Tettonica Sperimentale

ATTIVITÀ TEORICA
Finalità, potenzialità e limiti della modellazione fisica dei processi tettonici. Relazioni tra osservazione naturale, ipotesi, modello e interpretazione. Distinzione tra geometria, cinematica e dinamica.
Principi di similitudine e analisi dimensionale. Rapporti di scala per lunghezze, tempi, velocità, densità, sforzi e forze. Condizioni al contorno e scelta dei parametri sperimentali.
Proprietà fisiche e comportamento reologico dei materiali analoghi. Criteri di selezione, caratterizzazione e controllo dei materiali utilizzati nei modelli.
Progettazione dell'apparato sperimentale, protocolli di esecuzione, documentazione delle fasi di deformazione, acquisizione di immagini e dati, misure e rappresentazione dei risultati. Confronto tra risultati sperimentali, modelli concettuali ed esempi naturali.
ATTIVITÀ DI LABORATORIO E PROGETTO
Le attività pratiche guidano lo studente attraverso la realizzazione di una serie di modelli analogici finalizzati allo studio di 1) formazione di catene montuose, 2) processo di subduzione; 3) relazioni tra processi tettonici e geomorfologici. I modelli saranno realizzati definendo il quesito scientifico, scegliendo i materiali e i rapporti di scala, fino alla loro realizzazione, documentazione e interpretazione quantitative. In particolare, gli studenti analizzano la geometria e l'evoluzione cinematica delle strutture prodotte, ne discutono il significato dinamico e valutano limiti e fonti di errore.
Il lavoro è integrato dalla lettura critica di articoli scientifici, da esercizi, ricerche bibliografiche, discussioni e presentazioni in aula.

Sono richieste le conoscenze di base acquisite nel percorso triennale in Scienze geologiche, con particolare riferimento alla geologia strutturale, alla tettonica, alla fisica e alla meccanica delle rocce necessarie per descrivere deformazione, sforzo e comportamento reologico dei materiali.
È inoltre utile saper leggere carte, sezioni e rappresentazioni grafiche di strutture geologiche e comprendere testi scientifici in lingua inglese.

Competenze informatiche
È richiesta la capacità di utilizzare software di computer grafica e di elaborazione e analisi dei dati, in particolare Microsoft Excel e MATLAB/Octave.

Eventuali propedeuticità formali sono quelle stabilite dal Regolamento didattico del Corso di Studio.

• Turcotte, D. L. e Schubert, G. (2002), Geodynamics, 2a ed., John Wiley & Sons.
• Schubert, G., Turcotte, D. L. e Olson, P. (2001), Mantle Dynamics: Mantle Convection in the Earth and Planets, Cambridge University Press.
• 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, protocolli di laboratorio e materiali didattici integrativi sono forniti dal docente in relazione agli esperimenti svolti.

L'insegnamento integra lezioni frontali, esercitazioni guidate e attività presso il Laboratorio di Tettonica Sperimentale. Le lezioni introducono i principi teorici e metodologici; le esercitazioni applicano i criteri di similitudine e l'analisi dei dati; il laboratorio è dedicato alla progettazione, realizzazione, documentazione e interpretazione dei modelli.
Le attività comprendono anche lettura e discussione di articoli scientifici, esercizi individuali o di gruppo, ricerche bibliografiche, seminari e presentazioni. Il feedback ricevuto durante la progettazione e l'esecuzione dei modelli consente di correggere procedure e interpretazioni in itinere.
Il corso può essere erogato in lingua inglese se richiesto e compatibilmente con l'organizzazione didattica.

La frequenza è obbligatoria, in particolare per le attività di laboratorio. Percentuali minime, modalità di verifica della frequenza ed eventuali disposizioni per specifiche categorie di studenti sono disciplinate dal Regolamento didattico del Corso di Studio.

La valutazione comprende un progetto sperimentale con presentazione e discussione, un colloquio orale sugli argomenti teorici e la valutazione della partecipazione documentata alle attività formative.

PROGETTO SPERIMENTALE E DISCUSSIONE – 60%
Lo studente presenta e discute uno dei modelli realizzati durante il corso. La prova verifica la capacità di formulare il quesito, applicare i criteri di similitudine, motivare la scelta dei materiali e delle condizioni al contorno, documentare il procedimento, interpretare i risultati e valutarne limiti e trasferibilità ai casi naturali.
Sono valutati: coerenza tra quesito e disegno sperimentale; correttezza metodologica; qualità della documentazione e dell'analisi; capacità critica nell'interpretazione; chiarezza e appropriatezza della presentazione e della discussione.

COLLOQUIO ORALE – 30%
Il colloquio verte sul programma teorico e parte dalla discussione di principi, schemi, risultati sperimentali o casi di studio. Verifica la padronanza dei concetti, la capacità di collegare teoria e modelli e l'uso corretto 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, alle attività di gruppo e ai momenti di restituzione in aula.

DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE
Il voto finale, espresso in trentesimi, deriva dalla somma ponderata delle tre componenti. L'insieme delle prove verifica le conoscenze teoriche, la capacità di applicarle alla progettazione e all'interpretazione dei modelli, l'autonomia di giudizio e le abilità comunicative dichiarate nei risultati di apprendimento.