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CICLOSTRATIGRAFIA

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Cyclostratigraphy

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN1152
Docente
Prof. Francesca Lozar (Titolare del corso)
Corso di studi
Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate
Anno
1° anno 2° anno
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
GEO/01 - paleontologia e paleoecologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Consigliata
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze approfondite (e acquisibili nel corso della laurea triennale) di Stratigrafia, Geologia del Sedimentario, Geochimica isotopica.

In-depth knowledge, acquired during the three-year degree, of Stratigraphy, Sedimentary Geology, Isotope geochemistry.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento illustra le metodologie e le finalità della tecnica ciclostratigrafica, sottolineando la stretta interdipendenza della geosfera con il clima e la biosfera. Vengono riprese le tecniche analitiche e stratigrafiche di dettaglio che consentono di correlare le successioni cicliche con le variazioni climatiche e quindi, se possibile, con quelle dei parametri orbitali (precessione, obliquità e eccentricità), per giungere alla moderna tecnica di datazione astrocronologica del record stratigrafico. Descrive l’evoluzione del sistema oceano-atmosfera nel corso degli eoni (dal precambriano all’attuale) e le implicazioni che questo ha avuto sul record stratigrafico e le implicazioni per la moderna stratigrafia applicata. 

 The course deals with the methods and aims of the cyclostratigraphic technique, emphasizing the interdependence of the geosphere with the climate and the biosphere. Stratigraphic and Analytical techniques are illustrated in order to improve correlation of stratigraphic sequences with cyclical climatic variations and then, if possible, with those of the orbital parameters (precession, obliquity and eccentricity); this in turn leads the student to better understand the implications of the modern astrochronologic dating technique of the stratigraphic record. The course also describes the evolution of the ocean-atmosphere system over the eons (from the Precambrian to the present), and the implications that this has had on the stratigraphic record and the implications for modern applied stratigraphy.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 Capacità di analizzare il record stratigrafico con buon dettaglio e ricavare tutte le informazioni in esso conservate usando tecniche integrate (metodi geochimici, paleontologici, magnetostratigrafici, petrografici, mircoanalitici). In particolare o studente sarà in gradi di ricostruire: la 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. Il corso fornisce in oltre conoscenze di base sull’evoluzione del sistema oceano-atmosfera dal Precambriano all’attuale.

 

Ability to analyze the stratigraphic record with good detail and to obtain all the information stored therein using integrated techniques (geochemical, paleontological, magnetostratigraphic, petrographic, mircoanalytic methods). Particularly or student will be in degrees to rebuild: the mass of water in which the sediments have settled, the organisms that lived there, the climate during the deposition phase, the length of time recorded in the stratigraphic succession. The course provides in-depth knowledge of the evolution of the ocean-atmosphere system from the Precambrian to the present ..

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Modalità di insegnamento

  • Lezioni frontali (N. ore): 32
  • Esercitazioni in aula (N. ore): 32
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Modalità di verifica dell'apprendimento

 

L’esame è orale e, attraverso un colloquio articolato su tre quesiti, è finalizzato a valutare le conoscenze delle studente sulle origini e sulla pratica delle tecniche ciclostratigrafiche, le implicazioni che il loro utilizzo hanno per la costruzione della scala astro-cronologica dei tempi geologici e per la stratigrafia di dettaglio, i principali eventi oceanografici del Mesozoico e del Cenozoico.

 

The exam is oral  and through an articulated interview on three questions is aimed at assessing the student's knowledge of: 1) the origins and the practice of cyclostratigraphic techniques, 2) the implications of their use to construct the astronomical scale of geological times and for the detail stratigraphy; 3) the main oceanographic events of Mesozoic and Cenozoic.

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Programma

 Ciclostratigrafia storica (da Gilbert a Milanckovitch e oltre). L’irraggiamento come motore del clima terrestre: Bilancio energetico.
Trasferimento dell'energia al sistema oceano-atmosfera. Fenomeni di assorbimento, dispersione e riflessione. Influenza dell'irraggiamento sul clima.
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.
Fondamenti fisici della ciclostratigrafia: i parametri orbitali, precessione, eccentricità e obliquità; la loro influenza sull'irraggiamento della superficie terrestre.
Fondamenti geologici della ciclostratigrafia. Evidenze della ciclicità nel sedimento. Problemi di obliterazione o esaltazione del segnale orbitale nei diversi ambienti sedimentari. Successioni da prediligere per lo studio ciclostratigrafico.
Il record ciclostratigrafico nei diversi ambienti sedimentari (laghi, piattaforme, bacini; Newark, Matese, Piobbico ecc): problemi e preferenze.
Il record ciclostratigrafico. Esempi di successioni marine profonde nel Neogene del Mediterraneo (Ras il Pellegrin, Malta) e nel Cretacico della Tetide (Marne a Fucoidi, Piobbico, Umbria).
Tecniche di analisi spettrale dei dati ciclici. Trasformata di Fourier; analisi spettrale di segnali semplici. Approfondimenti sull’analisi spettrale delle curve orbitali e dei proxies climatici.
Tecniche di analisi spettrale dei dati geologici; teoria e problematiche applicative. Passaggio dall'analisi dei dati geologici nella scala lineare, all'analisi alla scala tempo. Sintonizzazione (tuning). Concetti fondanti della relazione parametri orbitali/clima/sedimento: i sapropels di Hilgen.
La scala temporale astronomica ATS: concetti di base. Metodi di perforazione oceanica e loro importanza per la costruzione della ATS. Origine della ATS e sua costruzione. La ATS del Neogene: costruzione della APTS nel Mediterraneo; problematiche relative alla calibrazione dalla APTS in sedimenti marini e continentali. La ATS del Cenozoico. Possibili sviluppi futuri per l'estensione della ATS a tutto il Mesozoico: problemi astronomici e geologici.
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).
Evoluzione della paleoceanografia della Tetide: i proxies (isotopici, geochimici, paleontologici).
La circolazione oceanica nel Mesozoico e nel Cenozoico. Cosa sappiamo a grande scala. 
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).
Estremi climatici e ripercussioni sul sistema oceano: le età Glaciali del Plio-Pleistocene.
Esercitazioni: Analisi spettrale delle curve dei parametri orbitali: precessione, eccentricità e obliquità. Differenze nei diversi intervalli di tempo e relazione con le diverse soluzioni astronomiche.
Analisi spettrale delle curve di insolazione per diversi intervalli di tempo, con latitudini e longitudini preselezionate.
Analisi ciclostratigrafica della successione di Ain el Beida, a partire dai dati litostratigrafici e dei proxies climatici (d18O e contenuto in Al). Il dominio lineare e il dominio temporale. Esercizio di tuning astronomico.
Analisi ciclostratigrafica della successione pliocenica della Sicilia.
Ricostruzioni paleoclimatiche e astrocronologiche a partire dagli archivi geologici (es. PETM, glaciazioni pleistoceniche).

Historical Cyclostratigraphy (from Gilbert to Milanckovitch and beyond).  Solar irradiation as a driver of Earth's climate. Incoming and outcoming energy balance. Energy transfer to the ocean-atmosphere system.
Absorption, scattering and reflection. Influence of irradiation on climate.
Ocean/Atmosphere System Operation: physical and biological parameters. Current ocean circulation and its engine. Primary productivity and its relation to the availability of nutrients. Overview of the carbon cycle and the oxygen cycle.
Physical foundations of cyclostratigraphy: the orbital parameters, precession, eccentricity and obliquity; their influence on the irradiance of the Earth surface.
Geological foundations of cyclostratigraphy. Evidence of cyclicity in the sediment. Problems obliteration or exaltation of the orbital signal in different sedimentary environments. Sequences and depositional environments to be preferred for the study ciclostratigrafico.
The cyclostratigraphic record in different sedimentary environments: problems and preferences.
The cyclostratigraphic record. Examples of deep marine successions in the Mediterranean Neogene (Ras ilPellegrin,Malta) and in the tethyan Cretaceous (Marne a Fucoidi,Piobbico,Umbria).
Spectral analysis techniques of cyclic data. Fourier transform; spectral analysis of simple sinusoidal signals.
Spectral analysis techniques of geological data; theory and application problems.  From geological data analysis in the space domain, to time scale domain. Tuning. Fundamental concepts of the orbital / climate / sediment parameter relationship: Hilgen's sapropels.

The astronomical ATS time scale: basic concepts. Ocean drilling methods and their importance for the construction of ATS. Origin of ATS and its construction. ATS of Neogene: construction of APTS in the Mediterranean; Problems related to APTS calibration   in marine and continental sediments. The APTS of the Cenozoic. Possible future developments for the extension of ATS to all Mesozoic: astronomical and geological problems.
Paleoceanography: Evolution of chiming in the oceans. The primordial ocean O2 content and the evolution of the ocean-atmosphere system from the Precambrian to the present. (The aragonite ocean and the calcite ocean).
Evolution of the Paleoceanography of Tethys ocean: proxies (isotopic, geochemical, paleontological).
Oceanic circulation in the Mesozoic and the Cenozoic. What we know at a large scale.
Climate extremes and effects on the ocean system: oceanic anoxic events (OAEs). The Toarcian event (T-OAE) and the lower Cretaceous events (OAE1a-d).
Climate extremes and effects on the ocean system: oceanic anoxic events (OAEs). OAE2 and OAE3 events. The Paleogene thermal maxima (PETM, EECO, MECO).
Climatic extremes and effects on the ocean system: the Plio-Pleistocene glacial ages.
Exercises: Spectral analysis of orbital parameter curves: precession, eccentricity and obliquity. Differences in different time intervals and relationships with different astronomical solutions.
Spectral analysis of sunshine curves for different time intervals, with latitudes and longitudes pre-selected.
Cyclostratigraphic analysis of the succession of Ain el Beida, starting from the lithostratigraphic data and the climatic proxies (d18O and contained in Al). Linear domain and temporal domain. Astronomical tuning exercise.
Cyclostratigraphic analysis of the Pliocene succession of Sicily.
Paleoclimatic and astrocronological reconstructions from geological archives (eg PETM, Pleistocene glaciations).

Testi consigliati e bibliografia

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Dispense fornite dalla docente. 
Il programma gratuito Analyseries è fornito nel corso delle esercitazioni, come i dati sui quali si svolgono le esercitazioni. 

 Handouts provided by the lecturer



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Ultimo aggiornamento: 14/07/2017 16:03
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