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.
La frequenza alle esercitazione è fortemente consigliata, ma in caso di impedimenti gli studenti sono pregati di contattare di docente in modo da ricevere, in ogni caso, adeguata assistenza per la preparazione dell'esame.

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/