regionali legate al vulcanesimo. Classificazione delle tipologie di attività vulcanica e l’indice di esplosività vulcanica (VEI). Classificazione dei prodotti dell’attività vulcanica.

Descrizione delle principali eruzioni storiche. L’eruzione del Vesuvio del 79 d.C. L’eruzione della Peleè, Martinica (1902). L’eruzione di Krakatoa, Indonesia, 1883. L’eruzione di Mount Saint Helen, Stati Uniti, 1980.

Origine ed evoluzione delle caldere. Energie esplosive e processi di innesco delle eruzioni. Processi di vescicolazione e frammentazione del magma. Sovrapressioni in camera magmatica e cenni sulla balistica dei proietti.

Le colonne eruttive: origine e loro evoluzione spazio-temporale. I flussi piroclastici: natura, origine e tipologie. Meccanismi deposizionali ed analisi delle successioni piroclastiche.

La colate laviche. Struttura e morfologia dei flussi lavici. Caratteristiche reologiche dei magmi e delle lave. Dinamiche di avanzamento dei flussi lavici e “tubi di lava”. Fluidi newtoniani, binghamiani e pseudoplastici.

Misura della viscosità e dello sforzo di taglio critico (o di “snervamento”) su colate laviche attive. Metodi indiretti sulla stima dei parametri reologici delle lave e calcoli relativi.

Il comportamento meccanico dei magmi in fase di risalita e distribuzione degli sforzi (la legge di Coulomb e la legge di Griffith). Meccanismi di fratturazione legati alla risalita dei magmi.

Il ruolo dei gas nei processi di innesco delle eruzioni. Metodi di analisi e monitoraggio dei processi di degassamento (concentrato e diffuso).

Definizione di Rischio Vulcanico. Rischio vulcanico e zonazione del territorio in rapporto alle tipologie di attività vulcanica. Stima della pericolosità e valutazioni probabilistiche.

L’attività idrotermale in aree vulcaniche. Risorse geotermiche di alta e bassa entalpia. Caratteristiche geologiche dei campi geotermici.

Metologie di indagine e sviluppo di un progetto geotermico. Determinazioni geotermometriche su alcuni fluidi geotermici.

Escursione didattica in un sito di interesse vulcanologico e/o geotermico.

The course will analyse the physical mechanisms associated with magma genesis and magma rise. Physical properties of magmas: temperature, density, thermal conductivities and heat capacities, rheological parameters of magmas and lavas. Volcanic activities and their classification: the Volcanic Explosivity Index (VEI): Dynamics of lava flows and origin and evolution of lava fields. Magma ascent, storage and degassing. Bubbles growth, magma fragmentation and eruptive processes.

Pressures and energies associated with eruptions and methods for giving reliable estimates. The role of volatiles in pressurizing magma chambers. Origin and evolution of calderas.

Methods in volcano monitoring and general estimates of volcanic risks. Applications to selected key-cases.

Hydrothermal system and geothermal resources. High, middle and low enthalpy geothermal resources. Geology of selected geothermal fields. Methods in the exploration of geothermal targets and estimates of geothermal potentials. Geothermometry of geothermal fluids. Planning a geothermal exploration project.

Descrizione