SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALIScienze GeologicheAnno accademico 2023/2024

1003152 - FISICA TERRESTRE CON LABORATORIO

Docente: ANDREA CANNATA

Risultati di apprendimento attesi

L'obiettivo principale è quello di fornire agli studenti le nozioni base di fisica terrestre e gli strumenti necessari per trattare ed utilizzare i dati geofisici.

Conoscenza e capacità di comprensione:

- basi teoriche delle tecniche di indagine di sottosuolo, quali sismica a rifrazione, sismica a riflessione, prospezioni gravimetriche e magnetiche;

- basi teoriche riguardanti i campi gravitazionale e magnetico terrestri;

- basi teoriche su terremoti, sorgenti sismiche e struttura dell'interno della Terra.

Capacità di applicare conoscenza:

- capacità di applicare le conoscenze acquisite per l’interpretazione dei dati geofisici al fine di caratterizzare il sottosuolo;

- capacità di comprendere le proprietà fisiche del sistema Terra;

- capacità di comprendere i fenomeni sismici e la loro pericolosità.

Autonomia di giudizio

- capacità di argomentare personali interpretazioni riguardanti indagini e dati geofisici.

Abilità comunicative

- capacità di sintesi espositiva e uso di linguaggio tecnico-scientifico appropriato.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

 

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. Giorgio De Guidi.

Prerequisiti richiesti

Al fine di comprendere gli argomenti trattati nell'insegnamento è importante la conoscenza di nozioni base di matematica e fisica.

Frequenza lezioni

Obbligatoria.

Contenuti del corso

Introduzione: definizione di geofisica, analisi spettrale, convoluzione, cross-correlazione, filtraggio digitale.

Il pianeta Terra: la scoperta dei pianeti, le leggi di Keplero del moto planetario, parametri orbitali, caratteristiche dei pianeti, legge di Titius-Bode, momento angolare, origine del Sistema solare.

Campo gravitazionale e metodi gravimetrici: basi fisiche, variazione di g con la latitudine, forma della Terra, geoide, strumenti di misura, correzioni di gravità, interpretazioni delle anomalie di gravità, applicazioni.

Campo magnetico terrestre e metodi magnetici: concetti base, proprietà dei materiali magnetici, il campo magnetico terrestre, strumenti di misura, survey, anomalie magnetiche, applicazioni.

Sismologia applicata - basi: stress e strain, onde sismiche, propagazione, sorgenti sismiche, registrazione di segnali sismici.

Sismica a rifrazione: rifrazione critica e head waves, semispazio, strato orizzontale, due strati orizzontali, multi-strati orizzontali, strato inclinato, survey, applicazioni.

Sismica a riflessione: considerazioni generali, equazione delle onde riflesse, onde riflesse e profondità, onde riflesse e velocità, metodo t2 - x2.

Terremoti: rimbalzo elastico, ciclo sismico, geometria delle faglie, meccanismi focali, localizzazioni, magnitudo e intensità, sismogrammi, struttura interna della Terra.

 

Esercitazioni su metodi magnetici e gravimetrici.

Esercitazioni di sismologia applicata.

Esercitazioni sulla lettura dei sismogrammi dei terremoti, magnitudo e localizzazioni.

Testi di riferimento

1.      Kearey et al. (2002). An Introduction to Geophysical Exploration. Wiley-Blackwell.

2.      Lowrie (2007). Fundamentals of Geophysics, Second edition. Cambridge University Press.

3.      Reynolds (2011). An introduction to applied and environmental geophysics. John Wiley & Sons.

4.      New Manual of Seismological Observatory Practice (NMSOP-2). https://bib.telegrafenberg.de/publizieren/bibliotheksverlag/nmsop

5.      Stein, S., Wysession, M. (2003). An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Blackwell Publishing.

6.      Havskov, J., Ottemoller, L. (2010). Routine Data Processing in Earthquake Seismology. Springer.

7.      Dispense.

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1IntroduzioneAn Introduction to Geophysical Exploration. Cap. 2. Dispense.
2Il pianeta TerraFundamentals of Geophysics. Cap. 1. Dispense.
3Campo gravitazionale e metodi gravimetriciAn introduction to applied and environmental geophysics. Cap. 2. Fundamentals of Geophysics. Cap. 2. Dispense.
4Campo magnetico terrestre e metodi magneticiAn introduction to applied and environmental geophysics. Cap. 3. Dispense.
5Sismologia applicata - basiAn introduction to applied and environmental geophysics. Cap. 4. Dispense.
6Sismica a rifrazioneAn introduction to applied and environmental geophysics. Cap. 5. An Introduction to Geophysical Exploration. Cap. 5. Dispense.
7Sismica a riflessioneAn Introduction to Geophysical Exploration. Cap. 4. Dispense.
8TerremotiAn Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Cap. 4.1, 4.2. Routine Data Processing in Earthquake Seismology. Cap. 5.1, 5.2, 5.3, 5.5. New Manual of Seismological Observatory Practice. Cap. 3.2. Dispense.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma. Gli studenti potranno iniziare l’esame con l’esposizione di un argomento a loro scelta.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Parla delle misure di accelerazione di gravità.

Illustra i diversi comportamenti magnetici dei materiali.

Illustra cosa si intende per anomalia di gravità regionale e residua, e come esse possano essere separate.

Descrivi gli strumenti di misura nei metodi geomagnetici.

Descrivi le sorgenti sismiche che conosci.

Cosa è la legge di Titius-Bode?

Parla delle leggi di Keplero.

Dromocrone delle onde dirette, rifratte e riflesse.

Parla dei meccanismi focali.

Descrivi il processo di localizzazione di un terremoto.

Parla della struttura interna della Terra.


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