GEOCHIMICA

Il corso ha l’obiettivo dichiarato di fornire le adeguate conoscenze e capacità di comprensione dei processi chimici connessi ai principali processi geologici nonché i fondamenti del linguaggio scientifico di base del linguaggio tecnico. In particolare, saranno obiettivi primari del corso: Caratteristiche chimico-fisiche di solidi cristallini, fusi silicatici, fase acquosa e gassosa; Applicazione del metodo chimico-fisico per l’analisi e descrizione dei processi geologici Applicazione del metodo chimico-fisico per la risoluzione di problematiche finalizzate alla ricerca scientifica oppure utili all’esercizio della professione di geologo.

42 ore (6 CFU) di lezioni frontali. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Fondamenti di chimica, fisica, mineralogia e petrografia.

Obbligatoria.

Cosmochimica

• Origine dell’Universo
• Origine degli elementi
• Origine degli elementi in funzione del ciclo delle stelle
• Meteoriti: classificazione e composizioni

Struttura e Composizione della Terra

• Struttura della Terra
• Composizione della Terra

Geochimica dei Fusi Naturali

• Struttura dei fusi naturali
• Struttura in funzione delle variabili intensive
• Immiscibilità di fusi naturali
• Fusi carbonatitici
• Variazioni composizionali in fusi naturali

Geochimica degli Elementi in Tracce

• Classificazione degli elementi (potenziale ionico)
• Coefficienti di distribuzione
• Controllo sulla distribuzione dei parametri chimico-fisici
• Distribuzione in processi geologici
• Fusione parziale all’equilibrio e frazionata
• Cristallizzazione all’equilibrio e frazionata
• Variazione delle REE in sistemi naturali
• Variazione di elementi incompatibili in sistemi naturali
• Esempi di modellizzazioni di sistemi geologici

Geochimica dei Gas

• Comportamento dei gas perfetti
• Fugacità
• Gas vulcanici
• Solubilità di H₂O
• Solubilità di CO₂
• Solubilità di H₂O + CO₂
• Solubilità dello zolfo
• Esempi di concentrazioni di H₂O e CO₂ nei magmi
• Solubilità di alogeni
• Monitoraggio di gas vulcanici

Cenni di geochimica isotopica

• Nuclidi radiogenici e stabili
• Nuclidi isotopi, isobari, isotoni
• Schemi di decadimento radioattivo
• Frazionamento isotopico
• Composizione di isotopi stabili: notazione delta
• Variazione di delta ¹⁸O in natura
• Variazione di delta D in natura
• Applicazioni nel campo delle Scienze della Terra

• Albarede (2003). Geochemistry – An Introduction. Cambridge University Press, 262 pp.
• Faure (1986). Principles of Isotope Geology (2^nd Ed.). John Wiley and Sons, 589 pp.
• Longinelli e Deganello (1999). Introduzione alla Geochimica. UTET, 460 pp.
• McSween e Huss (2010). Cosmochemistry. Cambridge University Press, 549 pp.
• Ottonello (1991). Principi di Geochimica. Zanichelli, 722 pp.
• Rollinson (1993). Using Geochemical Data. Longaman, 352 pp.
• White (2013). Geochemistry. Wiley-Blackwell, 660 pp.

A disposizione presso il docente prima dell'inizio dell'insegnamento.

Esame orale con votazione su tutti gli argomenti del programma. Essa è finalizzata a valutare il grado di apprendimento dello studente e le capacità di esporre correttamente in forma orale i concetti acquisiti, nonché di mostrare un'adeguata padronanza del metodo scientifico di indagine.

Nucleosintesi degli elementi

Utilizzi delle condriti in geochimica

Struttura e composizione della Terra

Caratteristiche strutturali dei fusi naturali

Viscosità e dipendenza da variabili intensive

Classificazione geochimica degli elementi

Coefficienti di distribuzione e dipendenza da parametri chimico-fisici

Processi di fusione parziale

Processi di cristallizzazione

Variabilità degli elementi in tracce nelle rocce

Variabilità degli elementi in tracce nelle acque

Gas vulcanici e monitoraggio

Solubilità di H₂O e CO₂ nei magmi

Solubilità dello zolfo nei magmi

Solubilità degli alogeni nei magmi

Nuclidi e processi di decadimento

Frazionamento isotopico

Notazione delta in isotopi stabili

Variabilità di delta ¹⁸O e delta D in natura