FONDAMENTI DI SCIENZE DELLA TERRA E LABORATORIO - 1 - ATTIVITA' TEORICA

L’insegnamento di Fondamenti di Scienze della Terra è composto da 4 moduli. Il Modulo 1 (mineralogia e petrografia) e il Modulo 3 (processi geologici) sono costituiti da lezioni frontali di teoria, mentre il Modulo 2 (laboratorio di riconoscimento rocce) e Modulo 4 (laboratorio di cartografia) sono costituiti da attività di laboratorio, esercitazioni ed escursioni didattiche in campo. Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio è un insegnamento caratterizzante delle Scienze Ambientali; i contenuti teorici e le attività di laboratorio mirano a fornire allo studente le basi per poi sviluppare e comprendere i successivi insegnamenti erogati durante il corso di laurea. Inoltre, il programma è strutturato in modo da fornire allo studente una visione multidisciplinare delle Scienze della Terra, spaziando in molte discipline nell’ambito geologico, come mineralogia, petrografia, sedimentologia, geofisica, geochimica, vulcanologia, cartografia e sistemi informativi geografici.
Nella sua totalità, l’insegnamento di Fondamenti di Scienze della Terra (Moduli 1-4) si propone di fornire allo studente le basi per comprendere le caratteristiche geologico-fisiche del territorio, con particolare riferimento alla mineralogia, alla petrografia e geochimica, ed alla distribuzione dei vari tipi di rocce affioranti. Sono inoltre approfonditi gli aspetti della sedimentologia, stratigrafia, geomorfologia e geologia strutturale. Il Pianeta Terra sarà studiato come un sistema indisturbato (naturale), base fondamentale per comprendere poi i cambiamenti e gli impatti che hanno provocato (e continuano a provocare) le attività antropiche. In particolare, l’insegnamento si prefigge di (i) descrivere la struttura del pianeta, (ii) analizzare i processi geologici che l’hanno formato, (iii) conoscere le tipologie e le proprietà dei principali minerali che compongono le rocce; (iv) identificare una roccia e conoscere le sue proprietà; (v) studiare i processi che portano alla degradazione e all’erosione delle rocce; (vi) leggere le successioni litostratigrafiche per risalire ai processi geologici che le hanno formate; (vii) comprendere la tettonica delle placche e saper leggere le deformazioni della crosta continentale; (viii) conoscere e decifrare correttamente una carta topografica e saper leggere una carta geologica.

Il Modulo 1 si concentra sullo studio dei materiali che costituiscono la crosta terrestre, analizzando le loro proprietà, le loro caratteristiche fisiche e chimiche e la loro interazione con l’atmosfera, l’idrosfera e la biosfera. In particolare, il Modulo 1 si occupa dello studio e classificazione dei minerali, per poi affrontare i vari tipi di rocce presenti nella crosta terrestre (magmatiche, sedimentarie, metamorfiche) e il ciclo litogenetico.

Lo scopo ultimo dei quattro moduli in cui si articola l’insegnamento è quello di fornire un quadro generale delle conoscenze riguardanti le Scienze della Terra in campo ambientale. Questo permetterà al laureato in Scienze Ambientali di acquisire le competenze necessarie per coordinare e/o consultare specialisti del settore durante la sua futura attività professionale.

L’insegnamento di Fondamenti di Scienza della Terra e Laboratorio mira a fornire allo studente un’ampia ed esaustiva introduzione alle Scienze della Terra sfruttando ragionamenti e concetti di Geologia per comprendere l’ambiente. La frequenza e la partecipazione alle attività formative del Modulo 1 (lezioni frontali, seminari) e del Modulo 2 (laboratorio, escursioni) permetteranno allo studente di:

1. Conoscenza e comprensione
1a. Conoscere i concetti di base e la terminologia appropriata per le Scienze della Terra;
1b. Capire i processi chimico-fisici che hanno generato i vari tipi di rocce;
1c. Capire i fattori geologici, geografici e climatici della degradazione fisica, alterazione chimica ed erosione delle rocce;
1d. Utilizzare le conoscenze acquisite negli insegnamenti di base nell’analisi delle risorse naturali e della vulnerabilità del territorio utilizzando laboratori specifici ed interdisciplinari da svolgersi in campo;
1e. Comprendere le dinamiche ambientali, i processi interni alla Terra e i relativi effetti esterni.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
2a. Saper utilizzare correttamente la terminologia e i principi geologici in tutti i processi di applicazione e comunicazione delle Scienze Ambientali;
2b. Saper identificare i processi geologici che hanno modellato il pianeta e comprenderne i meccanismi e i prodotti;
2c. Saper individuare e descrivere i più comuni tipi di roccia, la loro composizione mineralogica, le loro proprietà e gli ambienti di formazione;
2d. Saper descrivere i processi di degradazione fisica e chimica delle rocce;

3. Capacità di giudizio
3a. Saper formulare e argomentare ipotesi sulla base dei concetti appresi durante l’insegnamento;
3b. Saper applicare conoscenze e gli strumenti delle Scienze della terra per spiegare la forma, composizione e proprietà del sistema Terra;
3c. Saper applicare un approccio critico e multidisciplinare;

4. Abilità comunicative
4a. Saper comunicare i concetti appresi in ambito geologico, utilizzando una terminologia appropriata;
4b. Saper interagire con diverse figure professionali che un laureato in Scienze Ambientali troverà lungo il proprio percorso professionale, come biologi, chimici, geologi, medici, epidemiologi, nonché con figure di ambiti non scientifici (politici, economisti, ecc.);
4c. Saper semplificare e riassumere i concetti di Scienze della Terra ad un pubblico generale, utilizzando una terminologia semplice e diretta;

5. Capacità di apprendimento
5a. Saper applicare i concetti appresi in classe a casi di studio reali;
5b. Saper leggere i processi geologici ed ambientali che hanno plasmato un territorio;
5c. Saper consultare criticamente i testi di riferimento e saper interpretare la bibliografia che verrà proposta durante il percorso didattico.

È necessario aver acquisito le conoscenze di base di chimica generale inorganica.

I contenuti del Modulo 1 sono organizzati in 4 parti.

La Parte 1 (introduzione) accenna alla struttura dell’interno della Terra (e alle sue suddivisioni) e descrive brevemente la teoria della tettonica delle placche per definire i diversi ambienti geodinamici.

La Parte 2 (elementi di mineralogia) descrive i minerali e le loro proprietà. Si studia lo stato amorfo e lo stato cristallino, il processo di cristallizzazione e si introducono gli elementi di simmetria, la legge di simmetria ed elementi di sistematica cristallina. Si introduce il concetto di abito cristallino. Si presenta la struttura atomica dei minerali, vengono spiegati isotropia ed anisotropia, si descrivono le varie classi di minerali che costituiscono le rocce (silicati, carbonati, ossidi, solfuri, solfati). Si definiscono le principali strutture e gruppi di silicati (neso-, soro-, ino-, fillo-, e tecto-silicati). Si esaminano le proprietà fisiche dei minerali, peso specifico, punto di fusione, durezza, sfaldatura, tenacità, lucentezza, trasparenza, colore, indice di rifrazione, piezoelettricità e proprietà magnetiche. Si descrivono polimorfismo, isomorfismo e vicarianza.

La Parte 3 (elementi di petrografia) descrive le rocce presenti nella crosta terrestre (rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche). Si spiega il chimismo, i minerali e la classificazione delle rocce magmatiche intrusive ed effusive. Si presentano i diagrammi classificativi delle rocce magmatiche. Si descrive la cristallizzazione ed evoluzione dei magmi e si analizza la serie di reazione di Bowen per definire il processo di cristallizzazione dei fusi magmatici. Si introduce il processo sedimentario: degradazione meteorica, i principali tipi di alterazione chimica delle rocce, trasporto di materiale inconsolidato, sedimentazione e diagenesi. Sono introdotti i minerali delle rocce sedimentarie (residuali, autigeni), con un approfondimento sui minerali argillosi. Vengono descritti i principali tipi di rocce sedimentarie e il loro chimismo. Si descrive il processo metamorfico (metamorfismo regionale, di contatto) e i principali tipi di rocce metamorfiche.

La Parte 4 (ambienti geodinamici) descrive brevemente il ciclo litogenetico che unisce i tre tipi di rocce durante i processi esogeni ed endogeni nei diversi ambienti geodinamici. Sono analizzate le forme geologiche dei corpi vulcanici e dei corpi intrusivi plutonici.

Il testo di riferimento per l’insegnamento di Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio (Moduli 1-4) è:

Grotzinger, J.P., Jordan, T.H. Capire la Terra. Terza edizione italiana condotta sulla settima edizione americana, Zanichelli, 2016. ISBN: 978-8808821232 [https://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/capire-la-terra-grotzinger-jordan ]

Si consiglia anche la visione di un testo facoltativo integrativo di approfondimento. Questo testo sarà disponibile presso la biblioteca di area scientifica o su richiesta al docente:

Klein, C., Philpotts, A.R. Mineralogia e petrografia. Prima edizione italiana condotta sulla seconda edizione inglese, Zanichelli, 2018. ISBN: 978-8808320605
[https://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/mineralogia-e-petrografia ]

Frequenza. L’ammissione all’esame è condizionata all’assolvimento dell’obbligo di frequenza ai laboratori dei Moduli 2 e 4 (almeno il 75% di presenza), alla partecipazione alle 2 uscite didattiche, e alla consegna delle carte topografiche con riportate le giaciture misurate durante le escursioni. La frequenza sarà verificata durante ogni singolo laboratorio. Gli studenti part-time sono invitati a mettersi in contatto con i docenti per programmare un percorso di studi appropriato alle proprie necessità e tempistiche.

Esame. L’esame del Modulo 1 verrà sostenuto assieme al Modulo 2 e consiste in una prova orale divisa in due parti. Nella prima parte gli studenti dovranno riconoscere e descrivere una roccia che sarà fornita il giorno dell’esame. Tutte le rocce appartengono alla collezione del laboratorio di geo-mineralogia e sono consultabili dagli studenti durante il Modulo 2 e, a richiesta, durante la preparazione degli esami in qualsiasi momento dell’anno (contattare i docenti). La seconda parte tratterà i concetti presentati durante le lezioni frontali. Alla prima parte (riconoscimento rocce) verranno assegnati un massimo di 10 punti, alla seconda parte (teoria) verranno assegnati un massimo di 20 punti.

Votazione finale. Le valutazioni dei Moduli 1+2 e 3+4 di Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio sono integrate in un unico voto finale. Le votazioni assegnate alle prove del Modulo 1+2 e Modulo 3+4 saranno considerate valide per un periodo massimo di 12 mesi.

Il Modulo 1 è strutturato in lezioni fontali con possibili seminari ad invito di docenti e ricercatori interni o esterni all’Ateneo. Tutte le lezioni e materiali integrativi sono in forniti come presentazioni in formato PDF e sono distribuiti agli studenti con cadenza settimanale sulla piattaforma Moodle dell’insegnamento. Si invitano gli studenti a consultare periodicamente Moodle per essere sempre aggiornati.

L’insegnamento di Science della Terra e Laboratorio prevede due escursioni didattiche in campo nei Moduli 2 e 4. La prima escursione è sui Colli Euganei, la seconda sulle Dolomiti (Passo Valles). Le escursioni mirano a consolidare le conoscenze geologiche acquisite durante le lezioni frontali e i laboratori.

Italiano

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile