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Diego AROSIO
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Geofisica con elementi di sismologia
Scienze geologiche (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti nozioni di base relative alla Geofisica della terra solida. Saranno trattati in modo semplificato gli elementi teorici di base e vari esempi applicativi riguardanti la sismologia e l’esplorazione sismica, il campo di gravità terrestre e la gravimetria, il campo magnetico terrestre e la magnetometria, in relazione a vari aspetti di Scienze della Terra e di esplorazione.
Prerequisiti
È opportuno che gli studenti abbiano acquisito in precedenza conoscenze basilari relative a:
- Matematica: geometria euclidea e cartesiana, trigonometria, algebra lineare, numeri complessi, analisi matematica.
- Fisica: meccanica newtoniana, elettromagnetismo.
Per l'ammissione alla verifica finale del corso non è richiesta alcuna precedenza, sebbene sia caldamente consigliato aver frequentato e superato con profitto gli insegnamenti di Matematica e informatica e Fisica Generale tenuti al primo anno del corso di Laurea.
Programma del corso
Il corso è articolato in tre parti.
3 CFU (20h lezione, 6h esercitazione)- Principi di Sismologia e Sismica. Onde sismiche e moduli di elasticità. Problema diretto: dal modello al sismogramma. Acquisizione e osservazione. Problema inverso: dal sismogramma al modello e alle caratteristiche di un terremoto. Terremoti: frequenza e ubicazione rispetto alle placche litosferiche.
2 CFU (13h lezione, 4h esercitazione)- Campo Gravitazionale Terrestre. Forza di gravità. Accelerazione di gravità. Metodi di misura dell'accelerazione di gravità. Fattori di controllo della gravità. Anomalie di gravità. Anomalie dovute a cause regionali e a cause locali. Ambiguità nella ricostruzione del modello a partire da osservazioni di gravità. Le anomalie di gravità e le strutture terrestri. Geoide, ellissoide-sferoide. Densità.
1 CFU (7h lezione, 2h esercitazione) - Campo Magnetico Terrestre. Il magnetismo terrestre. Analogie e differenze con il campo gravimetrico. Campo magnetico di un monopolo. Il campo di forza di un dipolo magnetico. Suscettività e permeabilità magnetica. Proprietà magnetiche. Il campo geomagnetico. Misura del campo magnetico terrestre. Anomalie magnetiche.
Metodi didattici
Lezioni frontali con l'ausilio di supporti audiovisivi (presentazioni PowerPoint), esercizi in aula, esercitazioni in campo.
L'insegnamento è erogato in presenza e in lingua italiana.
La frequenza non è obbligatoria, ma caldamente consigliata.
Le lezioni e le esercitazioni potrebbero essere svolte in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione sanitaria COVID19
Testi di riferimento
Materiale obbligatorio / Compulsory material
1. Raccolta di slide proiettate durante le lezioni.
2. Dispense fornite dal docente.
3. Lowrie W., 2007. Fundamentals of Geophysics, 2nd Edition. Cambridge University Press, 390 pp.
Materiale consigliato / Suggested material
1. Lowrie W., 2011. A Student's Guide to Geophysical Equations. Cambridge University Press, 296 pp.
2. Telford W.M., Geldart L.P., Sheriff R.E., 1990. Applied Geophysics, 2nd Edition. Cambridge University Press, 792 pp.
Verifica dell'apprendimento
La verifica si compone di una prova alla fine dell'insegnamento ed è volta a valutare il raggiungimento di un livello sufficiente delle conoscenze/competenze e delle abilità applicative relative ai risultati di apprendimento attesi (70%). Servirà inoltre a valutare complessivamente le competenze trasversali (30%): abilità comunicative, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento. La valutazione finale complessiva è espressa con votazione in trentesimi.
La verifica consiste in 1 prova scritta con domande a risposta multipla, aperta e brevi esercizi in cui il candidato dimostri di aver appreso le nozioni inerenti la struttura interna della Terra e i principi fisici sottostanti alla sismologia, al campo gravitazionale e magnetico terrestre. Il punteggio massimo della prova scritta è 26/30, ottenuto sommando i punteggi delle singole risposte. Il candidato che ha ottenuto un punteggio maggiore di 21/30, può incrementare tale punteggio con una prova orale di 3 domande; ogni risposta è valutata con un punteggio da -2 a 2 e contribuisce a determinare la valutazione finale in trentesimi.
Verifica finale
Tipologia: scritta e orale
La durata indicativa della prova è di 1 ora.
Argomenti trattati: Sismologia, campo gravitazionale e magnetico terrestre
Cadenza temporale: la prova viene eseguita alla fine del corso
Obbligatorietà: sì
Lingua: italiano
Criteri di valutazione: la prova intende valutare prevalentemente le conoscenze mnemoniche, la capacità di ragionamento e di applicazione delle conoscenze e secondariamente la chiarezza espositiva, le competenze trasversali e i collegamenti inter- e intra-disciplinari.
Criteri di sufficienza: giudizio del docente su correttezza e completezza delle risposte
Possibilità di visionare la prova in caso di non successo [feedback] e indicazioni sulle modalità di recupero e consigli sul processo di apprendimento: sì, a richiesta il docente fornirà indicazioni su come correggere o migliorare la prova.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente apprenderà i principi di base che governano la fisica della Terra.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: sviluppare abilità per approcciare in modo coerente e completo un problema relativo alla fisica terrestre, trattando dati sismici, gravimetrici e magnetici.
Abilità di giudizio: interpretare correttamente le informazioni che derivano dai processi inerenti alla fisica terrestre.
Abilità di comunicazione: imparare il linguaggio scientifico per comunicare con chiarezza i risultati delle analisi geofisiche e per interagire in un contesto multidisciplinare.
Capacità di apprendimento: sapere approfondire le tematiche trattate nel corso ed esportare le metodologie apprese a contesti di studio differenti (ad esempio, nella Geofisica Applicata).