Course information | Biogeosciences and Global Changes

Course Syllabus

Italiano ‎(it)‎
English ‎(en)‎

Export

Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti svilupperanno una comprensione avanzata delle interazioni e della coevoluzione tra biosfera, idrosfera e geosfera, con particolare attenzione ai sistemi marini. Acquisiranno conoscenze sui principali eventi di estinzione nella storia della Terra, sull’origine e l’evoluzione dei processi di calcificazione organica e biomineralizzazione, sull’evoluzione delle associazioni di biocostruttori durante il Fanerozoico e sulla distribuzione delle biocostruzioni attuali. Comprenderanno inoltre il ruolo dei fattori geologici nel modellare i biotopi marini e la loro sensibilità rispetto ai cambiamenti climatici in corso. Gli studenti acquisiranno anche conoscenze approfondite sulla fotosintesi e la chemiosintesi, e sul loro ruolo nell’evoluzione della vita e nelle reti trofiche attuali, nonché sui rapporti tra chimica degli oceani, biomineralizzazione e proxies biogeochimici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Gli studenti saranno in grado di riconoscere, analizzare e descrivere le biocostruzioni e le associazioni bentoniche, valutandone la distribuzione spaziale e temporale e collegandole all’evoluzione degli ambienti marini. Sapranno riconoscere le situazioni in cui la mancanza di dati storici richiede l'impiego di approcci attualistici, utilizzando le comunità bentoniche moderne e la loro zonazione come chiave di interpretazione delle testimonianze fossili degli ambienti del recente passato, per la ricostruzione di traiettorie ecologiche di lungo termine. Inoltre, acquisiranno la capacità di valutare i processi chimici all’interfaccia acqua–sedimento e di utilizzare proxies biogeochimici e archivi naturali per ricostruire i cambiamenti ambientali del passato e per analizzare il cambiamento globale in atto e il ruolo che gli oceani vi svolgono.

Contenuti sintetici

La Terra come pianeta dinamico. La struttura del pianeta e dei fondali marini, coevoluzione di geosfera e biosfera, estinzioni, biocostruzione, substrati duri e substrati mobili, classificazione e composizione dei sedimenti, processi di erosione e deposizione, zonazione bentonica, biomineralizzazione, elementi di biogeochimica e archivi naturali, le geoscienze per l'interpretazione e la ricostruzione della storia ecologica di ambienti costieri, cambiamenti climatici e global change in corso, strategie di rimozione della CO2 e mitigazione del cambiamento climatico.

Programma esteso

Lezioni: Tipi di estinzione e principali eventi nella storia della Terra. La comparsa della calcificazione organica e i processi di biomineralizzazione. Fotosintesi e chemiosintesi. Biomineralizzazione. Sedimenti e benthos. Evoluzione delle associazioni di biocostruttori nel Fanerozoico. La biocostruzione attuale: strutture, associazioni biologiche, fattori ecologici di controllo e distribuzione. Caratteri diagnostici, significato e distribuzione delle principali associazioni bentoniche e sedimenti associati. Biocenosi, comunità, associazioni e zonazione del benthos nei mari attuali. Fenomeni chimici all’interfaccia acqua-sedimento. Proxies biogeochimici e archivi naturali. Il global change in corso e il ruolo degli oceani.

Esercitazioni: Granulometrie e componenti dei sedimenti marini nel contesto della bionomia marina bentonica. Osservazioni al microscopio ottico delle più comuni strutture conchigliari/scheletriche. Osservazioni sui principali biocostruttori marini nella storia del pianeta. Alla fine delle esercitazioni è prevista la consegna ai docenti di una relazione sulle attività svolte.

Prerequisiti

Concetti fondamentali di Biologia marina, Ecologia e Geografia fisica, o Paleontologia generale

Modalità didattica

17 lezioni da 2 ore + 1 lezione da 1 ora in presenza, Didattica Erogativa (35 ore, 5 CFU totali)

4 attività di esercitazione da 3 ore ciascuna in presenza, Didattica Interattiva. Da regolamento, è fatto obbligo la presenza ad almeno 2/3 delle ore di esercitazione per accedere all'esame.

Materiale didattico

Dispense e articoli di approfondimento forniti dal docente

Testo utile: Fundamentals of Geobiology, Knoll et al (Eds) ISBN 978-1-4051-8752-7. Alcune copie sono disponibili in biblioteca.

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Primo Semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Esame scritto oppure orale, facoltativo. Nel caso in cui la frequenza obbligatoria di almeno i 2/3 delle ore di esercitazione non sia stata rispettata, non sarà possibile sostenere l'esame.

L'esame scritto consiste in 25 domande a risposta multipla e una domanda aperta, tutte obbligatorie, volte a verificare la comprensione dei principali concetti spiegati durante il corso, la capacità di integrare e applicare le conoscenze acquisite e l'utilizzo di un linguaggio tecnico appropriato. Le domande a risposta multipla valgono un punto ciascuna, la domanda a risposta aperta vale al massimo 4 punti, quindi lo scritto permette di arrivare ad un massimo di 29 punti.

L'orale è facoltativo e sostituisce lo scritto.

Il voto finale è dato dal voto dello scritto o dell'orale, al quale si aggiunge 1 punto in caso di valutazione positiva della relazione sulle attività svolte durante le esercitazioni.

I voti sono espressi in n/30. Il minimo voto positivo è 18/30. In caso di valutazione finale negativa, ovvero inferiore a 18/30, o in caso di rifiuto di una valutazione positiva, lo studente non potrà iscriversi all'appello immediatamente successivo.

La valutazione finale in trentesimi si baserà sui seguenti parametri:

D1 - Conoscenza e capacità di comprensione
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
D3 - Autonomia di giudizio
D4 - Abilità comunicative
D5 - Capacità di apprendimento

Valutazione < 18
D1: lo studente dimostra conoscenze teoriche frammentarie
D2: lo studente non è in grado di integrare le conoscenze in un'analisi completa dei casi di studio
D3: lo studente elabora le informazioni in modo impreciso e incompleto e non elabora i concetti in modo critico
D4: durante la presentazione e/o l'esame orale, lo studente non utilizza il linguaggio appropriato e comunica in modo poco chiaro e poco efficace
D5: lo studente non dimostra una consapevolezza del proprio percorso di apprendimento e non riesce a tracciare i collegamenti essenziali

Valutazione 18-22
D1: lo studente dimostra conoscenze teoriche abbastanza complete ma con alcune imprecisioni
D2: lo studente integra le conoscenze nell'analisi dei caso di studio ma in modo incompleto
D3: lo studente riesce ad argomentare i concetti in modo critico ma ad un livello di base e con imprecisioni
D4: durante la presentazione e/o l'esame orale, lo studente utilizza il linguaggio appropriato seppure con qualche imprecisione e comunica in modo abbastanza chiaro
D5: lo studente dimostra una consapevolezza di base del proprio percorso di apprendimento e riesce a tracciare alcuni collegamenti essenziali

Valutazione 23-27
D1: lo studente dimostra conoscenze teoriche complete e approfondite
D2: lo stdente integra le conoscenze in modo soddisfacente nell'analisi dei caso di studio
D3: lo studente riesce ad argomentare i concetti in modo critico e coerente, con buona elaborazione delle informazioni
D4: durante la presentazione e/o l'esame orale, lo studente dimostra una buona padronanza del linguaggio e comunica in modo chiaro ed efficace
D5: lo studente dimostra una buona consapevolezza del proprio percorso di apprendimento e riesce a mettere in evidenza i collegamenti tra i diversi casi analizzati

Valutazione 28-30
D1: lo studente dimostra conoscenze teoriche complete, approfondite e trattate in modo rigoroso
D2: lo studente mostra una capacità avanzata di integrazione delle conoscenze per l'analisi dei casi di studio e di interpretazione dei dati analizzati
D3: lo studente riesce ad argomentare i concetti in modo critico e coerente, elaborando le informazioni in modo solido e articolato e con un percorso logico ben strutturato
D4: durante la presentazione e/o l'esame orale lo studente dimostra un'ottima padronanza del linguaggio e comunica in modo chiaro ed efficace
D5: lo studente dimostra un'avanzata consapevolezza del proprio percorso di apprendimento e collega in modo efficace, coerente e rigoroso i diversi casi analizzati

Orario di ricevimento

Per appuntamento, contattare il docente: daniela.basso@unimib.it

Sustainable Development Goals

ISTRUZIONE DI QUALITÁ | VITA SOTT'ACQUA

Export

Aims

Knowledge and understanding
Students will develop an advanced understanding of the interactions and coevolution between biosphere, hydrosphere and geosphere, with particular attention to marine systems. They will acquire knowledge of the major extinction events in Earth’s history, the origin and evolution of organic calcification and biomineralisation processes, the evolution of bioconstructor associations throughout the Phanerozoic, and the distribution of present-day bioconstructions. They will understand the role of geological drivers in shaping the marine biotopes, and their sensitivity to the ongoing climate change. Students will also gain insights into photosynthesis and chemosynthesis and their role in the evolution of life and in the present-day trophic webs, and will be introduced to the relationship between ocean chemistry, biomineralisation, and biogeochemical proxies.

Applying knowledge and understanding
Students will be able to recognise, analyse, and describe bioconstructions and benthic associations, assessing their spatial and temporal distribution and linking them to the evolution of marine environments. They will identify those situations in which the lack of historical data requires the use of actualistic approaches, using modern benthic communities and their zonation and biogeochemical proxies as a key to interpreting the fossil evidence of recent past environments, for the reconstruction of long-term ecological trajectories. Furthermore, students will acquire the ability to evaluate chemical processes at the water–sediment interface and to employ biogeochemical proxies and natural archives to reconstruct past environmental changes and to assess ongoing global change and the role of the oceans within it.

La Terra come pianeta dinamico. The structure of our planet and seafloors, coevolution of geosphere and biosphere, extinctions, bioconstruction and habitat engineers, hard and soft substrates, sediment classification and components, marine erosion and deposition, benthic zonation, principles of biomineralization, introductory biogeochemistry and proxy data in natural archives, geosciences for the interpretation and reconstruction of the ecological history of coastal environments, past and ongoing global changes, strategies of CO2 removal and mitigation of climate change.

Detailed program

Lessons: Extinctions and major events in the Earth history. The appearance of organic calcification and the biomineralization. Photosynthesis and chemosynthesis. Ocean chemistry and biomineralization. The evolution of biogenic builders in the Phanerozoic. The modern bioconstruction: structures, biological associations, ecological factors of control and distribution. Habitat engineers. Diagnosis, significance and distribution of the major benthic associations and related sediments. Biocoenoses, communities, associations and benthic zonation in the present-day oceans as model for the interpretation of recent past environments. The chemical environment at the water-sediment interface. Identification and interpretation of the most important ichnofacies. Biogeochemical proxies and natural archives. The ongoing global change and the role of the oceans.

Practical classes: Granulometrie e componenti dei sedimenti marini nel contesto della bionomia marina bentonica. Osservazioni al microscopio ottico delle più comuni strutture conchigliari/scheletriche. Osservazioni sui principali biocostruttori marini nella storia del pianeta.

Prerequisites

Fundamentals of Marine Biology, Ecology and Physical geography, or General Palaeontology

Teaching form

17 two-hours + 1 hour lectures, in person, Delivered didactics (35 hours, 5 cfu)
4 three-hours practical classes, in person, Interactive Teaching. Mandatory attendance for at least 2/3 of the total hours to access the exam.

Textbook and teaching resource

The lectures and some suggested readings provided by the teacher

Useful books: Fundamentals of Geobiology, Knoll et al (Eds) ISBN 978-1-4051-8752-7. Some copies are available at the University library.

Semester

First semester

Assessment method

Written test or optional oral examination. If the compulsory attendance for at least 2/3 of the laboratory hours is not respected, it will not be possible to take the oral exam.

The written exam of 25 multiple-choice questions and one open question will test the understanding of the main concepts presented during the course, the ability to integrate the knowledge from different topics and to use a proper technical language. The oral is optional, and can be taken instead of the written test. Each multiple-choice question worths 1 point for the correct answer, and the open question worths a maximum of 4 points. Therefore, the total points for a correct written test gives 29 points.

The final mark is composed of the written grade plus 1 point for the positive evaluation of the practicals report.

The final grade is expressed on a 30-point scale. In the event of a negative final assessment (i.e., lower than 18/30), or in case of rejection of a positive mark, the student will not be allowed to register for the immediately next exam session.

The assessment will be based on the following criteria:

D1 – Knowledge and understanding
D2 – Applying knowledge and understanding
D3 – Making judgements
D4 – Communication skills
D5 – Learning skills

Assessment below 18/30
D1: The student demonstrates fragmented theoretical knowledge.
D2: The student is unable to integrate knowledge into a complete analysis of case studies.
D3: The student processes information inaccurately and incompletely and is unable to critically elaborate on the concepts.
D4: During the presentation and/or oral examination, the student does not use appropriate scientific terminology and communicates in an unclear and ineffective way.
D5: The student does not demonstrate awareness of their learning process and is unable to identify the essential connections among the topics addressed.

Assessment 18–22/30
D1: The student demonstrates fairly complete theoretical knowledge, although with some inaccuracies.
D2: The student integrates knowledge into the analysis of case studies, but in an incomplete way.
D3: The student is able to discuss concepts critically at a basic level, with some inaccuracies.
D4: During the presentation and/or oral examination, the student uses appropriate scientific terminology, although with some inaccuracies, and communicates in a reasonably clear way.
D5: The student demonstrates a basic awareness of their learning process and is able to identify some essential connections among the topics addressed.

Assessment 23–27/30
D1: The student demonstrates complete and in-depth theoretical knowledge.
D2: The student satisfactorily integrates knowledge into the analysis of case studies.
D3: The student is able to critically and coherently discuss concepts, showing good ability to elaborate information.
D4: During the presentation and/or oral examination, the student demonstrates good command of scientific terminology and communicates clearly and effectively.
D5: The student demonstrates good awareness of their learning process and is able to highlight the connections among the different cases analysed.

Assessment 28–30/30
D1: The student demonstrates complete, in-depth, and rigorous theoretical knowledge.
D2: The student demonstrates an advanced ability to integrate knowledge for the analysis of case studies and the interpretation of the analysed data.
D3: The student is able to critically and coherently discuss concepts, elaborating information in a solid and articulated way, with a well-structured logical approach.
D4: During the presentation and/or oral examination, the student demonstrates excellent command of scientific terminology and communicates clearly and effectively.
D5: The student demonstrates advanced awareness of their learning process and is able to connect the different cases analysed in an effective, coherent, and rigorous way.