58358 - FISICA DELLA TERRA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base relative alla struttura e alla dinamica della Terra, al campo gravitazionale e al campo magnetico terrestri.

Contenuti

Il corso fornisce conoscenze di base circa la forma e la dinamica del nostro Pianeta, con lo sguardo rivolto alla Terra solida e nel contesto della moderna Fisica del Sistema Terra. Nelle cinque parti del corso, la struttura della Terra sarà descritta attraverso lo studio delle onde sismiche, del campo di gravità, del flusso di calore, della reologia e del campo magnetico della Terra. Partendo da molteplici dati sperimentali, verranno poste le basi teoriche ed introdotti i modelli fisici utili all’analisi quantitativa dei processi geodinamici rilevanti. Pragmaticamente, saranno presentati casi di studio ed esempi classici che mettono in luce le connessioni fra la Terra Solida e le varie parti del Sistema Terra. Gli argomenti trattati nelle varie parti del corso verranno visti nel grande scenario della Tettonica a Placche, di cui verranno illustrati i tratti essenziali.

Parte 1: “Onde sismiche, struttura interna della Terra e terremoti” Richiami, Motivazioni, Sforzo e deformazione, Comportamento elastico, Onde elastiche, Onde di volume, Onde di superficie, Densità e costanti elastiche all’interno della Terra, Velocità sismiche, Fronti d’onda e raggi, Energia delle onde sismiche, Terremoti.

Parte 2: “La forma della Terra ed il suo campo di gravità” Richiami, Motivazioni, Il campo di gravità, Distribuzioni di massa, Multipoli di una distribuzione di massa, Momenti di inerzia, Il campo gravitazionale, Il campo di gravità e la forma della Terra, Anomalie di gravità, Isostasia, Flessione della litosfera.

Parte 3: “La struttura termica della Terra” Flusso di calore terrestre, Conduzione e convezione, Conduzione uni-dimensionale stazionaria e geoterme continentali, Raffreddamento di un semispazio, Temperature nel sottosuolo, Litosfera oceanica, Topografia dei fondali oceanici. 

Parte 4: “Reologia della Terra” Basi della Reologia, Comportamento elastico, Comportamento fluido newtoniano, Comportamento plastico e non-newtoniano, Il modello visco-elastico di Maxwell, Modelli reologici stazionati e transienti, L’elemento di Kelvin-Voigt, Corpi di Maxwell generalizzati.

Parte 5: “ Il campo magnetico terrestre” Note introduttive, osservazioni, digressione storica e motivazioni, Elementi del campo magnetico terrestre, Magnetostatica e campo magnetico dipolare, La magnetosfera, Variazioni temporali del campo magnetico terrestre, Origine del campo magnetico terrestre.

 

 

 

Testi/Bibliografia

Le slides proiettate a lezione possono essere usate come testi di studio, se corredate da letture di approfondimento via via consigliate dal docente. Verranno suggeriti testi e risorse in rete (articoli scientifici, tools e siti di interesse per la comprensione delle interazioni fra la Terra Solida e le varie componenti del Sistema Terra), utili come complemento alle lezioni. Dispense e appunti del docente.

Metodi didattici

Lezioni in aula in cui gli studenti partecipano attivamente, prendendo parte a discussioni sui temi trattati. 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica consiste in un esame orale finale, fissato su appuntamento con il docente. Allo studente sarà chiesto di discutere tre argomenti fra quelli trattati nel corso. Lo studente potrà preparare uno dei tre argomenti sotto forma di breve dissertazione scritta.

Strumenti a supporto della didattica

Computer e proiettore, lavagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giorgio Spada