Attività Didattica

Il corso è articolato in due moduli complementari.

Il Modulo 1 (5 CFU) è focalizzato sugli aspetti teorici e descrittivi riguardanti composizione, condizioni P-T, reologia, crescita ed evoluzione della crosta terrestre a partire dalla sua formazione. Sono anche evidenziati i contributi forniti dalle diverse discipline che hanno consentito di approfondire la conoscenza e la storia della crosta terrestre. Durante le esercitazioni in classe, vengono illustrati i legami tra gli aspetti teorici e la loro applicazione al fine modellizzare i processi che regolano l'evoluzione della crosta terrestre.

Il Modulo 2 (3 CFU) è dedicato agli aspetti quantitativi delle diverse tematiche trattate nel modulo 1 con la presentazione delle equazioni fondamentali e successive applicazioni durante le esercitazioni al computer in aula. Si svolgono con l’ausilio di Excel® e con il programma Stella Architect® che consente di sviluppare modelli dinamici. L’ulilizzo di Stella Architect® è preceduto da una spiegazione della filosofia del software e dagli algoritmi utilizzati.

 L’insegnamento comprende lezioni frontali (6 crediti) ed esercitazioni al computer in aula (2 crediti). Le esercitazioni sono mirate all’applicazione dei concetti teorici introdotti e sviluppati nei diversi capitoli del programma di seguito presentati.

 Composizione della crosta terrestre

Tipi di crosta. Distribuzione superficiale e spaziale di rocce sedimentarie, metamorfiche e magmatiche. Esempi di sezioni di crosta continentale affioranti in Italia e nel mondo. Composizione chimica media della crosta continentale e della crosta oceanica.

 Stato termico

Variazione della temperatura all’interno della crosta terrestre e della litosfera. Sorgenti di calore. Produzione di calore radiogenico. Calcolo della geoterma stazionaria. Perturbazioni termiche e fusione crostale. Cause geologiche delle perturbazioni termiche. Trasporto di calore attraverso la risalita dei magmi. Evoluzione temporale di geoterme transienti. Implicazioni per le risorse geotermiche. Modelli termici.

 Reologia

Deformazione fragile e duttile delle rocce. Tassi di deformazione. Equazioni costitutive per il flusso duttile. Leggi dello scorrimento per frizione. Profilo di resistenza meccanica della crosta. Calcolo della profondità della transizione fragile - duttile nella crosta continentale. Sviluppo di calore per frizione. Pseudotachiliti e antiche zone sismogenetiche.

Eta' delle rocce crostali

Metodi di datazione assoluta: U-Pb; Rb-Sr; Sm-Nd; ⁴⁰Ar/³⁹Ar; tracce di fissione (U-Th)/He. Temperatura di chiusura dei sistemi isotopici ed interpretazione delle datazioni. Diagrammi T-t e curve di raffreddamento.

Evoluzione della Crosta Terrestre

Le rocce più antiche della crosta terrestre. Crescita della crosta continentale. Cenni di Geologia planetaria comparata. Il ruolo degli impatti meteoritici nell’evoluzione della crosta terrestre.

Esumazione di rocce crostali profonde

Cause geologiche dell'esumazione. Ruolo di tettonica ed erosione. Tassi di erosione e di esumazione da stretching. Simulazione dei percorsi P-T e di esumazione. Modelli numerici con il metodo delle differenze finite.

Le esercitazioni al computer svolte durante il corso prevedono l’uso dei software Excel® e Stella Architect®.

Testi di riferimento

Condie K.C. (1997) Plate tectonics and crustal evolution. Butterworth – Heinemann, 282 pp.

Philpotts A.R., Ague J.J. (2022) Principles of igneous and metamorphic petrology, Cambridge University Press, 700 pp. 

Fowler C.M.R. (2005) The Solid Earth. Cambridge, 685 pp.

Materiale addizionale è disponibile sulla piattaforma Teams® sotto forma di files PDF, letture e link suggeriti.