Course Syllabus
Obiettivi
Fornire la conoscenza delle variazioni climatiche e dei forzanti climatici, alle diverse scale di tempo, attraverso l'analisi dei proxy in diversi archivi e la conoscenza dei principali processi oceanografici nel presente e nel passato.
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione:
Durante le lezioni, gli studenti conosceranno i diversi archivi paleoclimatici e i proxy utilizzati per la ricostruzione delle variazioni paleoclimatiche e paleoceanografiche; apprenderanno le scale di tempo delle variazioni climatiche e la storia paleoclimatica e paleoceanografica della Terra, dalle origini al tempo presente.
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Durante le lezioni interattive, gli studenti gli studenti saranno in grado di elaborare indicatori quantitativi per analizzare i cambiamenti climatici e ambientali che hanno interessato gli ecosistemi marini negli ultimi decenni, secoli, millenni e alla scala dei milioni di anni, contribuendo alla previsione di scenari futuri. Durante le attività di laboratorio, gli studenti applicheranno le conoscenze acquisite all'analisi di un caso di studio (eventi anossici del Mediterraneo orientale) per effettuare una ricostruzione paleoceanografica in modo autonomo, sotto la guida del docente. Durante le escursioni, gli studenti effettueranno osservazioni sul campo e le collegheranno ai processi paleoceanografici appresi.
D3: Autonomia di giudizio:
Durante le lezioni interattive, gli studenti impareranno a valutare criticamente l'approccio descritto negli articoli analizzati e a confrontare le diverse interpretazioni; durante i laboratori, gli studenti potranno interagire tra loro per discutere sui dati forniti e interpretarli in modo autonomo; per la preparazione della presentazione finale del laboratorio, gli studenti lavoreranno in gruppo e dovranno valutare le informazioni più rilevanti da mostrare e sinterizzare e integrare le interpretazioni effettuate; durante la preparazione del report di laboratorio, gli studenti potranno migliorare la loro capacità critica nel fornire un'interpretazione dei dati analizzati; durante le escursioni, gli studenti valuteranno in modo critico i casi di studio e impareranno a ricostruire i processi in modo autonomo; per la preparazione della relazione dell'escursione, gli studenti saranno in grado di elaborare autonomamente le osservazioni e integrarle per un'interpretazione dei processi.
D4: Abilità comunicative:
Durante le lezioni interattive, gli studenti saranno in grado di collaborare all’interno di gruppi di lavoro, contribuendo alla discussione degli articoli scientifici analizzati, alla condivisione di idee con gli altri studenti e con il docente, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato. Durante le attività di laboratorio, gli studenti impareranno a discutere i dati utilizzando un linguaggio appripriato; alla fine delle attività di laboratorio, sapranno esporre in gruppo i dati analizzati e le interpretazioni fatte, argomentando in modo chiaro; sapranno sintetizzare in un elaborato individuale i processi paleoceanografici individuati. Durante le escursioni, gli studenti impareranno ad esporre in modo chiaro le osservazioni fatte e ad interagire con gli altri studenti; durante la preparazione della relazione dell'escursione, sapranno descrivere le osservazioni fatte e sintetizzare i casi di studio.
D5: Capacità di apprendimento:
Gli studenti apprenderanno durante tutte le fasi dell'insegnamento e saranno in grado di approfondire le conoscenze in modo autonomo tramite la ricerca e la lettura critica di articoli scientifici relativi agli argomenti trattati.
Contenuti sintetici
Basi di Paleoclimatologia e Paleoceanografia: sistema climatico, cronologia, proxy.
Variabilità e variazioni climatiche: le scale di tempo del cambiamento.
Variazioni paleoclimatiche e paleoceanografiche ricostruite attraverso proxy a diverse scale di tempo. La storia paleoclimatica e paleoceanografica della Terra, dalle origini al tempo presente. Variazioni nella concentrazione di CO2 nella storia della Terra.
Programma esteso
Lezioni
Il sistema climatico, scale di tempo dei cambiamenti (variabilità vs. variazione) e forzanti climatici.
Proxy paleoclimatici: esempi e applicazioni nel record marino, dei ghiacci e terrestre.
Evoluzione paleoclimatica nel passato geologico: stati del clima nella Terra delle origini; stati di greenhouse e icehouse; la mid-house del Cenozoico; variazioni climatiche e cicli di Milankovitch; variabilità a scala millenaria, secolare e decadale nel passato recente.
Applicazioni paleoceanografiche; clima e livello del mare; paleocircolazione e paleoproduttività
Esercitazioni
Caso di studio: i sapropel del Mediterraneo orientale. Descrizione e analisi in laboratorio di una carota di sedimenti; analisi dei campioni al microscopio; elaborazione e interpretazione di dati paleoclimatici e paleoceanografici; analisi e discussione di dati di letteratura; interpretazione finale.
Campus
Escursione di 2 giorni sulle seguenti tematiche paleoceanografiche: a) la crisi di salinità del Messiniano nelle successioni appenniniche; b) gli eventi anossici oceanici nelle successioni sedimentarie marine.
Prerequisiti
Corso di Sicurezza sul Terreno
Modalità didattica
Tutte le lezioni si svolgeranno in lingua inglese
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14 Lezioni da 2 ore in presenza (4 CFU, 28 ore), tutte svolte in modalità erogativa (DE) ma con una fase finale in modalità interattiva (DI). DE: 21 ore, DI: 7 ore
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4 attività di Esercitazione da 3 ore in presenza, Didattica Interattiva (1 CFU, 12 ore)
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1 attività di campo da 12 ore svolta in presenza sul campo, Didattica Interattiva (1 CFU, 12 ore)
Materiale didattico
Bradley - Quaternary Paleoclimatology
Dispense fornite dal docente sulla piattaforma e-learning
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La verifica del profitto avverrà attraverso la** valutazione di**:
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Presentazione orale di gruppo alla fine delle attività di esercitazione, per valutare: le competenze acquisite, la capacità di scelta delle informazioni più rilevanti da mostrare per il caso di studio, la capacità di lavorare in gruppo e di comunicare le informazioni con un linguaggio appropriato alla materia.
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Relazione scritta, eseguita singolarmente, sulle attività svolte durante le essericazioni riguardanti l'analisi di un caso di studio. Saranno valutate le informazioni apprese, la capacità di analisi dei dati e la capacità di interpretare, sintetizzare e comunicare per iscritto i risultati del caso di studio. La relazione va consegnata almeno 3 giorni prima dell'esame orale
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Relazione scritta, eseguita singolarmente, sulle attività svolte durante l'escursione, per valutare la comprensione e la padronanza dell'argomento, la capacità di sintesi, la capacità di integrazione delle informazioni e la capacità di riflessione autonoma sulle tematiche affrontate. La relazione va consegnata almeno 3 giorni prima dell'esame orale
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Esame orale alla fine delle lezioni: 3 domande aperte relative agli argomenti svolti, di cui:
a) una domanda su un proxy a scelta dello studente;
b) una domanda volta a valutare la conoscenza dei proxy, dei meccanismi e delle scale di tempo dei cambiamenti;
c) una domanda relativa ai cambiamenti avvenuti in un definito intervallo di tempo, tra quelli mostrati a lezione e nelle diapositive: verrà richiesto di tracciare sommariamente il grafico relativo.
Durante l'esame orale verrà valutata la conoscenza delle informazioni rilevanti trattate nell'insegnamento, l'abilità di collegare le informazioni ottenute dai diversi archivi e la capacità di esporre in modo chiaro e con una terminologia specifica gli argomenti trattati.
Valutazione finale: presentazione orale e relazione sulle attività di esercitazione (15%) + relazione sulle attività di campo (15%) + esame orale (70%)
La valutazione finale è in trentesimi e 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
Previo appuntamento via e-mail: elisa.malinverno@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Provide knowledge of climate variations and climate forcing factors at different timescales through the analysis of proxies from different archives and the understanding of the main oceanographic processes in the present and in the past.
D1 – Knowledge and understanding:
During lectures, students will learn about the different palaeoclimatic archives and the proxies used for the reconstruction of palaeoclimatic and paleoceanographic variations. They will learn the timescales of climate variability and the palaeoclimatic and paleoceanographic history of the Earth, from its origins to the present day.
D2 – Applying knowledge and understanding:
During interactive lectures, students will be able to develop and use quantitative indicators to analyse climatic and environmental changes that have affected marine ecosystems over the last decades, centuries, millennia, and on million-year timescales, contributing to the prediction of future scenarios. During laboratory activities, students will apply the acquired knowledge to the analysis of a case study (Eastern Mediterranean anoxic events) in order to independently perform a paleoceanographic reconstruction under the guidance of the lecturer. During field excursions, students will carry out field observations and relate them to the paleoceanographic processes learned during the course.
D3 – Making judgements:
During interactive lectures, students will learn how to critically evaluate the approaches described in the analysed scientific papers and compare different interpretations. During laboratory activities, students will interact with each other to discuss the provided data and interpret them independently. For the preparation of the final laboratory presentation, students will work in groups and will evaluate the most relevant information to be presented, synthesising and integrating the interpretations obtained. During the preparation of the laboratory report, students will improve their critical thinking skills in providing an interpretation of the analysed data. During field excursions, students will critically evaluate case studies and learn how to reconstruct processes independently. For the preparation of the fieldwork report, students will be able to independently elaborate observations and integrate them into an interpretation of the processes analysed.
D4 – Communication skills:
During interactive lectures, students will be able to collaborate within working groups, contributing to the discussion of the analysed scientific papers and to the exchange of ideas with other students and the lecturer, using appropriate scientific terminology. During the laboratory activities, students will learn how to discus the data using an appropriate terminology; at the end of the laboratory activities, they will be able to present the analysed data and the interpretations obtained as a group, discussing them clearly and effectively; they will also be able to summarise the identified paleoceanographic processes in an individual written report. During field excursions, students will learn how to clearly present their observations and interact with other students; during the preparation of the report of the field-work, they will be able to decribe the observations and synthesize the case-studies.
D5 – Learning skills:
Students will develop their learning skills throughout all phases of the course and will be able to independently expand their knowledge through research and critical reading of scientific papers related to the topics covered.
Contents
Bases of Paleoclimatology and Paleoceanography: climate system, chronology, proxies.
Climatic variability and climate variations: timescales of changes. Paleoclimaticand paleoceanographic variations reconstructed through proxy data at different time scales. The paleoclimatic and paleoceanographic history of the Earth, from its origins to the present day. Variations of CO2 concentration through the Earth's history.
Detailed program
Lectures
The climate system, time scales of change (climatic variability vs. variation) and forcing factors.
Paleoclimatic proxies: examples and applications in the marine, ice and terrestrial record.
Paleoclimatic evolution in the geological past: early Earth climate states and climate evolution; greenhouse and icehouse states; the Cenozoic mid-house; climate variations and Milankovitch cycles; millennial, centennial and decadal-scale variability in the recent past.
Paleoceanographic applications; climate and sea level; paleocirculation and paleoproductivity
Practical classes
Case study: eastern Mediterranean sapropels. Description and analysis of a sediment core in the lab; sample analysis under the microscope; processing and interpretation of paleoclimatic and paleoceanographic data; analysis and discussion of literature data; final interpretation.
Field work
Two day excursion on the following paleoceanographic themes: a) the Messinian salinity crisis as preserved in the Appennines; b) the oceanic anoxic events in marine sedimentary successions.
Prerequisites
Course of Safety on the Field
Teaching form
All classes will be taught in English
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14 two-hour Lectures in person (4 ETCS, 28 hours), all as Delivered Didactics but with a final phase as Interactive Teaching (8 hours). DD: 21 hours; IT: 7 hours
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4 three-hour Practical classes, in person, Interactive Teaching (1 ETCS, 12 hours)
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1 twelve-hour Field activity, in person, Interactive Teaching (1 ETCS, 12 hours)
Textbook and teaching resource
Bradley - Quaternary Paleoclimatology
Slides provided by the teacher through the e-learning page
Semester
First semester
Assessment method
The assessment of students’ achievement will be based on:
- Group oral presentation at the end of the practical activities, aimed at evaluating: the acquired skills, the ability to select the most relevant information to present for the case study, the ability to work in a group, and the ability to communicate information using appropriate scientific terminology.
- Individual written report on the activities carried out during the practical sessions concerning the analysis of a case study. The assessment will focus on the knowledge acquired, the ability to analyse data, and the ability to interpret, summarise, and communicate the results of the case study in written form. The report must be submitted at least 3 days before the oral examination.
- Individual written report on the activities carried out during the field excursion, aimed at evaluating the understanding and mastery of the topic, the ability to synthesise information, the ability to integrate different sources of information, and the ability to independently reflect on the topics addressed. The report must be submitted at least 3 days before the oral examination.
- Oral examination at the end of the course: three open-ended questions related to the topics covered during the course, including:
a) one question on a proxy selected by the student;
b) one question aimed at assessing knowledge of proxies, mechanisms, and timescales of climate changes;
c) one question concerning changes that occurred over a specific time interval among those presented during lectures and in the slides; students will be asked to approximately draw the related graph.
During the oral examination, the assessment will focus on the knowledge of the relevant information addressed during the course, the ability to link information obtained from different archives, and the ability to clearly present the topics using appropriate scientific terminology.
Final assessment:
Group oral presentation and report on practical activities (15%) + fieldwork report (15%) + oral examination (70%).
The final grade is expressed on a 30-point scale and 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.
Office hours
Upon appointment by e-mail: elisa.malinverno@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
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Elisa Malinverno
