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

Nozioni di base sui caratteri petrografici e petrochimici delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche e di analisi microstrutturali e analitiche.
Nozioni di di base di elementi di petrologia, geochimica, vulcanologia e fisica del vulcanismo

Questo corso si propone di fornire gli strumenti per l'analisi del ruolo delle specifiche proprietà fisiche e termodinamiche sullo sviluppo ed evoluzione dei principali processi chimico-fisici e di dinamica che avvengono durante il trasporto di magma (miscela multifase) dal profondo fino alla superficie. La parte iniziale del corso si occuperà di descrivere, a volte approfondendole rispetto a corsi precedenti, alcune nozioni fondamentali descrittive dei sistemi magmatici e vulcanici e della struttura dei fusi e vetri silicatici. Il corso darà anche modo di conoscere i principali metodi sperimentali per la misurazione delle proprietà fisiche e termodinamiche ed offrirà l’opportunità di svolgere alcune esercitazioni pratiche in laboratorio che permettano di familiarizzare con la strumentazione per la misurazione delle proprietà fisiche e la rappresentazione schematica di alcuni processi naturali e di interesse per l'industria del vetro.

Alla fine del corso gli studenti avranno acquisto alcune nozioni fondamentali relative alla fisica del vulcanismo ed ai processi magmatologici e come essi sono influenzati da ed influenzano le principali proprietà fisiche. Gli studenti saranno capaci di eseguire misure sperimentali delle proprietà fisiche in laboratorio (impiego dell'apparecchiatura del laboratorio di petrologia e vulcanologia sperimentale) sia per campioni naturali di roccia che su sistemi analoghi. Essi saranno anche capaci di eseguire stime dei tempi di scala di alcuni processi magmatici e vulcanici.

Lezioni frontali 36 ore

Esercitazioni di laboratorio 24 ore

L'esame si svolge mediante redazione di una relazione finale ed una  prova orale tesa a valutare il grado di competenze acquisite durante il corso teorico e pratico. La relazione (individuale o di gruppo) richiedera' agli studenti di sviluppare una piccola ricerca tesa a descrivere, sulla base delle esperienze teoriche e pratiche del corso, l'evoluzione di alcuni processi magmatici. E’ richiesta la partecipazione alle esercitazioni con relativa stesura di relazioni tecniche all’esame.

Concetti fondamentali. Struttura della terra. Flusso e sorgenti di calore. Proprietà di equilibrio e disequilibrio.
I magmi. Origine ed ambienti geodinamici (P-T-X): caratteristiche chimiche e fisiche. I sistemi profondi (sistemi di stoccaggio, i dicchi) e quelli superficiali (apparati vulcanici).
Breve riepilogo dei concetti fondamentali della termodinamica classica (e.g., funzioni di stato, potenziale chimico, energia libera di superficie). 
Introduzione alla nucleazione e crescita di fasi (e.g., minerali, bolle) in magma e loro interazioni. Teoria classica della nucleazione: equazioni fondamentali e   loro applicazioni a casi reali (Marco Bruno).
La struttura dei fusi silicatici: confronto con la struttura cristallina. Il ruolo della composizione e dei volatili: il degassamento e la cristallizzazione. 
LA DINAMICA DEI CORPI MAGMATICI.
Le proprietà fisiche di trasporto: la reologia dei magmi. Equazioni costitutive. Cenni alla reologia del mantello (materiali parzialmente fusi).
Le proprietà elastiche e la viscoelasticità: la transizione vetrosa.
Effetti di calore e densità sulla dinamica di risalita e messa in posto dei corpi magmatici.
Le scale dei tempi dei processi. Ruolo nello studio delle principali proprietà fisiche.
LE ERUZIONI (cosa ci raccontano le rocce)
Il vulcanismo effusivo
Il vulcanismo esplosivo
METODI PER LA MISURAZIONE DELLE PROPRIETA' STRUTTURALI, TESSITURALI,  FISICHE E TERMODINAMICHE DEI MAGMI. MISURAZIONI SPERIMENTALI IN LABORATORIO.
Metodi spettroscopici
Proprietà reologiche
Le proprietà termodinamiche
Determinazione sperimentale di parametri fisici in campioni di rocce 
Introduzione all'uso ed implementazione della strumentazione del laboratorio di Petrologia e Vulcanologia Sperimentale ed all'impiego dei modelli per il calcolo delle proprietà.