00452 - GEOCHIMICA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze generali di base della Geochimica e delle sue applicazioni in campo geologico e geologico-ambientale. In particolare, lo studente acquisisce gli elementi conoscitivi fondamentali sul comportamento degli elementi chimici nell'ambiente superficiale e dei meccanismi che lo regolano. Durante il corso acquisisce inoltre un minimo di familiarità sulle procedure analitiche di terreno e di laboratorio. Lo studente è in grado di: - pianificare lo studio sulla dispersione superficiale di specifici elementi in traccia e valutarne il grado di mobilità; - studiare compiutamente le caratteristiche chimiche di un’'acqua naturale, individuarne la provenienza, i tipi di interazioni acqua/roccia a cui è stata sottoposta ed eventuali processi di mescolamento, diluizione ecc.; - svolgere alcune basilari procedure di analisi chimica su soluzioni acquose.

Programma/Contenuti

Richiami di alcuni concetti di chimica (ad esempio: proprietà atomiche, tipi di legame, stati di valenza....) e di mineralogia (classificazione e caratteristiche dei silicati, tipi di minerali) utili per lo sviluppo del corso. Regole di Goldschmidt e sostituzione tra elementi nei minerali. Abbondanze medie nei più comuni minerali.

origine degli elementi e loro abbondanze. Meteoriti. Composizione chimico-mineralogica, età, classificazione e ipotesi genetiche.

Origine ed evoluzione del sistema solare e dei pianeti di tipo terrestre. Origine della Terra: condensazione, accrezione omogenea/eterogenea. Contributo della geochimica. Struttura interna della Terra. Segregazione Nucleo-antello. Differenziazione geochimica primaria. Classificazione geochimica degli elementi: litofili, siderofili e calcofili. Genesi ed evoluzione della crosta

Cenni di geochimica di alta temperatura. Cenni su genesi ed evoluzione dei magmi. Elementi maggiori, minori e in traccia. Regole di sostituzione di Goldschmidt. Coefficiente di partizione e coefficiente di partizione di massa.

Termodinamica e diagrammi di fase. Richiami elementari di termodinamica, Entalpia (H), Entropia (S) e energia libera di Gibbs (G). Equilibrio e energia libera. Relazione tra energia libera e costante di equilibrio. Diagrammi di fase con miscibilità completa, con eutettico e con peritettico.

La zona critica: processi di disgregazione meccanica e alterazione chimica di minerali e rocce. Dissoluzione, ossidazione, idratazione e idrolisi. Reazioni congruenti e incongruenti. I motori delle reazioni di alterazione. l'importanza della CO2 nelle reazioni di alterazione, fattori di controllo della CO2 in ambiente. Le caratteristiche dei minerali argillosi, classificazione, reattività, importanza ambientale. Punto isoelettrico, definizione e effetti. 

Idrosfera - Caratteristiche principali delle acque dolci e delle acque marine. origine dei componenti disciolti. processi che condizionano il chimismo delle acque (tipo di roccia, degradazione della materia organica, reazioni di adsorbimento. Classificazione delle acque sulla base delle caratteristiche chimico-fisiche. Forza ionica e attività. Diagrammi Eh/pH e speciazione chimica in soluzione acquosa: applicazioni.

Approfondimento sui processi di degradazione della materia organica (decomposizione aerobica e anaerobica). effetti sulle caratteristiche dell'ambiente e sulla chimica delle soluzioni.

Geochimica isotopica - Geochimica degli isotopi instabili. Il decadimento radioattivo. Datazione radiometrica, principi e applicazioni. Geochimica degli isotopi stabili. Principi di frazionamento isotopico. Misure di composizione isotopica e applicazioni relative.

Cenni di geochimica ambientale: caratteristiche e esempi di studi geochimici applicati ai suoli, ai sedimenti alluvionali e marini, alle acque. cartografia geochimica e elaborazione dati

 

Testi/Bibliografia

Konrad B. Krauskopf - Introduction to Geochemistry - McGraw-Hill Ed.

Gunter Faure - Principles and Applications of Geochemistry - Prentice Hall Ed.

Brian Mason - Principles of Geochemistry - John Wiley and Sons Ed.

C.A.J. Appelo and D. Postma - Geochemistry, groundwater and pollution - A.A. Balkema Publishers Ed.

James I. Drever - The Geochemistry of Natural Waters - Prentice Hall Ed.

Metodi didattici

Lezioni frontali.

Esercitazioni di laboratorio relative a elaborazione dati geochimici

Modalità di verifica dell'apprendimento

esame orale sui temi trattati durante il corso, con attenzione allo sviluppo di aspetti relativi a più macro temi sviluppati durante il corso.. E' richiesta padronanza sulle formule chimiche dei principali minerali e la capacità di scrivere e bilanciare reazioni chimiche.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Enrico Dinelli