Lezioni (32h)
Introduzione -geologia, economia e sviluppo sostenibile; riserve e risorse; pericolosità e rischio geologico; cambiamenti globali e catastrofi locali; la fragilità del territorio italiano dal pericolo al rischio; instabilità idrogeologica, il ruolo della vegetazione forestale per la conservazione del suolo e delle acque.

Una panoramica sul tempo geologico e sulla sua misura: i dati geologici; il metodo scientifico; i principi della geologia; l’età della Terra, la scala dei tempi geologici, metodi radiometrici di datazione delle rocce; il Precambriano, origine ed evoluzione del sistema terrestre, planetesimali e planetoidi, differenziazione del nucleo, del mantello e della crosta terrestre, il gigantesco urto e l’origine della luna, l’evoluzione della litosfera, atmosfera, idrosfera e biosfera; Il Fanerozoico, i fossili e le datazioni relative, unità cronostratigrafiche e geocronologiche; le grandi suddivisioni del tempo geologico e gli eventi di estinzione di massa, la Commissione Stratigrafica Internazionale e la Carta Cronostratigrafica Internazionale (ICS).

La Terra come un sistema di componenti dinamici ed interconnessi - la forma e la superficie della Terra (la curva ipsografica); la struttura a strati della Terra; le forze motrici (il calore interno e l'input solare esterno), la rotazione terrestre e l'effetto coriolis; i grandi cicli della Terra (circolazione atmosferica e oceanica; ciclo idrologico, convezione del mantello e tettonica delle placche, ciclo delle rocce, cicli geochimici); la biosfera (eventi geobiologici nella storia della Terra); criosfera, albedo e uso del suolo; il bilancio dei geosistemi; effetti di innesco (trigger effects) e retroazioni feedback).

Esplorando l’interno della terra - dati astronomici, osservazioni dirette (dati di superficie) e sondaggi profondi (pozzo di Kola); onde sismiche e sismologia; i principali involucri e la loro composizione; tomografia sismica; il campo gravitativo terrestre, il geoide; calore e temperatura interna della Terra; flusso di calore; il gradiente geotermico; il campo magnetico terrestre e le sue variazioni; paleomagnetismo (magnetizzazione termo-permanente -TRM e magnetizzazione residua deposizionale o detritica -DRM); stratigrafia magnetica, scala paleomagnetica (chrons and subchros).

Pericolosità e rischio sismico: teoria del rimbalzo elastico; rottura dei piani di faglia durante i terremoti, sismografi e sismogrammi; onde sismiche (P-Wawe, S-Wave, onde superficiali); Ipocentro ed epicentro; Scala di magnitudo Richter; Momento sismico (Mw); scala di intensità Mercalli modificata; terremoti e faglie attive e capaci, il Progetto Itahca (ITaly HAzards from CApable faulting - ISPRA); terremoti e tsunami; classificazione sismica del territorio nazionale; tempi di ritorno dei terremoti, Catalogo parametrico dei terremoti italiani (INGV); Catalogo degli tsunami italiani (INGV); microzonazione sismica (dati regionali).

Minerali come elementi costitutivi delle rocce – Definizioni di minerali e cristalli; minerali amorfi e cristallini, morfologia e simmetria dei cristalli (sistemi, classi e gruppi spaziali); classi chimiche dei minerali; struttura atomica dei minerali; proprietà fisiche e chimiche dei più comuni minerali che formano le rocce; minerali e rocce principali strutture e tessiture.

Introduzione allo studio delle rocce: i principali gruppi di rocce (ignee, sedimentarie e metamorfiche); origine, distribuzione e principi di base della loro classificazione; le rocce nella leggenda delle carte geologiche (unità litostratigrafiche), la classificazione tecnica delle rocce (relazione tra litologia, geomorfologia, pedologia ed idrogeologia).

Il ciclo idrologico e le acque sotterranee - la distribuzione dell'acqua sulla Terra; ciclo dell'acqua e bilancio idrogeologico; il passaggio dell’acqua attraverso i suoli e le rocce (permeabilità e porosità); la falda freatica (zona vadosa e freatica); i principali tipi di falde e di sorgenti; Acque idrotermali; salinizzazione, inquinamento e crisi delle risorse idriche.

Tettonica a placche e processi orogenici - tettonica delle placche, la teoria unificatrice; il motore della tettonica delle placche; il mosaico delle placche, crosta continentale e crosta oceanica; scudi o cratoni; orogeni, bacini (foreland basin, forearc and backarc basin), le grandi provincie ignee; le zone di distensione, le dorsali medio oceanicche (MOR), i punti caldi, le fosse oceaniche, i margini passivi; processi orogenetici e tettonica delle placche (subduzione e collisione continentale); sistemi orogenici (thrust belt, foreland basin, wedge top basin ,foredeep, forebulge, backbulge); il ciclo orogenico (ciclo di Wilson); l'evoluzione geologica dell'Italia, una panoramica.

Cartografare le unità e le strutture geologiche – i processi di deformazione delle rocce, misura delle giaciture, nomenclatura dei principali tipi di pieghe e di faglie, sovrascorrimenti, horst e graben; la legenda delle carte geologiche; sezioni geologiche; unità tettoniche e mappe strutturali; introduzione alla lettura delle carte geologiche; la carta geologica d’Italia in scala 1: 100.000; Il progetto CARG (Geological CARtography) e le carte geologiche e geotematiche in scala 1: 50.000; il geoportale del Servizio Geologico d’Italia ( geomapviewer e applicazioni WebGIS).

Rocce e processi ignei - consolidamento del magma, differenziazione magmatica; composizione chimica e mineralogica, minerali comuni nelle rocce ignee; i principali tipi di rocce ignee (tessiture strutture, geometrie e forme del terreno): rocce intrusive ed ipoabissali, i corpi intrusivi e filoniani; i vulcani (stili eruttivi), le rocce piroclastiche, le Lave; attività e depositi idrotermali (i travertini); attività vulcanica e tettonica a zolle; pericolosità e rischio vulcanico in Italia.

Rocce e processi sedimentari - ambienti e processi sedimentari – la fase sedimentaria del ciclo delle rocce (alterazione, erosione, trasporto, deposizione, seppellimento e diagenesi); i bacini sedimentari; classificazione delle rocce sedimentarie (clastiche, chimiche / evaporitiche, biochimiche, organiche/ composti del carbonio); strutture e facies sedimentarie; i principi della stratigrafia e la Guida italiana alla classificazione e alla terminologia stratigrafica.

Rocce e processi metamorfici - cause del metamorfismo; i tipi di metamorfismo: regionale, di contatto, di seppellimento, dei fondali oceanici(alterazioni idrotermali), da impatto, cataclastico; grado di metamorfismo, facies metamorfiche; strutture e tessiture metamorfiche, classificazione delle rocce metamorfica di basso grado in base al protolito (-meta, -ortho, -para); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura (rocce foliate, granoblastiche, porfiroblastiche), in base alla composizione chimica complessiva: pelitica (minerali argilloso-alluminosi, quarzo-feldspatica, calcarea, maficia, magnesiaca, ferriginosa, manganesifera); classificazione delle rocce metamorfiche in base alla struttura ed alla composizione mineralogica (nome base e qualificatore); tettonica delle placche e metamorfismo.

Ambiente marino e costiero, processi e depositi - ambiente costiero (forme costiere, problemi di erosione costiera); ambiente di marea e subtidale, ambiente evaporitico (la crisi di salinità messiniana); ambiente terrigeno silicoclastico (depositi torbiditici); ambiente carbonatico (piattaforma, scogliera, barriera corallina, mound, atollo); ambiente di acque profonde.

I processi di alterazione delle rocce: i fattori di controllo dei processi di alterazione; alterazione chimica (idrolisi, dissoluzione, ossidazione), alterazione fisica ed erosione; i processi di alterazione ed il clima; le rocce residuali ed i depositi eluviali, la formazione del suolo; erosione clima e tettonica a placche, ciclo di erosione e superfici di spianamento.

I Depositi ed il trasporto di massa (processi gravitazionali): coni di detriti e talus, frane, classificazione dei movimenti di massa (Cruden & Varnes, 1996), Progetto IFFI (Inventario delle frane italiane), pericolosità e rischio da frana.

Depositi di versante prodotti dalla gravità e dalle acque correnti superficiali: inondazioni e fenomeni di instabilità legati all'azione delle acque superficiali; erosione impatto delle piogge; erosione laminare, erosione a rivoli ed a fossi, erosione accelerata e perdita di suolo, depositi colluviali, conoidi (detritici, alluvionali, di fango), i calanchi , i lenti movimenti di verante (soil creep e soliflusso).

Depositi e forme fluviali: il reticolo idrografico, i bacini idrografici, i patterns del reticolo idrografico, principali tipi di valli fluviali e di canali; il flusso delle acque di un fiumeo (laminare e turbolento); erosione, trasporto (carico di fondo, carico in sospensione, saltazione-tappeto di trazione) e deposizione (relazione tra erosione trasporto e sedimentazione in base alla granulometria ed alla velocità delle corrente; principali forme di fondo (dune e ripple); tipi di delta (lobato, estuarina, arcuata, zampa di uccello); il profilo longitudinale, il profilo di equilibrio ed il concetto di livelli di base; conoidi alluvionali; terrazzi fluviali; depositi carbonatici continentali (calcareous tufa), depositi lacustri; la portata di un corso d’acqua; le inondazioni; tempi di ritorno, pericolosita e rischio da inondazione.

Depositi processi ambienti e forme eoliche – il vento come agente di erosione, trasporto e deposizione; distribuzione dei venti e circolazione atmosferica; forza del vento; i depositi eolici: polvere, sabbia; loess; corrasione e deflazione; il pavimento del deserto; le dune, gli ambienti eolici (deserti caldi, pianure alluvionali glaciali, coste battute da venti verso l’entroterra), i deserti, la distribuzione dei deserti nel mondo; processi di alterazione nei deserti; laghi di playa e ed evaporiti; paesaggio desertico, le superfici di spianamento in ambiente desertico, i pediment; perdita di suolo e desertificazione.

Depositi, forme e processi carsici - processi carsici e pseudocarici; fattori che influenzano i processi carsici; sschema di un tipico sistema carsico (exokarst, epikarst edsokarst, zona vadosa e zona satura) principali forme carsiche (karren, limestone pavment, doline/sinkhole , uvala, poje, foibe, cockpit, torri carsiche, hum, fiumi che scompaiono o sprofondano, valle secche,, valle cieca, ponor, grotte); ciclo di erosione in una topografia carsica; i depositi carsici , gli speleotemi (stalagmiti, stalattiti, colonne); i censimenti delle forme carsiche (grotte e sinkhole ) in Italia, pericolosità e rischio associato al carsismo.

Processi forme e depositi glaciali: il ghiaccio come una roccia; ghiacciai vallivi, ghiacciai continentali; bilancio glaciale (accumulo ed ablazione); flusso glaciale, flusso plastico, slittamento di fondo, morfologie erosive glaciali (valle a forma di U, circo, corno, arete, valle sospesa, fiordo, roccie montonaete, strie glaciali); depositi glaciali (Till, morene), depositi fluvio-glaciali e terreforme pianeggianti e bagnati (kame, kettles, eskers, drumlins, varve); il permafrost; glaciazioni e cambiamento del livello del mare; glaciazioni e cambiamento del profilo di base dei corsi d’acqua; la registrazione negli eventi geologici delle glaciazioni del passato, I proxi data.

Il sistema climatico terrestre - variazioni climatiche e catastrofici cambiamenti climatici – i “forzanti” climatici (climate forcing), le principali componenti del sistema climatico: interne (tettonica delle placche, orogenesi, attività vulcanica, espansione dei fondali oceanici, gas e aerosol ad effetto serra, circolazione atmosferica e oceanica, fattori biotici e antropici, albedo ) ed esterni (solar forcing / attività solare e cicli di milankovitch), bilancio radiativo, variazioni climatiche a lungo termine; proxy climatici; tempi ed estensione delle glaciazioni proterozoiche; catastrofici cambiamenti climatici (impatti profondi, eruzioni di supervulcani, grandi espandimenti basaltici continentali/trappi);le principali estinzioni di massa nel fanerozoica; interazioni tra tettonica delle placche ed il sistema climatico; circolazione oceanica in condizioni greenhouse and icehouse; glaciazioni quaternarie, i cambiamenti climatici durante l'Olocene, younger dryas e piccola era glaciale (LIA); l'effetto serra ed i cambiamenti del clima indotti dall’uomo

Esercitazioni (16 h)
Durante il corso verranno svolte delle esercitazioni teorico/pratiche su:
Acquisizione e gestione dei dati geologici: cenni sui sistemi informativi territoriali e sui GIS open source; il Protocollo INSPIRE, il geoportale nazionale ed i portali regionali.
-Lettura delle forme del rilievo attraverso le carte topografiche dell'Istituto Geografico Militare (IGM)e le Carte Tecniche Regionali (CTR)
- Riconoscimento macroscopico dei principali tipi di rocce;
- Esempi di rappresentazione sulle carte geologiche dei principali tipi di di rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche e dei principali elementi tettonici (giaciture, faglie, pieghe, sovrascorrimenti, ecc.).
- Costruzione ed interpretazione dei profili topografici e geologici;
- utilizzo delle carte topografiche, geologiche e geotematiche per un inquadramento delle caratteristiche fisiche di una limitata porzione territoriale.

Presentazioni delle lezioni e materiale didattico integrativo
Tutte le presentazioni delle lezioni, dispense ed altro materiale didattico integrativo sono scaricabili dalla piattaforma moodle. Il materiale è protetto da una password che verrà fornita agli studenti che frequentano il corso (la password per aprire i file può essere richiesta in qualsiasi momento al docente mandando una mail a sermad@unitus.it specificando anno di frequenza, matricola e corso).
Testi consigliati
PRESS F. ,SIEVER R., GROTZINGER J.,JORDAN T.H - Capire La Terra A cura di Lupia Palmieri E. Casa editrice Zanichelli
GISOTTI G.- Le unità di paesaggio - Analisi geomorfologica per la pianificazione territoriale e urbanistica- Dario Flacovio Editore
ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE - Italia - Atlante dei Tipi Geografici Editore: Istituto Geografico Militare Edizione: 2004 Scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.igmi.org/pubblicazioni/atlante_tipi_geografici/index.php .
MINISTERO DELL’AMBIENTE- I Quaderni Habitat - Collana - 24 volumi scaricabili gratuitamente dal sito: https://www.minambiente.it/pagina/i-quaderni-habitat-collana
Progetto CARG - Cartografia geologica e geotematica -Linee guida per la realizzazione della Carta Geologica e Geotematica alla scala 1:50.000 Quaderno n1 e n 3 scaricabile gratuitamente dal sito: http://www.apat.gov.it/site/it-IT/Progetti/Progetto_CARG_-_Cartografia_geologica_e_geotematica/Linee_guida/