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VULCANOLOGIA ED ELEMENTI DI GEOTERMIA

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Volcanology and geothermal resources

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN0653
Docenti
Prof. Corrado Cigolini (Titolare del corso)
Dott. Diego Coppola (Titolare del corso)
Corso di studi
Corso di Laurea in Scienze Geologiche
Anno
3° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
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
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
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Sommario insegnamento

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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 getermico. 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.

 

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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.

 

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Modalità di insegnamento


La metodologia didattica impiegata consiste in:
Lezioni frontali (N. ore): 38
Esercitazioni teoriche (N.ore): 12
Esercitazioni in campo (N.ore): 8.

Lectures 38 h
Exercises 12 h
Field 8 h

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta: consiste in una prova che comprende sia domande a risposta chiusa sugli argomenti svolti sia domande aperte di carattere generale con approfondimenti vari su tematiche relative ai processi magmatici, eruttivi, idrotermali e geotermici. La prova scritta è riservata agli studenti che hanno frequentato il corso nell'anno accademico di riferimento.
Lo studente che supera lo scritto può accettare il voto dello scritto medesimo e viene esonerato dal sostenere la prova orale. Lo studente che invece vuole migliorare la votazione dello scritto deve sostenere anche la prova orale.

Prova orale: normalmente consiste in n.  3/4 domande sui seguenti argomenti: diverse tipologie di attività vulcanica e parametri classificativi, magnitudo delle eruzioni, principali eruzioni storiche, processi dinamici in camera magmatica, sovrappressioni, energie esplosive; flussi lavici e flussi piroclastici; origine ed evoluzione delle caldere; elementi di Geotermia.

Written exam: it is focused on several closed and open questions on general topics regarding magmatic and eruptive processes, hydtothermal and geothermal acitivity. The written exam can be taken only by the students who have been attending the course within the reference academic year.

The student that passes the written exam can accept the grade given and can wave the oral exam. Conversely the student seeking a higher grade can take the oral exam.

Oral exam: on general bases the exam deals with n. 3-4 questions regarding the flowing topics: volcanic activity and its classification, magnitude of eruptions, main historical eruptions, dynamic processes in magma chambers, magma overpressures and energy of eruptions, lava and pyroclastic flows, origin and evolution of calderas, elements of Geotermics.

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Programma

 

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

 

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è reso disponibile in formato cartaceo.

I testi base consigliati per il corso sono:

R. Scandone & L. Giacomelli, 2002.  Vulcanologia, Liguori Editore, 642 p.

H. Williams & A. McBirney, 1979. Volcanology, Freeman Cooper & Co., San Francisco, 397 p.

 J.M. Bardinzeff, 1998. Vulcanologie, Dunod Editore (II Edizione), 284 p.

 Rinehart J.S., 1980. Geysers and Geothermal Energy, Springer Verlag, Berlin, 223 p.

 E’ consigliata la consultazione del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

 C. Ollier, 1994. Vulcani. Zanichelli Editore, 237 p.

 L. Giacomelli & R. Scandone, 2007. I Vulcani d’Italia, Liguori Editore, 475 p.

 Infine sono di seguito indicati alcuni siti internet di interesse:

http://www.ingv.it

http://www.aivulc.it/

http://www.protezionecivile.it

http://www.iavcei.org

http://www.usgs.gov

 

 



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Mercoledì15:00 - 17:00Aula 3 Dipartimento di Scienze della Terra
Giovedì15:00 - 17:00Aula B - Disegno Istituto Galileo Ferraris

Lezioni: dal 02/10/2017 al 19/01/2018

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Ultimo aggiornamento: 08/09/2017 17:09
Location: https://geologia.campusnet.unito.it/robots.html
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