Geologia del territorio e delle risorse | Experimental Tectonics

Experimental Tectonics

TitolareProf. Faccenna Claudio
Anno accademico 2018 - 2019
Anno corso Secondo
Periodo didattico I Semestre
C.F.U. 6
Codice ateneo 20402400
Settore Scientifico Disciplinare GEO/03

Obiettivi formativi del corso

Obiettivo di questo corso è quello di introdurre i principi della modellazione sperimentale dei processi tettonici. Il principio della modellazione si basa sull’utilizzo di materiali fisicamente testati che permettano di rispettare i criteri di similitudine nel riprodurre in laboratorio processi che abbiano dimensioni e scale temporali geologiche. Il laboratorio di Tettonica Sperimentale di Roma Tre è il primo laboratorio di questo genere sviluppato in Italia, e si ispira alla più vasta tradizione di modellazione analogica o fisica già largamente affermata in altri paesi. Durante il corso saranno forniti gli strumenti necessari alla comprensione e alla corretta distinzione fra geometria, cinematica e dinamica terrestri, affinché lo studente possa imparare a identificare e analizzare criticamente e quantitativamente relazioni causa-effetto fra gli stessi. Lezioni introduttive forniranno le basi teoriche sulla reologia e la messa in scala dei modelli. Seguiranno sessioni pratiche durante le quali gli studenti realizzeranno modelli sperimentali rispondendo a specifici quesiti scientifici. 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, realizzazione di esperimenti, presentazioni in aula) - da interpretazioni più avanzate e da specifici esempi di casi naturali.

The goal of this course in to introduce the students to the basics of experimental modelling of tectonic processes. Experimental modelling is based on the use on analogue materials which can respect similarity principles in reproducing natural processes at smaller/faster spatial/temporal scales. The Laboratory of Experimental Tectonics was the first one developed in Italy, inspired by the long term international tradition of analogue modelling. In this class, we will use continuum mechanics, which describes the response of a material to an imposed force, to study and understand cause-effect relationships between geometry, kinematics and dynamics of the solid earth. Introductory lectures provide the theoretical background on rheology and scaling and will be followed by hands on exercises during which the students will learn how to address scientific questions through building experimental models. Each argument will be presented offering an initial basic theoretical background which will be subsequently implemented by the widest range of  updated interpretations and natural examples. Students will be expected to actively participate to the class activities (e.g. reading scientific papers, homework assignments, set-up of analogue models, in-class presentations),

Programma del corso

La struttura del corso prevede: a) Introduzione sulla modellazione sperimentale: cos’e’ un modello analogico; storia della modellazione analogica; sintesi dell’attività sperimentale realizzata nei laboratori analogici nazionali e internazionali. b) materiali analoghi e loro proprietà (questa sessione prevede la misurazione di alcune delle piu’ importanti proprietà fisiche dei materiali). c) Messa in scala dei modelli; d) Introduzione sulle tecniche di analisi di immagine; e) Costruzione di modelli fragili alla scala crostale per lo studio di casi naturali di compressione, estensione, trascorrenza. f) Costruzione di modelli viscosi alla scala mantellica per lo studio del processo di subduzione; g) Costruzione di modelli visco-elastici per lo studio della sismicità caratterizzante la faglia di subduzione.

Tutti i modelli che saranno realizzati verranno analizzati e interpretati, evidenziando potenziali applicazioni ai casi naturali.

The following topics will be addressed: a) Introduction on experimental modelling: what is an experimental models; history of experimental modeling; overview on the activity realized in worldwide Laboratories of Experimental Tectonics. b) Analogue materials and material properties (this session includes the measurements of material properties); c) Scaling; d) Overview on image analysis techniques; e) Building crustal-scale brittle models for the study of convergent, estensional and transcurrent systems. f) Building mantle-scale viscous models for the study of the subduction process; g) Building visco-elastic models for the study of subduction earthquakes.

 All the realized models will be analyzed and modeling results interpreted. Moreover, it will be highlighted potential applications to natural examples.

Testi di riferimento

- Geodynamics: Second Edition, Turcotte, D. L. and Schubert, G., John Wiley & Sons, New York, 2002.

- Mantle Dynamics: Mantle Convection in the Earth and Planets, Schubert, G., Turcotte, D. L. and P. Olson, Cambridge University Press, 2001

- Dynamic Earth, Plates, Plumes and Mantle Convection, Davies, G.F.,  Cambridge University Press, 1999.

- Treatise on Geophysics, volumi 1, 3, 6, 7, 9 Ed. Schubert G., Elsevier 2007

- Bibliografia fornita dal docente durante il corso.

 Tutte le risorse sovracitate sono disponibili presso il BAST "Roma Tre".

Unità Didattiche

EXPERIMENTAL TECTONICS
Docente Tipo Attività Durata (h) Tipo Attività Formativa SSD CFU
Prof. Faccenna Claudio LEZIONE 36 CARATTERIZZANTE GEO/03 6.0
EXPERIMENTAL TECTONICS
Docente Tipo Attività Durata (h) Tipo Attività Formativa SSD CFU
Prof.ssa Funiciello Francesca LEZIONE 12 CARATTERIZZANTE GEO/03 0.0

Allegati

Titolo Destrizione