ITALIANO

Il corso tratterà della struttura interna della Terra e dei principali metodi di indagine per conoscerla. Tratterà inoltre del funzionamento dei campi magnetico e gravitazionale, del comportamento reologico delle rocce con particolare attenzione al mantello e dei processi fluidodinamici utili a modellizzare il comportamento dei vulcani.

Fowler C. M. R., 2004. The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics, Cambridge University Press.
Turcotte D.L. Schubert G. Geodynamics, Cambridge University Press.

Gli studenti dovranno dimostrare di conoscere e di aver appreso tutti gli argomenti descritti nel programma e di essere in grado di esporli con chiarezza in sede di esame con particolare attenzione alla comprensione dei processi fisici sottostanti al fenomeno.

Gli studenti dovranno possedere delle conoscenze di Fisica di base (forze, campo, onde) ed essere in grado di comprendere senza dettagli matematici una dimostrazione. Le propedeuticità sono Meccanica, Termodinamica, Elettromagnetismo e ottica.

La didattica si baserà essenzialmente su lezione frontali. Non sono previste attività di laboratorio né esercitazioni.

Esami scritti con test multirisposta

1. Rotazione della Terra
2. Struttura interna della Terra
3. Cenni sulla tettonica a zolle
4. Il campo magnetico terrestre
a. Rappresentazione del campo magnetico in armoniche sferiche
b. Origine del campo magnetico: la dinamo ad autoeccitazione
c. Inversioni del CMT e loro interpretazione: il modello di Rikitake
d. Il modello di CMT al confine Mantello – Nucleo
e. Il metodo magnetotellurico
f. La magnetizzazione dei materiali: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo
g. La magnetizzazione rimanente delle rocce
5. Il campo gravitazionale terrestre
a. Rappresentazione in armoniche sferiche
b. Misure di gravità e loro correzioni
c. Il geoide
d. Le anomalie di gravità e loro interpretazione
e. La teoria dell’isostasia
6. Il flusso geotermico
a. I meccanismi di trasmissione del calore
b. Flusso oceanico
c. Flusso continentale
d. Il mantello e la convezione
7. Prospezioni sismiche
a. Le onde sismiche
b. I metodi di prospezione a riflessione e a rifrazione
c. Tomografia sismica
8. La struttura della Terra
a. Velocità delle onde sismiche
b. La densità
c. La temperatura
d. La pressione
e. La gravità
9. Fluido dinamica
a. Il flusso in una dimensione
b. Il flusso in due dimensioni
c. Il recupero postglaciale ed altre applicazioni alla geofisica
d. Il flusso di Stokes ed i punti caldi
e. Convezione
f. Flusso in mezzi porosi e legge di Darcy
g. Permeabilità ed esempi di flussi in mezzi porosi
h. Convezione in mezzi porosi
i. Flusso in un pennacchio e migrazione del magma
10. Comportamento reologico dei materiali
a. Elasticità
b. Diffusion creep
c. Dislocation creep
d. Flusso con reologia dipendente dallo sforzo e dalla temperatura
e. Reologia del mantello
f. Reologia della crosta
g. Viscoelasticità
h. Elastoplasticità

Italian

The course will deal with the internal structure of the Earth and the main methods of investigation to know it. It will also deal with the functioning of magnetic and gravitational fields, the rheological behavior of rocks with particular attention to the mantle and fluid dynamics processes useful for modeling the behavior of volcanoes.

Fowler C. M. R., 2004. The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics, Cambridge University Press.
Turcotte D.L. Schubert G. Geodynamics, Cambridge University Press.

Students must demonstrate that they know and have learned all the topics described in the program and be able to clearly explain them during the exam with particular attention to understanding the physical processes underlying the phenomenon.

Students should have basic Physics knowledge (forces, fields, waves) and be able to understand a proof without mathematical details. The prerequisites are Mechanics, Thermodynamics, Electromagnetics and optics.

The teaching will be essentially based on frontal lessons. There are no laboratory activities or exercises.

Written exams with multi-response tests

1. Rotation of the Earth
2. Internal structure of the Earth
3. Notes on plate tectonics
4. The Earth's magnetic field
to. Representation of the magnetic field in spherical harmonics
b. Origin of the magnetic field: the self-excitation dynamo
c. Inversions of the CMT and their interpretation: the Rikitake model
d. The CMT model at the Mantle - Nucleus boundary
And. The magnetotelluric method
f. The magnetization of materials: diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism
g. The remaining magnetization of the rocks
5. The Earth's gravitational field
to. Representation in spherical harmonics
b. Gravity measurements and their corrections
c. The geoid
d. The anomalies of gravity and their interpretation
And. The theory of isostasis
6. The geothermal flow
to. The mechanisms of heat transmission
b. Ocean stream
c. Continental flow
d. The mantle and convection
7. Seismic prospecting
to. The seismic waves
b. Methods of reflection and refraction prospecting
c. Seismic tomography
8. The structure of the Earth
to. Speed ​​of seismic waves
b. The density
c. The temperature
d. The pressure
And. The gravity
9. Fluid dynamics
to. The flow in one dimension
b. The flow in two dimensions
c. Postglacial recovery and other applications to geophysics
d. The Stokes stream and hot spots
And. Convection
f. Flow in porous media and Darcy's law
g. Permeability and examples of flows in porous media
h. Convection in porous media
the. Flow in a plume and magma migration
10. Rheological behavior of materials
to. Elasticity
b. Diffusion creep
c. Dislocation creep
d. Flow with stress and temperature dependent rheology
And. Mantle rheology
f. Rheology of the crust
g. Viscoelasticity
h. Elastoplasticity