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Percorso della pagina
  1. Science
  2. Bachelor Degree
  3. Scienze e Tecnologie per l'Ambiente [E3202Q - E3201Q]
  4. Courses
  5. A.A. 2022-2023
  6. 3rd year
  1. Earth Physics
  2. Summary
Insegnamento Course full name
Earth Physics
Course ID number
2223-3-E3201Q091
Course summary SYLLABUS

Course Syllabus

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Obiettivi

L'obiettivo del corso è insegnare agli studenti le nozioni fondamentali di fisica terrestre, ovvero lo studio sotto l’aspetto fisico di tutta la Terra e dello spazio che la circonda. In particolare, il corso si propone di illustrare i metodi fisici e le prospezioni geofisiche peri valutare le caratteristiche dei mezzi investigati e analizzare la loro variabilità nello spazio e nel tempo, con particolare riferimento a indagini a piccola profondità e/o di superficie, evidenziandone i risvolti ambientali.

L’insegnamento di Fisica Terrestre si propone di trasmettere allo studente conoscenze relative a metodi quantitativi per lo studio della Terra e abilità pratiche e applicate di uso di strumenti di campo e software di laboratorio. Al termine del corso, lo studente deve essere in grado di:

- dimostrare di aver compreso gli elementi base del pianeta Terra e le indagini geofisiche per il suo studio indiretto.

- aver compreso il concetto di modello diretto ed inverso e riuscire a risolvere semplici problemi ed esercizi per la stima di parametri bio-geofisici.

- saper leggere consapevolmente diverse cartografie tematiche e avere le basi per interpretare, per esempio, carte di anomalie gravimetriche e magnetiche.

- aver le competenze necessarie per capire quali tipi di prospezione geofisica debbano essere impiegate in casi di studio specifici, con particolare attenzione allo studio della parte superficiale della Terra.

- riuscire a comunicare le sue conoscenze con proprietà di linguaggio, usando la terminologia scientifica specifica, e in maniera sintetica. Acquisire autonomia di giudizio nella applicazione delle metodologie apprese.

Contenuti sintetici

Il corso è finalizzato alla conoscenza dei concetti di base di Fisica Terrestre e alle principali metodologie di prospezione geofisica applicate alle scienze ambientali. Nel corso verranno realizzate lezioni teoriche, uscite in campo con strumentazione ed esercitazioni di laboratorio con software dedicati.

Il corso prevede argomenti classici di Fisica Terrestre volti alla comprensione del pianeta (e.g. campo gravimetrico, campo magnetico). Il corso propone elementi di geofisica applicata con particolare attenzione all'impiego di strumenti di campo e alla risoluzione di problemi specifici (e.g. individuazione di strutture sepolte mediante georadar)

Programma esteso

Campo gravitazionale e metodo gravimetrico. Accelerazione gravitazionale e superfici equipotenziali; le diverse forme della Terra. Tecniche di misura in campo, correzioni e calcolo delle anomalie. Missioni satellitari per la misura del campo gravitazionale terrestre , determinazione del geoide e applicazioni ambientali. Interpretazione delle anomalie di gravità e esempi applicativi.

Campo magnetico terrestre e metodo magnetico. Proprietà magnetiche dei materiali. Campo magnetico terrestre e variazioni spazio-temporali. Rilevamento magnetico e missioni satellitari, pre-elaborazione dei dati e interpretazione delle anomalie magnetiche.

Richiami di sismologia e interno della Terra. Cenni teorici, teoria dell’elasticità e propagazione delle onde. Sismica a riflessione e rifrazione; strumenti impiegati nella prospezione e esempi applicativi.

Flusso di calore e bilanci energetici. Calore e temperatura. Proprietà termiche dei materiali. Misure di temperatura e del flusso di calore terrestre. Bilancio energetico radiativo delle superfici.

Metodo geoelettrico. Richiami di elettrica; le proprietà elettriche delle rocce, resistività e conducibilità. potenziali spontanei. I sondaggi elettrici verticali e le varie configurazioni, le tecniche di interpretazione per differenti situazioni di sottosuolo.

Metodo Georadar. Descrizione e principio di funzionamento di un sistema georadar. Modalità di acquisizione dei dati, tecniche di interpretazione e restituzione dei risultati.

Elementi di telerilevamento e spettroscopia di campo. Introduzione alla disciplina. I principali satelliti per l’Osservazione della Terra. Esercitazioni di laboratorio per la generazione di mappe tematiche. Strumenti e tecniche di spettroscopia in riflettanza. Acquisizione dei dati in laboratorio e in campo, elaborazione e interpretazione delle misure.

Prerequisiti

Non sono previste propedeuticità. Si consiglia di acquisire prioritariamente le competenze relative agli insegnamenti obbligatori del primo anno e come prerequisito gli esami di Fisica e Matematica.

Modalità didattica

Sono previste tre tipologie di didattica:

Lezioni frontali, 4 cfu, allo scopo di fornire le conoscenze teoriche di base

Laboratorio, 3 cfu, allo scopo di usare dei software specifici per risolvere dei problemi (e.g. gravimetria e telerilevamento)

Attività sul campo, 1 cfu, allo scopo di comprendere come si svolge una campagna in campo e che tipologie di strumentazioni si impiega

Materiale didattico

Santarato Giovanni , Nasser Abu Zeid, Samuel Bignardi (2015). Lezioni di geofisica applicata, libreriauniversitaria.it

Lowrie W. (2007). Fundamentals of Geophysics, Cambridge University Press;

Norinelli A. (1982). Elementi di Geofisica applicata” Patron, Bologna;

Cassinis R. (1989). Dispensa di fisica terrestre.

Lucidi e video a cura del Docente (2021)

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Primo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Le modalità di verifica si basano su una prova scritta e orale e riguarderanno gli aspetti fisici della Terra e le prospezioni geofisiche. Il voto è espresso in trentesimi 18-30/30

La prova scritta consiste in 6 domande a risposta multipla (tre/quattro risposte) con l'obbligo di fornire una breve motivazione della scelta e 3 domande a risposta aperta. Le domande a risposta aperta possono contenere un piccolo problema da risolvere. Il tempo per completare l'esame è fissato in 120'. La prova orale è facoltativa e si svolge mediante domande dirette sugli aspetti di criticità riscontrati nello scritto o in generale su temi svolti durante il corso

Orario di ricevimento

per appuntamento via mail a roberto.colombo@unimib.it

Sustainable Development Goals

LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO
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Aims

To provide basic information on the Earth Physic and the main geophysical prospection techniques.

In particular, the course of Geophyisics aims to provide knowledge of quantitative methods for studying solid Earth and propose practical and applied skills for the use of field instruments and laboratory software.

Contents

This course develops students' knowledge of the basic solid earth physics and introduce to the different geophysical methods applied to the environmental sciences. Both, lectures, field survey and lab. exercise will constitute the course.

The course includes classical topics in Earth Physics aimed at understanding the planet (e.g. gravimetric and magnetic fields and also proposes applied geophysics topics, with particular attention to the use of field instruments and the resolution of specific problems (e.g. identification of buried structures by georadar)

Detailed program

The course deals with aspects related to the use of geophysical methods for the characterization of shallow subsurface structure:

- Gravity and the figure of the Earth.

- Geomagetism and magnetic surveying.

- Thermal properties of the Earth.

- Seismology and reflection and refraction methods.

  • Geoelectrical survey.- The ground penetrating radar method.

- GPS introduction.

  • Remote sensing and field spectroscopy.

Prerequisites

There are no prerequisites. It is recommended to acquire priority skills relating to compulsory courses of the first year (Physics and Mathematics).

Teaching form

Lessons, 4 credits

Laboratory, 3 credits

Field activities, 1 credit

Textbook and teaching resource

Santarato Giovanni , Nasser Abu Zeid, Samuel Bignardi (2015). Lezioni di geofisica applicata, libreriauniversitaria.it

Lecture notes and video by the teacher;

Lowrie W. (2007). Fundamentals of Geophysics, Cambridge University Press;

Norinelli A. (1982). Elementi di Geofisica applicata” Patron, Bologna;

Cassinis R. (1989). Dispensa di fisica terrestre.

Semester

First semester

Assessment method

Written and oral examination

Mark range 18-30/30

The written test consists of 6 multiple choice questions (three/four answers) with the obligation to provide a brief motivation and in 3 open-ended questions. Open-ended questions may contain a small problem to solve. The time to complete the examination is set at 120 '.

Office hours

appointment by email to roberto.colombo@unimib.it

Sustainable Development Goals

CLIMATE ACTION
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Key information

Field of research
GEO/10
ECTS
8
Term
First semester
Activity type
Mandatory
Course Length (Hours)
72
Degree Course Type
Degree Course
Language
Italian

Staff

    Teacher

  • SC
    Sergio Cogliati
  • RC
    Roberto Colombo

Students' opinion

View previous A.Y. opinion

Bibliography

Find the books for this course in the Library

Enrolment methods

Manual enrolments
Self enrolment (Student)

Sustainable Development Goals

CLIMATE ACTION - Take urgent action to combat climate change and its impacts
CLIMATE ACTION

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