Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

IL RILEVAMENTO GEOLOGICO COME STRUMENTO PER LA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E DEL MODELLO FISICO DEL SOTTOSUOLO, ATTAVERSO L’INTEGRAZIONE DI DATI DI GEOLOGIA DI SUPERFICIE, INDAGINI GEOGNOSTICHE E CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ROCCE E DEI TERRENI INCOERENTI.
CARATTERIZZAZIONE TECNICA DEI TERRENI E DELLE ROCCE; CARATTERIZZAZIONE GEOLOGICA DEL SUBSTRATO ROCCIOSO E DEI DEPOSITI INCOERENTI DELLE COPERTURE PLIO-QUATERNARIE DELL’ITALIA CENTRALE. CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA E TECNICA DELLE SUPERFICI DI DISCONTINUITA’ PRESENTI NELLE ROCCE IN AFFIORAMENTO PER LA DEFINIZIONE DELLA QUALITA’ DEGLI AMMASSI ROCCIOSI. IL RILEVAMENTO GEOLOGICO APPLICATO ALLA MICROZONAZIONE SISMICA.
L’ATTIVITÀ PRATICA SI ARTICOLA SU UNA SERIE DI ESPERIENZE GUIDATE, EFFETTUATE IN CONDIZIONI OPERATIVE, SU AREE DEL TERRITORIO OPPORTUNAMENTE SCELTE PER ESERCITARE LE PRINCIPALI ATTIVITA’ INERENTI IL RILEVAMENTO GEOLOGICO: ANALISI DEL BEDROCK E DELLE COPERTURE QUATERNARIE INCOERENTI; CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA E TECNICA DELLE DISCONTINUITA’ PRESENTI NEGLI AMMASSI ROCCIOSI; RACCOLTA DEI DATI DI SUPERFICIE, DELLE INDAGINI GEOGNOSTICHE E DELLE CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ROCCE E DEI TERRENI INCOERENTI PER LA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E FISICO DEL SOTTOSUOLO.
IN OGNI ESPERIENZA È PREVISTA UNA FASE DI PREPARAZIONE, UNA DI ATTIVITÀ SUL TERRENO (IN GENERE DI UN GIORNO) E UNA DI ELABORAZIONE DEL RILEVAMENTO GEOLOGICO IN LABORATORIO.
OGNI ATTIVITÀ DI TERRENO SI CONCLUDE CON LA PREPARAZIONE DA PARTE DEI SINGOLI STUDENTI DELLA CARTOGRAFIA GEOLOGICA, E DI ALCUNE ELABORAZIONI DI CARTOGRAFIA TEMATICA DELL’AREA, COMPLETA DI LEGENDA E SEZIONI GEOLOGICHE E GEOLOGICO-TECNICHE. LO STUDENTE FORNIRA’, PER OGNI PRODOTTO CARTOGRAFICO, UNA RELAZIONE SCRITTA, ARTICOLATA SUI RISULTATI DEL RILEVAMENTO EFFETTUATO.
IL CORSO SI CHIUDERA’ CON UN CAMPO DI ATTIVITA’ DI TERRENO FINALIZZATE ALLA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E DEL MODELLO FISICO DEL SOTTOSUOLO IN AREE A MEDIO-ALTA DIFFICOLTA’ E ALLA PRODUZIONE DI CARTOGRAFIA TEMATICA.

SCESI L., PAPINI M., GATTINONI P. – GEOLOGIA APPLICATA: IL RILEVAMENTO GEOLOGICO-TECNICO. VOL. 1, SECONDA EDIZIONE. CASA EDITRICE AMBROSIANA. CEAEDIZIONI, 2006.
CREMONINI G. - RILEVAMENTO GEOLOGICO. - ED. PITAGORA, BOLOGNA, 1985.

VENTURINI C. – REALIZZARE E LEGGERE CARTE E SEZIONI GEOLOGICHE. FLACCOVIO DARIO EDITORE, 2012

CARTE GEOLOGICHE, CARTE TOPOGRAFICHE, FOTO AEREE, E ARTICOLI SCIENTIFICI SULLA GEOLOGIA DELLE DIFFERENTI AREE OGGETTO DELLE ESCURSIONI DI TERRENO, VERRANNO FORNITE AGLI STUDENTI DAL PERSONALE RESPONSABILE DEL CORSO.

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Il programma del corso prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:
Definizione e tipologia dei sistemi urbani. I fattori di pericolosità naturale e dei rischi delle aree urbane. Il ruolo delle condizioni geologiche, l’influenza dei fattori naturali nel tempo e delle condizioni geografiche sullo sviluppo delle aree urbane. Il concetto di rischio, la valutazione dei fattori di esposizione, di pericolosità, di vulnerabilità nelle aree urbane. Il caso di Roma, analisi dei singoli fattori di pericolosità e della loro evoluzione temporale. Metodologie per la raccolta, la normalizzazione, l’elaborazione di dati diretti del sottosuolo dell'ambiente urbano. Applicazioni tematiche e casi reali.

Geologia di Roma “Vol L” Memorie Descrittive della Carta Geologica d’Italia (1995).
La geologia di Roma dal centro storico alla periferia “Vol LXXX” Memorie Descrittive della Carta Geologica d’Italia (2008).
U. Ventriglia – Geologia del territorio del Comune di Roma, a cura dell’Amministrazione Provinciale di Roma, (2002).
G. Gisotti – Ambiente urbano. – Dario Flaccovio Editore, Palermo (2007).

Definizione storica di Quaternario: criterio paleontologico, criterio climatico. Storia della cronostratigrafia del Plio-Quaternario. il limite Plio-Quaternario. età e piani del Quaternario marino. Stratigrafia magnetica del Quaternario. Metodi di datazione utilizzati per il Quaternario. Stratigrafia isotopica del Plio-Quaternario. Le oscillazioni del livello marino durante il Quaternario: curve eustatiche. Biostratigrafia del Quaternario marino: foraminiferi planctonici, foraminiferi bentonici, nannofossili calcarei, molluschi marini, ostracodi marini (concetti di ospite nordico e ospite senegalese). I GSSP e le sezioni marine italiane più rilevanti. L’Olocene e le carote di ghiaccio. Paleoclimatologia storica olocenica. L’Antropocene. Cronostratigrafia storica del Plio-Quaternario continentale. Cause delle variazioni climatiche quaternarie. La teoria astronomica delle variazioni climatiche. Cicli di precessione, di obliquità e cicli glaciale/interglaciale di maggiore ampiezza. La “Middle Pleistocene Transition”. Glaciazioni del Gelasiano e del Pleistocene. Principali depositi glaciali delle aree alpine ed appenniniche. Biocronologia del Plio-Quaternario continentale: grandi mammiferi, micromammiferi, molluschi continentali, ostracodi continentali. Stratigrafia pollinica. Stratigrafia climatica. Uomo ed industrie. La domesticazione olocenica. Cenni di archeogeologia. Principali record del Quaternario continentale in Italia centrale: il Plio-Quaternario della campagna romana; i bacini intermontani dell’Italia centrale (Bacino Tiberino, Bacino dell’Aquila).

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

Argomenti trattati nel corso

Il movimento sostenibile, popolazione e prosperità, cambiamento climatico, confronto tra efficienza energetica ed energie rinnovabili, risorse energetiche rinnovabili e non rinnovabili, teoria di base dell’atmosfera.
Introduzione al concetto di sostenibilità: storia della sostenibilità e dello sviluppo sostenibile, i pilastri della sostenibilità e l’Agenda 2030.
Indicatori di sostenibilità ambientale: generalità, modelli PSR e DPISR, indicatori europei comuni, Global Warming Potential e CO2 equivalente. Ecological Footprint, Carbon Footprint, Life Cycle Analysis, Water Footprint.
Fenomeni di inquinamento globale.
Valutazione di impatto ambientale.
Inquinamento dell’aria, inquinamento acustico, inquinamento termico e inquinamento dei mari.
Richiami di trasmissione del calore per la fisica dell'edificio.
Diagnosi energetica degli edifici e Green Buildings.
Software di simulazione energetica dinamica.
Benessere termoigrometrico.
Termoflussimetria, termografia, acquisizione parametri ambientali, metodo termometrico.

Materiale didattico fornito dal docente.

Programma del corso
Introduzione: pericolosità e rischio, inquadramento storico;
Concetti generali: le Scienze della Terra; i disastri naturali; metodi di prevenzione, previsione, pianificazione e gestione dei disastri naturali.
Analisi, comprensione fisica e impatto sociale dei disastri naturali nelle Scienze della Terra: terremoti, eruzioni, tsunami, frane, uragani e cicloni, alluvioni, siccità, cambiamenti climatici, variazioni livello marino.
Sintesi: verso una visione generale e condivisa di mitigazione dei disastri naturali.

Abbott, Patrick L.
Natural disasters / Patrick L. Abbott, San Diego State University. – Tenth edition.
ISBN 978-0-07-802298-2

Pericolosità e rischio applicati ai vulcani: definizioni, storia, prospettive. Approccio deterministico e probabilistico, a breve, medio e lungo termine. Sistemi di monitoraggio geofisico e geochimico. Unrest vulcanico. Scenari eruttivi e di riferimento. Elicitazioni. Costruzione dell’albero degli eventi.
Elementi per la valutazione del rischio vulcanico (vulnerabilità e valore esposto; evacuazioni, resilienza, informazione).
Pericolosità derivante da eruzioni effusive (colate di lava, duomi, fontane di lava, attività stromboliana). Pericolosità derivante da eruzioni esplosive (flussi piroclastici, depositi di caduta, ash plume, impatti climatici). Rimobilizzazione di prodotti vulcanici (lahar). Pericolosità da collasso settoriale e relativi tsunami. Pericolosità da emissione di gas. Pericolosità sismica in aree vulcaniche. Approccio integrato ed analisi multi-hazard.
Il rischio vulcanico in Protezione Civile.
Esempi di definizione della pericolosità presso i principali vulcani attivi italiani (Etna, Stromboli, Vesuvio, Campi Flegrei).

diversi testi ed articoli indicati dal docente

Breve schema del corso:

i. Sistema Terra e Antropocene - The Bigger Picture
ii. Elementi di Idrogeologia
iii. Analisi e modellazione numerica dei processi di dissesto idrogeologico
iv. Integrazione delle conoscenze acquisite - Progetto individuale/gruppo

Contenuti del corso:

Sistema Terra e Antropocene - I sistemi e il metodo scientifico. Come l'uomo ha condizionato i processi naturali e rimodellato i paesaggi della Terra. L'impatto dell'uomo sull'ambiente. Orizzonte sostenibilità. Gli Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) delle Nazioni Unite. Definizione di pericolosità, vulnerabilità e rischio.

Elementi di Idrogeologia - Ciclo idrologico, acqua pura e acqua naturale, parametri idrometeorologici, infiltrazione, evapotraspirazione e ruscellamento superficiale, proprietà idrologiche delle rocce, spartiacque superficiali e sotterranei, acquiferi, sorgenti, dati idrogeologici di base.

Analisi e modellazione numerica dei processi di dissesto idrogeologico - Concetto di rischio idrogeologico, il ciclo del disastro, previsione e prevenzione del rischio idrogeologico, i fattori naturali del dissesto, i fattori antropici del dissesto, i dati del dissesto e il quadro normativo italiano. Approfondimenti sulle tematiche: (i) l’erosione superficiale (ii) le frane, (iii) le alluvioni e (iv) erosione delle coste basse e le valanghe.
Cartografia geotematica e l’applicazione di strumenti GIS e di calcolo. Open geodata e i dati geografici digitali per l’analisi del paesaggio e di supporto alla cartografia del dissesto idrogeologico (EU Compernicus, ESA, NASA, USGS, Geoportale Nazionale, Regione Lazio, etc.). Metodi di classificazione automatica e semi automatica per l'identificazione della topografia, bacini idrografici, reticolo idrografico, forme e siti in dissesto. Geomorphometry: Analisi quantitativa della superficie terrestre in chiave dissesto idrogeologico. Processi di versante e valutazione legati al dissesto idrogeologico. Land-soil-water nexus. Applicazione di modelli GIS per la stima e mappatura della perdita di suolo. Il piano assetto idrogeologico (PAI) e il dissesto idrogeologico a Roma. Cenni di analisi dei dati spaziali con R e di pericolosità mediante applicazioni di base di machine learning. Analisi 3D dei dati e produzione cartografica.

Integrazione delle conoscenze acquisite - Introduzione alla scrittura tecnico-scientifica, programmazione del workflow per un progetto didattico/ricerca, pianificazione supervisionata dei progetti individuali/gruppo.

Materiale, dispense e slides fornite dal docente. Le sezioni dei testi da studiare verranno comunicati dal docente durante le lezioni. I testi di riferimento sono:

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Calcolo Matriciale e sistemi lineari; fattorizzazione della matrice (autovalori, autovettori); rototraslazioni rigide e matrice associata; metodo dei minimi quadrati e regressione polinomiale.
Numeri complessi e funzioni trigonometriche; fasori.
Introduzione all'analisi dei segnali; definizione di sistema lineare tempo-invariante; teorema della convoluzione. Calcolo vettoriale; rappresentazione in coordinate polare, sferiche e curvilinee.
Propagazione delle onde; onde stazionarie.
Serie e Trasformata di Fourier; teorema del campionamento di Nyquist–Shannon .
Introduzione alla programmazione in Python ed esercitazione sugli argomenti trattati nelle lezioni di teoria.

Dispense del docente

Autore: Lin
An Introduction to Python Programming for Scientists and Engineers

Il programma del corso prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:
Definizione e tipologia dei sistemi urbani. I fattori di pericolosità naturale e dei rischi delle aree urbane. Il ruolo delle condizioni geologiche, l’influenza dei fattori naturali nel tempo e delle condizioni geografiche sullo sviluppo delle aree urbane. Il concetto di rischio, la valutazione dei fattori di esposizione, di pericolosità, di vulnerabilità nelle aree urbane. Il caso di Roma, analisi dei singoli fattori di pericolosità e della loro evoluzione temporale. Metodologie per la raccolta, la normalizzazione, l’elaborazione di dati diretti del sottosuolo dell'ambiente urbano. Applicazioni tematiche e casi reali.

Geologia di Roma “Vol L” Memorie Descrittive della Carta Geologica d’Italia (1995).
La geologia di Roma dal centro storico alla periferia “Vol LXXX” Memorie Descrittive della Carta Geologica d’Italia (2008).
U. Ventriglia – Geologia del territorio del Comune di Roma, a cura dell’Amministrazione Provinciale di Roma, (2002).
G. Gisotti – Ambiente urbano. – Dario Flaccovio Editore, Palermo (2007).

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Il panorama nazionale e internazionale dell’energia elettrica: produzione e consumi.
Il sistema elettrico: generazione, trasmissione e distribuzione.
Il concetto di sostenibilità.
Fonti rinnovabili di energia.
Idroelettrico.
Energia dal mare.
Energia eolica.
Energia solare.
Unità di generazione della potenza elettrica: motore primo, generatore elettrico, convertitore elettronico di potenza.
Unità di accumulo dell’energia.
Unità di generazione della potenza elettrica in funzionamento in isola e con connessione alla rete elettrica.

Il corso fa riferimento ad argomenti presenti nel testo
Serdar Celik – Sustainable Energy, Engineering Fundamentals and Applications – Cambridge University Press
Materiale addizionale è reso disponibile durante lo svolgimento del corso.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Introduzione al corso; Ruolo della geomorfologia nella valutazione del rischio naturale; Concetti di pericolosità, vulnerabilità e rischio geomorfologico; Valutazione multi-rischio; Cause esogene ed endogene degli eventi geomorfologici e metodi di studio; Cartografia tematica; Dinamica fluviale con particolare riguardo all'erosione, rischi relativi e cenni sulla mitigazione; inondazioni; Dinamica costiera e problemi relativi all’erosione di falesie e spiagge con cenni sulla mitigazione; Geomorfologia tettonica con particolare riguardo alla tettonica attiva; Dinamica dei versanti: processi diffusi, frane ed erosione del suolo, relativo rischio e cenni sulla mitigazione. Per ogni argomento trattato sono previste attività pratiche in classe, studi individuali e di gruppo.

Alcantara-Ayala, Goudie "Geomorphological Hazards and Disaster Prevention", Cambridge University Press

Mario Panizza "Manuale di Geomorfologia Applicata", FrancoAngeli (Nuova Edizione)

Antonio Vallario "Frane e territorio", Liguori Editore

Durante il corso verranno inoltre indicati e/o forniti articoli scientifici e materiale didattico vario.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

IL RILEVAMENTO GEOLOGICO COME STRUMENTO PER LA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E DEL MODELLO FISICO DEL SOTTOSUOLO, ATTAVERSO L’INTEGRAZIONE DI DATI DI GEOLOGIA DI SUPERFICIE, INDAGINI GEOGNOSTICHE E CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ROCCE E DEI TERRENI INCOERENTI.
CARATTERIZZAZIONE TECNICA DEI TERRENI E DELLE ROCCE; CARATTERIZZAZIONE GEOLOGICA DEL SUBSTRATO ROCCIOSO E DEI DEPOSITI INCOERENTI DELLE COPERTURE PLIO-QUATERNARIE DELL’ITALIA CENTRALE. CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA E TECNICA DELLE SUPERFICI DI DISCONTINUITA’ PRESENTI NELLE ROCCE IN AFFIORAMENTO PER LA DEFINIZIONE DELLA QUALITA’ DEGLI AMMASSI ROCCIOSI. IL RILEVAMENTO GEOLOGICO APPLICATO ALLA MICROZONAZIONE SISMICA.
L’ATTIVITÀ PRATICA SI ARTICOLA SU UNA SERIE DI ESPERIENZE GUIDATE, EFFETTUATE IN CONDIZIONI OPERATIVE, SU AREE DEL TERRITORIO OPPORTUNAMENTE SCELTE PER ESERCITARE LE PRINCIPALI ATTIVITA’ INERENTI IL RILEVAMENTO GEOLOGICO: ANALISI DEL BEDROCK E DELLE COPERTURE QUATERNARIE INCOERENTI; CARATTERIZZAZIONE GEOMETRICA E TECNICA DELLE DISCONTINUITA’ PRESENTI NEGLI AMMASSI ROCCIOSI; RACCOLTA DEI DATI DI SUPERFICIE, DELLE INDAGINI GEOGNOSTICHE E DELLE CARATTERISTICHE FISICHE DELLE ROCCE E DEI TERRENI INCOERENTI PER LA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E FISICO DEL SOTTOSUOLO.
IN OGNI ESPERIENZA È PREVISTA UNA FASE DI PREPARAZIONE, UNA DI ATTIVITÀ SUL TERRENO (IN GENERE DI UN GIORNO) E UNA DI ELABORAZIONE DEL RILEVAMENTO GEOLOGICO IN LABORATORIO.
OGNI ATTIVITÀ DI TERRENO SI CONCLUDE CON LA PREPARAZIONE DA PARTE DEI SINGOLI STUDENTI DELLA CARTOGRAFIA GEOLOGICA, E DI ALCUNE ELABORAZIONI DI CARTOGRAFIA TEMATICA DELL’AREA, COMPLETA DI LEGENDA E SEZIONI GEOLOGICHE E GEOLOGICO-TECNICHE. LO STUDENTE FORNIRA’, PER OGNI PRODOTTO CARTOGRAFICO, UNA RELAZIONE SCRITTA, ARTICOLATA SUI RISULTATI DEL RILEVAMENTO EFFETTUATO.
IL CORSO SI CHIUDERA’ CON UN CAMPO DI ATTIVITA’ DI TERRENO FINALIZZATE ALLA RICOSTRUZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO E DEL MODELLO FISICO DEL SOTTOSUOLO IN AREE A MEDIO-ALTA DIFFICOLTA’ E ALLA PRODUZIONE DI CARTOGRAFIA TEMATICA.

SCESI L., PAPINI M., GATTINONI P. – GEOLOGIA APPLICATA: IL RILEVAMENTO GEOLOGICO-TECNICO. VOL. 1, SECONDA EDIZIONE. CASA EDITRICE AMBROSIANA. CEAEDIZIONI, 2006.
CREMONINI G. - RILEVAMENTO GEOLOGICO. - ED. PITAGORA, BOLOGNA, 1985.

VENTURINI C. – REALIZZARE E LEGGERE CARTE E SEZIONI GEOLOGICHE. FLACCOVIO DARIO EDITORE, 2012

CARTE GEOLOGICHE, CARTE TOPOGRAFICHE, FOTO AEREE, E ARTICOLI SCIENTIFICI SULLA GEOLOGIA DELLE DIFFERENTI AREE OGGETTO DELLE ESCURSIONI DI TERRENO, VERRANNO FORNITE AGLI STUDENTI DAL PERSONALE RESPONSABILE DEL CORSO.

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

Nella prima parte del corso verranno illustrate le conoscenze attuali sulla nascita del Pianeta Terra e sulla sua evoluzione Precambriana.
Nella seconda parte del corso verranno illustrati i principali eventi orogenici paleozoici e la formazione della Pangea. Nella terza parte del corso verranno descritti i principali eventi geodinamici responsabili dell'attuale assetto delle Alpi e dell'area Mediterranea. Gli argomenti trattati sono i seguenti.
Origine del Sistema Solare: le meteoriti, la Luna. Eone Adeano: la Terra primordiale e l’oceano di magma. Origine ed evoluzione dell’atmosfera; origine ed evoluzione dell’idrosfera. Archeano: Le tracce della prima crosta continentale, le rocce più antiche. Il Proterozoico: la crescita dei continenti, Banded Iron Formation, Il Ciclo di Wilson, l’atmosfera secondaria, l’evoluzione della vita. L’inizio della Plate Tectonics, l’evoluzione della Plate Tectonics nel tempo. Paleogeografie. Metodi per le ricostruzioni paleogeografiche.

L’evoluzione paleogegrafica durante il Paleozoico. Placche, microplacche e oceani nel Paleozoico. L’orogenesi Caledonica. Evoluzione delle Caledonidi in Scozia. Le Caledonidi nella penisola Scandinava: rocce UHP, i bacini Devoniani di supradetachment. L’Orogenesi Varisica: le principali unità strutturali, il ruolo degli oroclini. L’orogenesi Varisica in Sardegna. La formazione del Supercontinente Pangea. Pangea A e Pangea B.

I bacini Permo-Triassici. L’apertura dell’Oceano Atlantico e la cinematica Africa-Europa. Il ciclo Alpino: dal margine passivo alla costruzione della catena. Principali unità strutturali delle Alpi e loro evoluzione. Struttura ed evoluzione dell’area Mediterranea: oroclini, bacini di retroarco, sismicità e cinematica attuale. L’Appennino Settentrionale, dai domini interni all’avanfossa padano-adriatica. L’Appennino Centrale: dalla catena alla formazione del margine tirrenico e dei bacini estensionali. L’Appennino Meridionale: unità paleogeografiche e assetto strutturale attuale.

- The Earth Through Time. Harold L. Levin, David T. King Jr. Wiley. ISBN: 978-1-119-22834-9
- Articoli scientifici saranno forniti dal docente su specifici argomenti del corso.

Parte prima: il processo igneo
Uso degli elementi maggiori per la modellistica petrologica.Uso dei diagrammi di Harker per gli elementi maggiori. Bilanci di massa. Modelli di fusione parziale, di frazionamento, di magma mixing e di assimilazione magmatica. Concetti di base di geotermobarometria. Uso degli elementi in tracce per la modellistica petrologica. Definizione di elementi compatibili ed incompatibili e coefficient di partizione. Distribuzione degli elementi in tracce durante la fusione parziale all'equilibrio e nei processi di differenziazione magmatica (frazionamento, mixing, assimilazione). Uso dei diagrammi di differenziazione. Petrologia isotopica: isotopi radiogenici. Comportamento degli isotopi radiogenici nei processi di fusione e frazionamento magmatico. Uso dei principali software di modellazione termodinamica. Esempi numerici ed esercitazioni. Orogenesi e magmatismo: l’origine del magmi nell’area mediterranea.
Parte seconda:Il processo metamorfico
Il processo metamorfico e i fattori di controllo; gradienti di metamorfismo e ambientazione geodinamica. Le rocce metamorfiche: struttura, classificazione, classi composizionali I concetti di grado metamorfico, minerali indice e le principali facies metamorfiche; Assemblaggio mineralogico e paragenesi metamorfica; Diagrammi di fase; proiezioni AFM e ACF. Relazioni blastesi/deformazione: cristallizzazione pre-, sin-, post-cinematica. Termobarometria: concetti di base, assunzioni e limiti; i principali geotermometri e geobarometri; incertezza associate alla calibrazione termodinamica ed incertezza analitica, errore “geologico”; termometria classica; termobarometria multiequilibrio; termobarometria inversa e predittiva; uso dei principali software di modellazione termodinamica (modellazione inversa e predittiva). Orogenesi e metamorfismo: esempi regionali. Esercitazioni: ricostruzione di percorsi pressione-temperatura-tempo-deformazione (P-T-t-d) in rocce a metamorfismo polifasico

J. D. Winter - An Introduction To Igneous And Metamorphic Petrology. Prentice Hall, New Jersey

Bucher & Fry - Petrology Of Metamorphic Rocks. Springer

Pericolosità e rischio applicati ai vulcani: definizioni, storia, prospettive. Approccio deterministico e probabilistico, a breve, medio e lungo termine. Sistemi di monitoraggio geofisico e geochimico. Unrest vulcanico. Scenari eruttivi e di riferimento. Elicitazioni. Costruzione dell’albero degli eventi.
Elementi per la valutazione del rischio vulcanico (vulnerabilità e valore esposto; evacuazioni, resilienza, informazione).
Pericolosità derivante da eruzioni effusive (colate di lava, duomi, fontane di lava, attività stromboliana). Pericolosità derivante da eruzioni esplosive (flussi piroclastici, depositi di caduta, ash plume, impatti climatici). Rimobilizzazione di prodotti vulcanici (lahar). Pericolosità da collasso settoriale e relativi tsunami. Pericolosità da emissione di gas. Pericolosità sismica in aree vulcaniche. Approccio integrato ed analisi multi-hazard.
Il rischio vulcanico in Protezione Civile.
Esempi di definizione della pericolosità presso i principali vulcani attivi italiani (Etna, Stromboli, Vesuvio, Campi Flegrei).

diversi testi ed articoli indicati dal docente

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici

Parte prima: il processo igneo
Uso degli elementi maggiori per la modellistica petrologica.Uso dei diagrammi di Harker per gli elementi maggiori. Bilanci di massa. Modelli di fusione parziale, di frazionamento, di magma mixing e di assimilazione magmatica. Concetti di base di geotermobarometria. Uso degli elementi in tracce per la modellistica petrologica. Definizione di elementi compatibili ed incompatibili e coefficient di partizione. Distribuzione degli elementi in tracce durante la fusione parziale all'equilibrio e nei processi di differenziazione magmatica (frazionamento, mixing, assimilazione). Uso dei diagrammi di differenziazione. Petrologia isotopica: isotopi radiogenici. Comportamento degli isotopi radiogenici nei processi di fusione e frazionamento magmatico. Uso dei principali software di modellazione termodinamica. Esempi numerici ed esercitazioni. Orogenesi e magmatismo: l’origine del magmi nell’area mediterranea.
Parte seconda:Il processo metamorfico
Il processo metamorfico e i fattori di controllo; gradienti di metamorfismo e ambientazione geodinamica. Le rocce metamorfiche: struttura, classificazione, classi composizionali I concetti di grado metamorfico, minerali indice e le principali facies metamorfiche; Assemblaggio mineralogico e paragenesi metamorfica; Diagrammi di fase; proiezioni AFM e ACF. Relazioni blastesi/deformazione: cristallizzazione pre-, sin-, post-cinematica. Termobarometria: concetti di base, assunzioni e limiti; i principali geotermometri e geobarometri; incertezza associate alla calibrazione termodinamica ed incertezza analitica, errore “geologico”; termometria classica; termobarometria multiequilibrio; termobarometria inversa e predittiva; uso dei principali software di modellazione termodinamica (modellazione inversa e predittiva). Orogenesi e metamorfismo: esempi regionali. Esercitazioni: ricostruzione di percorsi pressione-temperatura-tempo-deformazione (P-T-t-d) in rocce a metamorfismo polifasico

J. D. Winter - An Introduction To Igneous And Metamorphic Petrology. Prentice Hall, New Jersey

Bucher & Fry - Petrology Of Metamorphic Rocks. Springer

Introduzione, cordati, vertebrati basali: 3h
"Agnati" e origine della mandibola: 3h
Condritti e osteitti: 3h
Sarcopterigi e origine dei tetrapodi: 3h
Anfibi: 3h
Anapsidi: 3h
Diapsidi: 3h
Dinosauri: 3h
Pterosauri vs. Aves: 3h
Sinapsidi: 3h
Mammiferi mesozoici-Metateri: 3h
Afroteri e Xenartri: 3h
Boreoeuteri: 3h
Laurasiateri: 3h
Euarchontoglires: 3h
Primati: 3h

Il testo di base è:
Benton M.J. (2014) - Vertebrate Palaeontology. Blackwell Publishing

I testi da sottoporre a revisione critica saranno proposti dagli studenti o selezionati dal docente tra i più recenti e/o controversi.

- Storia della climatologia, organismi internazionali, cambiamenti climatici realtà e negazione

- Gli elementi fondamentali del sistema climatico: il bilancio radiativo terrestre, feedback e forzanti, introduzione all'importanza climatica di atmosfera, biosfera, idrosfera

- Variabilità climatica, cambiamenti climatici, antropocene

- La criosfera: ghiacciai, permafrost, aree polari, ghiaccio marino

-Il sistema climatico e le sue perturbazioni naturali e antropiche: Variazione della posizione relativa dei continenti, astronomiche, gas ad effetto serra, aerosol, eruzioni vulcaniche, attività solare, variazioni superficie suolo, impatti meteoriti

- Variazioni climatiche e livello del mare

- Il paleoclima: la ricostruzione del cambiamento climatico nel passato utilizzando gli archivi paleoclimatici

- Punti di non ritorno: “Tipping Point”

- Eventi estremi

- Modelli Climatici

- Scenari Socio-Economici condivisi

- Il clima del XXI secolo, risultati dai modelli

- Impatti del Cambiamento Climatico su criosfera, idrosfera, geosfera, biosfera.

- I costi economici per la mitigazione e l’adattamento ai cambiamenti climatici

- Innovazione tecnologica per una società decarbonizzata

Pdf e fotocopie di pubblicazioni specialistiche recenti fornite dal docente, slide delle lezioni.

Introduzione: 3h
Adeano: 3h
Archeano: 3h
Proterozoico: 3h
Cambriano: 3h
Ordoviciano: 3h
Siluriano: 3h
Devoniano: 3h
Carbonifero: 3h
Permiano: 3h
Triassico: 3h
Giurassico: 3h
Cretacico: 3h
Paleogene: 3h
Neogene: 3h
Quaternario: 3h

Il testo di base è:
Earth System History, 4a edizione, S.M. STANLEY, J.A. LUCZAJ (2014)

Definizione di microfacies. Tecniche di campionatura, preparazione dei campioni e strumenti per l’analisi delle microfacies (4h).
Componenti di una microfacies: granuli, matrice e cemento (genesi e significato paleoambientale) (4h).
Classificazione dei litoclasti. Granulometria e tessitura. Classificazioni delle rocce carbonatiche (16h).
Esempi di interpretazione di microfacies: metodi qualitativi e quantitativi (applicazioni di analisi multivariata) (6h).
Classificazione dei bioclasti: riconoscimento dei principali gruppi tassonomici in sezione sottile (14h).
Uso delle analisi geochimiche (isotopi stabili, elementi in traccia, isotopi dello stronzio) nell’analisi di microfacies (2h).
Uso delle analisi gamma-ray nell’interpretazione delle microfacies (2h).

Dispense del docente.

Programma del Corso di fisica della ionosfera e della magnetosfera
Docente: Carlo Scotto
La maggior parte degli argomenti è trattato sul libro di G.W. Prölss ("Physics of the Earth's Space Environment", ed. Springer).Viene fatto riferimento ai paragrafi di detto libro. I restanti argomenti sono riportati nelle note di lezione distribuite. In esse è riportata la relativa bibliografia dettagliata.
Introduzione: scopo del corso e presentazione degli argomenti trattati

1. Nozioni di fisica del plasma magneto-ionosferico
Frequenza di plasma, distanza di Debye e potenziale di Debye-Hückel, condizioni di plasma, libero cammino medio, indice di rifrazione di fase per le onde radio in un plasma senza collisioni e in assenza di campo magnetico, plasma non caldo (Note di lezione). (pag. 232, § 7.3.1, § 7.3.2, § 7.3.3) . Energia del campo elettromagnetico (Note di lezione ). Moto delle cariche elettriche in un campo magnetico: moto di girazione, il momento magnetico come invariante adiabatico, moto ove grad(B) è parallelo a B, bounce motion (§ 5.3.1, § 5.3.2, pp. 220-228), gradient drift motion (§ 5.3.2, pp. 228-229), neutral shift drift, drift E x B e conduttività del plasma in assenza di collisioni, drift sotto l'azione di forze esterne (§ 5.3.1, § 5.3.2, § 5.3.3 pp. 219-233).

2. Il mezzo interplanetario.
La corona solare e il vento solare (§ 6.1 e 6.1.1, pp. 278-282, compresi tutti i richiami). Struttura del vento solare a grande scala e sul piano dell'eclittica (§ 6.1.6). Il campo magnetico interplanetario: osservazioni e caratteristiche fisiche (§ 6.2.1, pp. 300-304). Il current sheet eliosferico (§ 6.2.4). Struttura a settori della componente polare di B (§ 6.2.5). Teorema di Alfvén (Appendice A.14, pp.484-487).

3. Magnetosfera
Il campo geomagnetico in prossimità della Terra (§ 5.2). Drift di curvatura (p. 233). Drift totale (p. 234-235). Moto composto dei portatori di cariche (§ 5.3.4). Popolazioni di particelle nella magnetosfera interna: fasce di radiazione, ring current, plasmasfera (§ 5.4).
Il campo geomagnetico distante: configurazione e classificazione, correnti sul lato diurno della magnetopausa, riflessione delle particelle e formazione della corrente, sistema di correnti nella coda geomagnetica (§ 5.5). Popolazione di particelle nella magnetosfera esterna: magnetotail plasma sheet, magnetotail lobe plasma, magnetospheric boundary layer (§ 5.6). Formazione del bow shock e cenno al magnetosheat (§ 6.4 introduzione e § 6.4.1, pp. 325-328).

4. Ionosfera
Processi di assorbimento, attenuazione della radiazione nei gas, deposizione di energia nell'alta atmosfera: funzione di Chapman. Ionosfera terrestre: cenni storici, profilo verticale di densità elettronica, temperatura ionosferica, produzione e scomparsa di ionizzazione, regioni ionosferiche, equilibrio elettronico, profilo verticale di densità elettronica nella regione E e nella regione F2. (§ 3.2; introduzione del cap 4, § 4.1, § 4.2, § 4.3). Morfologia della ionosfera: le cuspidi sulla traccia degli ionogrammi e le regioni ionosferiche (Note di lezione). Variazioni regolari della ionosfera: strati E ed F1(Note di lezione). Variazioni irregolari della ionosfera: strato F2 (Note di lezione ). Strato E sporadico (Note di lezione ). Modello fotochimico semplificato per le regioni E ed F: strato F1 (Note di lezione). Modello fotochimico semplificato per la regione D (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio con collisioni ed in assenza di campo magnetico; interpretazione della parte immaginaria dell'indice di rifrazione: l'assorbimento (Note di lezione). Solar flares e short waves fadeout (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato F1 (Note di lezione). Ulteriori note sullo strato E (Note di lezione).

5. Teoria Magnetoionica
Introduzione. Equazioni costitutive per un plasma freddo con collisioni ed in presenza di un campo magnetico (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, trascurando le collisioni e considerando il campo magnetico terrestre: equazione di Appleton-Hartree (Note di lezione). Continuità di nf in X=1. Gli zeri dell'equazione di Appleton-Hartree senza collisioni: caso di propagazione longitudinale, trasversale e generale (Note di lezione). Polarizzazione: continuità in X=1 nel caso generale e nel caso di propagazione longitudinale. Polarizzazione in propagazione longitudinale: dipendenza dal segno di YL. Polarizzazione in condizioni generali, per X=1 (Note di lezione). Indice di rifrazione per le onde radio nella ionosfera, considerando le collisioni e il campo magnetico terrestre. Cenno alla polarizzazione nel caso collisionale. Curve di (X) con collisioni: importanza della regola di Booker (Note di lezione). Condizioni di riflessione e ionogrammi, traccia ordinaria, straordinaria. Raggio Z (Note di lezione). Esempi di ionogrammi (Note di lezione)
Così come indicato nelle note di lezione, il materiale di questa unità didattica si trova su: Ratcliffe, J. A. (1959), The magneto-Ionic Theory and its Applications to the Ionosphere, Cambridge University Press.

6. Assorbimento e dissipazione dell'energia del vento solare
Topologia dell'alta atmosfera polare (§ 7.1). Campi elettrici, e convezione del plasema (§ 7.2). Conduttività e correnti nella ionosfera polare (§ 7.3). Aurore polari: dissipazione dell'energia delle particelle aurorali, origine delle particelle aurorali, aurora diffusa e discreta(§ 7. 4). Solar Wind Dynamo (§ 7.6.1), magnetosfera aperta(§ 7.6.2), convezione del plasma nella magnetosfera aperta (§ 7.6.3), magnetosfera aperta con coda (§ 7.6.4), cenno alla riconnessione (parte del § 7.6.5), correnti di Birkeland nelle regioni 1 e 2 (§ 7.6.6).

7. Tempeste geosferiche
Tempeste magnetiche: variazione regolari, elettrogetto equatoriale, attività magnetica alle basse, alte e medie latitudini, indici geomagnetici (§ 8.1). Sottotempeste magnetiche: fase di crescita e espansione, onde di Alvfèn e loro ruolo (§ 8.3). Tempeste ionosferiche: tempeste negative e positive (§ 8.5).

1) G.W. Prölss "Physics of the Earth's Space Environment"
2) Appunti di lezione.

Prima parte

Definizione di clima (climatologia e meteorologia). Il sistema climatico (atmosfera, biosfera, criosfera, geosfera, idrosfera, Sole).
La radiazione solare e il bilancio energetico della Terra (richiami di fisica solare, leggi della radiazione, assorbimento della radiazione solare nell’atmosfera).
Atmosfera e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’atmosfera).
Nubi e aerosol (richiami di processi di condensazione e formazione delle nubi).
Oceano e clima (richiami di composizione, struttura e circolazione dell’oceano).
Trasferimento radiativo (richiami di assorbimento, emissione e trasferimento radiativo dell’atmosfera).
L’effetto serra (l’atmosfera come serra, i gas serra, calcolo del bilancio energetico, modelli di effetto serra).
Lo strato di ozono (radiazione ultravioletta in atmosfera, fotochimica della produzione di ozono, misure di ozono, “buco” dell’ozono).
Osservazioni climatiche con telerilevamento (misure da terra, misure satellitari, strumenti infrarossi, strumenti “limb viewing”, applicazioni del telerilevamento agli studi climatici).
Sensitività climatica e cambiamento climatico (cambiamenti astronomici, solari, atmosferici, oceanici e fluttuazioni di temperatura).
Clima di altri pianeti.
Clima e società.
Variabilità multidecadale della temperatura superficiale del mare (seminario del Dr. Salvatore Marullo).
Misura lidar di gas serra (visita al Centro Ricerche ENEA di Frascati).



Seconda parte

Introduzione ai modelli climatici. Il percorso concettuale dalle osservazioni alle simulazioni. Approcci dinamico e statistico. Gerarchia dei modelli climatici e loro componenti, tipologie di modelli, il concetto di parametrizzazione.
Modelli a Bilancio di Energia (EBM). Struttura generale di un EBM, EBM 0-dimensionali, EBM 1-dimensionali, parametrizzazioni negli EBM, applicazioni.
Modelli Radiativo-Convettivi (RC) e Modelli a Complessità Intermedia (EMIC). Equilibrio radiativo e radiativo-convettivo e implementazione nei modelli climatici a complessità intermedia.
Modelli Climatici Globali (GCM). Struttura di un GCM, componenti e interazioni, equazioni fondamentali e loro modellazione. Attività di attribution e risultati. Validazione dei modelli di clima.
Cenni di modellistica climatica regionale e tecniche di downscaling.
Scenari e proiezioni climatiche per il XXI secolo.
Analizzare il clima e i suoi cambiamenti da un altro punto di vista: modelli a rete neurale e analisi di causalità di Granger. Dettagli sulle tecniche e risultati di attribution. Downscaling con modelli a rete neurale.

F. W. Taylor (2005), Elementary Climate Physics, Oxford.
K. McGuffie & A. Henderson-Sellers (2014), The Climate Modelling Primer, 4th Edition, Wiley.

1 Sistema Solare
- Descrizione del Sistema Solare nel suo insieme, distribuzione di massa e di momento angolare, osservabili astrofisiche.
- Descrizione delle osservabili planetologiche: caratteristiche dei pianeti, dei sistemi di satelliti, dei corpi minori del Sistema Solare
- I pianeti terrestri:caratteristiche generali e processi evolutivi delle superfici planetarie.
- I pianeti terrestri:storia termica, craterizzazione, vulcanismo, tettonica. Planetologia comparata.
- Meteoriti e corpi minori: indizi per la formazione del Sistema Solare, cenni sulla datazione
- I pianeti giganti
- Satelliti planetari
- Struttura interna dei pianeti, differenze tra pianeti terrestri e giganti, evoluzione
- Atmosfere planetarie
2 Pianeti Extrasolari
- Introduzione storica
- Metodi indiretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Metodi diretti per la scoperta dei pianeti Extrasolari
- Caratteristiche dei pianeti Extrasolari
- Fisica dei Pianeti Extrasolari
- Caratterizzazione e risultati
- Quale vita?
- Abitabilità e zona abitabile
- La ricerca della vita
3 Parte Comune
- Cenni sulla Teoria della formazione planetaria

- non esiste un testo unico che tratti in modo completo gli argomenti del corso.

Un teso consigliato è: Imke de Pater and Jack J. Lissauer, Planetary Sciences, Cambridge University Press.
Durante il corso verranno suggeriti di volta in volta articoli scientifici di review.
Materiali:
- Slides del corso
- Articoli scientifici