Geologia e Tutela dell'Ambiente
Cod 198375
- Laurea magistrale
- 2 anni
- 120 CFU
- LM-74 R
GEOS-02/C · GEO/03
Geodinamica
Codice: 20410899
Scheda insegnamento
- Anno Accademico di erogazione
- 2026/2027
- Corso di studi
- Geologia e Tutela dell'Ambiente
- Periodo di erogazione
- Primo semestre
- CFU
- 6 CFU
- Lingua
- Italiano
- SSD
- GEOS-02/C / GEO/03
Scopri il programma didattico
Programma, testi adottati e modalità d’esame sono quelli pubblicati dai docenti per l’anno accademico 2026/2027. L’insegnamento è diviso in canali: ogni canale ha il suo programma.
- Docente
- Francesca Funiciello
- Curriculum
- Tettonica e Vulcanologia
- Anno di corso
- 1
- Periodo
- Primo semestre
- Ore
- 52
- CUIN
- 260007232
Programma
FONDAMENTI TEORICI
Introduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
Prerequisiti
Sono richieste le conoscenze di base acquisite nel percorso triennale in Scienze geologiche, in particolare di geologia strutturale, tettonica e geofisica, insieme ai fondamenti di matematica e fisica necessari per descrivere forze, sforzi, deformazione e proprietà dei materiali terrestri.
È inoltre utile saper interpretare carte, sezioni, grafici e rappresentazioni quantitative e comprendere testi scientifici in lingua inglese.
Eventuali propedeuticità formali sono quelle stabilite dal Regolamento didattico del Corso di Studio.
Testi adottati
• Turcotte, D. L. e Schubert, G. (2002), Geodynamics, 2a ed., John Wiley & Sons.
• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Modalità di erogazione
L'insegnamento integra lezioni frontali, esercitazioni in aula e a casa, lettura e discussione di articoli scientifici e seminari. Le lezioni introducono i fondamenti teorici e quantitativi; gli esercizi e i casi di studio guidano l'applicazione dei concetti; le discussioni e i seminari sviluppano autonomia critica e capacità comunicative.
Le attività prevedono il coinvolgimento attivo degli studenti nella ricerca delle fonti, nell'analisi dei problemi e nel confronto delle interpretazioni. Il docente fornisce feedback durante esercizi, discussioni e preparazione della presentazione.
Il corso può essere erogato in lingua inglese se richiesto e compatibilmente con l'organizzazione didattica
Modalità di frequenza
La frequenza è obbligatoria. Percentuali minime, modalità di verifica ed eventuali disposizioni per specifiche categorie di studenti sono disciplinate dal Regolamento didattico del Corso di Studio, cui si rimanda.
Modalità di valutazione
La valutazione finale si svolge mediante una prova orale articolata in una presentazione con discussione e in domande sul programma. Concorre al voto anche la partecipazione attiva e documentata alle attività formative.
PRESENTAZIONE E DISCUSSIONE DI UN PROBLEMA GEODINAMICO – 30%
Lo studente sceglie dal testo di Turcotte e Schubert un problema non trattato in aula e lo presenta per un massimo di 10 minuti. La successiva discussione verifica la capacità di impostare il problema, esplicitare ipotesi e grandezze, applicare i concetti pertinenti, interpretare il risultato e valutarne i limiti.
Sono valutati: correttezza scientifica; coerenza del procedimento; capacità di collegare teoria e caso esaminato; autonomia critica; chiarezza, sintesi e proprietà del linguaggio.
COLLOQUIO SUL PROGRAMMA TEORICO – 60%
Il colloquio comprende domande sui contenuti del corso e può prendere avvio da concetti, schemi, relazioni quantitative o casi naturali. Sono valutati la padronanza dei fondamenti, la capacità di stabilire collegamenti tra geometria, cinematica e dinamica, la correttezza del ragionamento e l'appropriatezza del linguaggio disciplinare.
PARTECIPAZIONE ALLE ATTIVITÀ FORMATIVE – 10%
La partecipazione è valutata sulla base del contributo effettivo alle esercitazioni, alla lettura e discussione degli articoli, ai seminari e ai momenti di confronto in aula.
DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE
Il voto finale, espresso in trentesimi, deriva dalla somma ponderata delle tre componenti. L'esame è superato con almeno 18/30. L'insieme delle prove verifica conoscenze teoriche, capacità di applicazione e analisi, autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di approfondimento autonomo.
Prove previste
- Prova orale
- Docente
- Francesca Funiciello
- Curriculum
- Geofisica della Terra e dei Pianeti
- Anno di corso
- 2
- Periodo
- Primo semestre
- Ore
- 52
- CUIN
- 260001263
Programma
FONDAMENTI TEORICI
Introduzione alla geodinamica e alle relazioni tra geometria, cinematica e dinamica. Struttura e dinamica della superficie e dell'interno terrestre. Inquadramento dei principali modelli relativi ai pennacchi mantellari.
Energetica della Terra: calore, temperatura, sorgenti energetiche e principali modalità di trasporto termico. Ruolo dello stato termico nella dinamica della litosfera e del mantello.
Meccanica e reologia: forza, sforzo e deformazione; comportamento elastico, viscoso e plastico; relazioni costitutive fondamentali; dipendenza del comportamento meccanico da temperatura, pressione, composizione e scala temporale. Reologia della litosfera e del mantello.
Forze applicate alle placche litosferiche e bilancio delle forze. Forze di volume e di superficie, gravità, spinte e resistenze associate alla tettonica delle placche e sforzi litosferici.
Principi di dinamica dei fluidi applicati ai materiali terrestri: flusso, viscosità, pressione, galleggiamento e convezione. Collegamenti con la dinamica del mantello e con i plumes mantellici.
Fagliazione: condizioni di innesco e riattivazione, ruolo dello sforzo normale e tangenziale, attrito e orientazione delle faglie nel campo di sforzo.
APPLICAZIONI E ATTIVITÀ FORMATIVE
Applicazione progressiva dei principi teorici mediante esercizi su calore e temperatura, reologia, bilancio delle forze, flusso dei materiali e fagliazione. Analisi quantitativa e interpretazione di problemi geodinamici e di casi naturali selezionati, con discussione delle ipotesi, delle semplificazioni e dei limiti.
Lettura guidata di articoli scientifici, ricerche bibliografiche e online, esercizi in aula e a casa, discussioni e seminari finalizzati a collegare teoria, calcolo e osservazioni naturali.
Prerequisiti
Sono richieste le conoscenze di base acquisite nel percorso triennale in Scienze geologiche, in particolare di geologia strutturale, tettonica e geofisica, insieme ai fondamenti di matematica e fisica necessari per descrivere forze, sforzi, deformazione e proprietà dei materiali terrestri.
È inoltre utile saper interpretare carte, sezioni, grafici e rappresentazioni quantitative e comprendere testi scientifici in lingua inglese.
Eventuali propedeuticità formali sono quelle stabilite dal Regolamento didattico del Corso di Studio.
Testi adottati
• Turcotte, D. L. e Schubert, G. (2002), Geodynamics, 2a ed., John Wiley & Sons.
• Davies, G. F. (1999), Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection, Cambridge University Press.
• Schubert, G. (a cura di) (2007), Treatise on Geophysics, voll. 1, 3, 6, 7 e 9, Elsevier.
Articoli scientifici e materiali didattici integrativi sono indicati o forniti dal docente in relazione agli argomenti e ai casi di studio affrontati.
Modalità di erogazione
L'insegnamento integra lezioni frontali, esercitazioni in aula e a casa, lettura e discussione di articoli scientifici e seminari. Le lezioni introducono i fondamenti teorici e quantitativi; gli esercizi e i casi di studio guidano l'applicazione dei concetti; le discussioni e i seminari sviluppano autonomia critica e capacità comunicative.
Le attività prevedono il coinvolgimento attivo degli studenti nella ricerca delle fonti, nell'analisi dei problemi e nel confronto delle interpretazioni. Il docente fornisce feedback durante esercizi, discussioni e preparazione della presentazione.
Il corso può essere erogato in lingua inglese se richiesto e compatibilmente con l'organizzazione didattica
Modalità di frequenza
La frequenza è obbligatoria. Percentuali minime, modalità di verifica ed eventuali disposizioni per specifiche categorie di studenti sono disciplinate dal Regolamento didattico del Corso di Studio, cui si rimanda.
Modalità di valutazione
La valutazione finale si svolge mediante una prova orale articolata in una presentazione con discussione e in domande sul programma. Concorre al voto anche la partecipazione attiva e documentata alle attività formative.
PRESENTAZIONE E DISCUSSIONE DI UN PROBLEMA GEODINAMICO – 30%
Lo studente sceglie dal testo di Turcotte e Schubert un problema non trattato in aula e lo presenta per un massimo di 10 minuti. La successiva discussione verifica la capacità di impostare il problema, esplicitare ipotesi e grandezze, applicare i concetti pertinenti, interpretare il risultato e valutarne i limiti.
Sono valutati: correttezza scientifica; coerenza del procedimento; capacità di collegare teoria e caso esaminato; autonomia critica; chiarezza, sintesi e proprietà del linguaggio.
COLLOQUIO SUL PROGRAMMA TEORICO – 60%
Il colloquio comprende domande sui contenuti del corso e può prendere avvio da concetti, schemi, relazioni quantitative o casi naturali. Sono valutati la padronanza dei fondamenti, la capacità di stabilire collegamenti tra geometria, cinematica e dinamica, la correttezza del ragionamento e l'appropriatezza del linguaggio disciplinare.
PARTECIPAZIONE ALLE ATTIVITÀ FORMATIVE – 10%
La partecipazione è valutata sulla base del contributo effettivo alle esercitazioni, alla lettura e discussione degli articoli, ai seminari e ai momenti di confronto in aula.
DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE
Il voto finale, espresso in trentesimi, deriva dalla somma ponderata delle tre componenti. L'esame è superato con almeno 18/30. L'insieme delle prove verifica conoscenze teoriche, capacità di applicazione e analisi, autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di approfondimento autonomo.
Prove previste
- Prova orale
Esplora gli obiettivi dell’insegnamento
Ambito disciplinare: Discipline geologiche e paleontologiche
Il corso si propone di fornire i fondamenti sulla dinamica (es. le forze) che controllano l'evoluzione del nostro pianeta. Saranno forniti gli strumenti necessari alla comprensione fra geometria, cinematica e dinamica della litosfera terrestre per mettere in grado di identificare e analizzare in modo quantitativo le relazioni tra cause (forze e stress) ed effetti (tettonica). Gli argomenti trattati comprendono il ruolo delle forze di volume (i.e., gravità) e di superficie (i.e., tettonica delle placche, stress litosferici) e le loro interazioni con i materiali che compongono litosfera e mantello terrestre. Per ciascun argomento trattato, verranno fornite informazioni teoriche di base, successivamente implementate - anche grazie al coinvolgimento attivo degli studenti (i.e. lettura articoli scientifici, ricerche on line, esercizi) - da interpretazioni più avanzate e da specifici esempi di casi naturali.
Risultati di apprendimento attesi — Francesca Funiciello
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di descrivere e analizzare quantitativamente i principali processi dinamici della Terra solida, collegando struttura e stato termico del pianeta, forze, reologia e moto dei materiali alla geometria e alla cinematica delle strutture litosferiche.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
• descrivere la struttura della superficie e dell'interno terrestre e discutere il ruolo dei pennacchi mantellari nei modelli geodinamici;
• spiegare i principi dell'energetica terrestre, il ruolo del calore e della temperatura e i principali meccanismi di trasferimento termico;
• descrivere i concetti fondamentali della meccanica del continuo utilizzati nello studio della Terra solida;
• distinguere geometria, cinematica e dinamica e illustrarne le relazioni;
• definire sforzo e deformazione e confrontare comportamento elastico, viscoso e plastico;
• descrivere la reologia della litosfera e del mantello e spiegare il ruolo delle forze applicate alle placche litosferiche;
• illustrare i principi del bilancio delle forze, della dinamica dei fluidi e della meccanica della fagliazione.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• impostare e risolvere esercizi geodinamici individuando grandezze, condizioni al contorno, ipotesi e relazioni pertinenti;
• costruire semplici bilanci di energia e di forze e interpretarli nel contesto della dinamica terrestre;
• applicare relazioni costitutive e principi elementari della dinamica dei fluidi a problemi della litosfera e del mantello;
• interpretare casi naturali relativi a placche, pennacchi mantellari e faglie collegando cause dinamiche ed effetti tettonici.
3. Autonomia di giudizio
• valutare criticamente ipotesi, condizioni al contorno, semplificazioni e limiti di un modello o di un'interpretazione geodinamica;
• confrontare spiegazioni alternative e formulare conclusioni motivate sulla base delle evidenze disponibili.
4. Abilità comunicative
• presentare e discutere un problema geodinamico con linguaggio scientifico appropriato, organizzando in modo chiaro ipotesi, metodo, risultati e conclusioni;
• argomentare le proprie scelte e rispondere alle domande durante il colloquio.
5. Capacità di apprendimento
• consultare autonomamente testi e articoli scientifici per approfondire problemi non trattati in aula;
• trasferire concetti e metodi acquisiti all'analisi di casi geodinamici nuovi.
Risultati di apprendimento attesi — Francesca Funiciello
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di descrivere e analizzare quantitativamente i principali processi dinamici della Terra solida, collegando struttura e stato termico del pianeta, forze, reologia e moto dei materiali alla geometria e alla cinematica delle strutture litosferiche.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
• descrivere la struttura della superficie e dell'interno terrestre e discutere il ruolo dei pennacchi mantellari nei modelli geodinamici;
• spiegare i principi dell'energetica terrestre, il ruolo del calore e della temperatura e i principali meccanismi di trasferimento termico;
• descrivere i concetti fondamentali della meccanica del continuo utilizzati nello studio della Terra solida;
• distinguere geometria, cinematica e dinamica e illustrarne le relazioni;
• definire sforzo e deformazione e confrontare comportamento elastico, viscoso e plastico;
• descrivere la reologia della litosfera e del mantello e spiegare il ruolo delle forze applicate alle placche litosferiche;
• illustrare i principi del bilancio delle forze, della dinamica dei fluidi e della meccanica della fagliazione.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• impostare e risolvere esercizi geodinamici individuando grandezze, condizioni al contorno, ipotesi e relazioni pertinenti;
• costruire semplici bilanci di energia e di forze e interpretarli nel contesto della dinamica terrestre;
• applicare relazioni costitutive e principi elementari della dinamica dei fluidi a problemi della litosfera e del mantello;
• interpretare casi naturali relativi a placche, pennacchi mantellari e faglie collegando cause dinamiche ed effetti tettonici.
3. Autonomia di giudizio
• valutare criticamente ipotesi, condizioni al contorno, semplificazioni e limiti di un modello o di un'interpretazione geodinamica;
• confrontare spiegazioni alternative e formulare conclusioni motivate sulla base delle evidenze disponibili.
4. Abilità comunicative
• presentare e discutere un problema geodinamico con linguaggio scientifico appropriato, organizzando in modo chiaro ipotesi, metodo, risultati e conclusioni;
• argomentare le proprie scelte e rispondere alle domande durante il colloquio.
5. Capacità di apprendimento
• consultare autonomamente testi e articoli scientifici per approfondire problemi non trattati in aula;
• trasferire concetti e metodi acquisiti all'analisi di casi geodinamici nuovi.
Esempi di domande d’esame
Francesca Funiciello
ESEMPI PER IL COLLOQUIO SUL PROGRAMMA
• Distingui geometria, cinematica e dinamica di un processo tettonico e illustra, con un esempio, come le tre descrizioni si collegano.
• Descrivi le principali sorgenti di calore della Terra e confronta conduzione e convezione, discutendo il ruolo della temperatura nella dinamica dell'interno terrestre.
• Confronta comportamento elastico, viscoso e plastico e spiega come temperatura e scala temporale influenzino la reologia della litosfera e del mantello.
• Dato uno schema semplificato di una placca, costruisci il bilancio delle forze, esplicita le ipotesi adottate e discuti il moto o lo stato di equilibrio atteso.
• Illustra come i principi della dinamica dei fluidi possano essere applicati alla convezione del mantello e discuti il possibile ruolo dei pennacchi mantellari.
• Dato uno stato di sforzo e l'orientazione di un piano, valuta qualitativamente le condizioni favorevoli all'innesco o alla riattivazione di una faglia.
ESEMPIO DI CONSEGNA PER LA PRESENTAZIONE
• Scegli un problema geodinamico dal testo di Turcotte e Schubert non esaminato in aula (per cui si è avuto un avallo preliminare dal docente), relativo per esempio a energetica, reologia, bilancio delle forze, dinamica dei fluidi o fagliazione. In una presentazione di massimo 10 minuti, definisci il quesito, illustra ipotesi e metodo, sviluppa o commenta il procedimento quantitativo, interpreta il risultato e discutine limiti e significato geodinamico.
Francesca Funiciello
ESEMPI PER IL COLLOQUIO SUL PROGRAMMA
• Distingui geometria, cinematica e dinamica di un processo tettonico e illustra, con un esempio, come le tre descrizioni si collegano.
• Descrivi le principali sorgenti di calore della Terra e confronta conduzione e convezione, discutendo il ruolo della temperatura nella dinamica dell'interno terrestre.
• Confronta comportamento elastico, viscoso e plastico e spiega come temperatura e scala temporale influenzino la reologia della litosfera e del mantello.
• Dato uno schema semplificato di una placca, costruisci il bilancio delle forze, esplicita le ipotesi adottate e discuti il moto o lo stato di equilibrio atteso.
• Illustra come i principi della dinamica dei fluidi possano essere applicati alla convezione del mantello e discuti il possibile ruolo dei pennacchi mantellari.
• Dato uno stato di sforzo e l'orientazione di un piano, valuta qualitativamente le condizioni favorevoli all'innesco o alla riattivazione di una faglia.
ESEMPIO DI CONSEGNA PER LA PRESENTAZIONE
• Scegli un problema geodinamico dal testo di Turcotte e Schubert non esaminato in aula (per cui si è avuto un avallo preliminare dal docente), relativo per esempio a energetica, reologia, bilancio delle forze, dinamica dei fluidi o fagliazione. In una presentazione di massimo 10 minuti, definisci il quesito, illustra ipotesi e metodo, sviluppa o commenta il procedimento quantitativo, interpreta il risultato e discutine limiti e significato geodinamico.