PSLM74

Lingua Insegnamento:

INGLESE
Testi di riferimento:

Il materiale di riferimento consistera' principalmente delle presentazioni mostrate in classe (In Inglese) e rese disponibili durante lo svolgimento del corso e le registrazioni delle lezioni.
Coloro che comprendono l’Italiano possono riferirsi al libro: Lezioni di geofisica applicata, di G. Santarato, N. Abu Zeid, e S. Bignardi. Editore Libreriauniversitaria.it, ISBN-10 : 8862926405, ISBN-13 : 978-8862926409
In alternativa, buonsi riferimenti in lingua inglese sono disponibili online:
* Fundamentals Of Geophysics, by William Lowrie, editor: Cambridge
University Press. ISBN-13 978-0-511-35447-2; ISBN-10 0-511-35447-9
* An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, By John M.
Reynolds; editor John Wiley & Sons, Ltd.; ISBN 978-0-471-48535-3
(hardback); 978-0-471-485360 (paperback)
Obiettivi formativi:

Lo studente Imparera’ come concetti e fenomeni fisici possano essere sfruttati per sondare il sottosuolo in modo non invasivo. Comprendera’ la teoria e l'applicazione pratica di metodi geofisici consolidati, inclusa la strumentazione utilizzata, I metodi di acquisizione dati, l’elaborazione e l’inversione degli stessi; Lo studente capira’ inoltre come tali metodi, sviluppati a terra siano stati adattati per l'esplorazione di altri corpi celesti.
Prerequisiti:

Capacita' di risolvere integrali in una dimensione. Capacita' di calcolare le derivate parziali di una funzione di piu' variabili. Capire cosa e' una equazione differenziale. Capacita' di programmazione in matlab o Python NON sono richieste, ma desiderabili.
Metodi didattici:

Lezioni di persona. Le lezioni online sono disponibili per quegli studenti che non possono raggiungere l'Italia in tempo per il primo giorno di lezione. Dimostrazione di esempi con dati simulati; Vero
visualizzazione ed elaborazione dei dati tramite software open source.
Modalità di verifica dell'apprendimento:

L'esame sarà composto da due parti.
La prima parte consisterà in una prova scritta a scelta multipla volta a verificare le conoscenze acquisite a livello generale.
Gli studenti devono completare con successo la parte 1 prima di accedere alla parte 2. La seconda parte consisterà in un colloquio orale che si concentrerà in modo approfondito su tre argomenti specifici. Tutti i dettagli sulla prova orale saranno forniti dal docente nel documento “regolamento d'esame”. La valutazione sarà espressa come frazione di 30.
Sostenibilità:
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile:

I metodi geofisici sono metodi di indagine non invasiva. Costituiscono uno strumento chiave per molte applicazioni in geologia, ingegneria civile, ingegneria geotecnica, ingegneria minararia e per lo studio e la mitigazione di molti rischi ambientali, tra cui il rischio sismico, e idrogeologico. In aggiunta, costituiscono la principale metodologia per la ricerca di risorse idriche e minerarie.
Altre Informazioni:

Gli orari di ricevimento verranno stabiliti con gli studenti dopo l'inizio del corso.
Il docente lascia comunque aperta la possibilita’ di ricevimento anche al di fuori degli orari stabiliti. In ogni caso, lo studente che desideri conferire con il docente dovra’ comunicare con il docente via email al fine di programmare l’incontro.

Il corso comprende le basi matematico/fisiche, le procedure, l'applicazione sul campo e gli strumenti utilizzati nell’ambito dei metodi geofisici non invasivi maggiormente utilizzati per l’esplorazione dei pianeti del sistema solare.
In particolare, partendo dall'esperienza accumulata in decenni di sviluppo di tali metodi nel contesto dell'esplorazione terrestre, tracceremo un percorso in cui impareremo come tali metodi sono stati adattati (o potrebbero potenzialmente essere adattati) per ottenere informazioni dettagliate sulle proprietà fisiche di corpi extraterrestri.
Argomenti:
Struttura, terminologia e flusso di lavoro dei metodi geofisici.
Gravità: Leggi della gravitazione; Modelli di gravità terrestre; Sferoide e Geoide; Misure e strumentazione della gravità; Correzione delle
misurazioni della gravità e dell'anomalia della gravità; Il significato dell'anomalia gravitazionale; Isostasia; Interpretazione delle mappe gravimetriche; Anomalia della gravità da corpi di forma irregolare;
Applicazioni gravimetriche su pianeti e planetoidi.
Magnetismo: leggi fisiche fondamentali; Proprietà magnetiche e comportamento dei solidi; Isteresi magnetica; Magnetizzazione residua;
Campo magnetico da un dipolo; Il campo magnetico terrestre. Variazioni del campo magnetico terrestre; Paleomagnetismo; Metodi e strumentazione di misura magnetica; Fonti di rumore; Esempi di rilievi magnetici; Origini del campo magnetico terrestre; Rilievi magnetici su altri pianeti.
Metodi Elettromagnetici: Equazioni di Maxwell; Metodi E.M. a bassa frequenza; Elettromagnetismo nel dominio del tempo; Metodi di inversione; Metodi E.M. ad alta frequenza (Ground Penetrating Radar);
Metodi di resistività elettrica: principi di base; Sondaggi elettrici verticali;Tomografia della resistività elettrica; Polarizzazione indotta polarizzazione indotta spettrale.
Metodi sismici: teoria dell'elasticità nel continuo. Relazione sforzo-deformazione; Classificazione delle onde sismiche; Perdita di energia e divergenza sferica; Leggi di riflessione e rifrazione delle onde sismiche;
Onde della testa; “Dromocrone” di onde riflesse e rifratte; Onde superficiali; Sismica a riflessione, Sismica a rifrazione; Metodi delle onde superficiali: SPAC, SASW; MASW; SPAZIO; ESAC; Re.Mi; HVSR;
Serie e Trasformata di Fourier; Trasformate di Fourier multidimensionali; Convoluzione e correlazione; Pulse-Compression. Campionamento di segnali nel tempo e aliasing.
Teoria dell'inversione dei dati: Metodi di inversione globale stocastica; Metodi di inversione locale; Problemi mal posti e regolarizzazione.

Struttura, terminologia e flusso di lavoro dei metodi geofisici.
Gravità: Leggi della gravitazione; Modelli di gravità terrestre; Sferoide e Geoide; Misure e strumentazione della gravità; Correzione delle
misurazioni della gravità e dell'anomalia della gravità; Il significato dell'anomalia gravitazionale; Isostasia; Interpretazione delle mappe gravimetriche; Anomalia della gravità da corpi di forma irregolare;
Applicazioni gravimetriche su pianeti e planetoidi.
Magnetismo: leggi fisiche fondamentali; Proprietà magnetiche e comportamento dei solidi; Isteresi magnetica; Magnetizzazione residua;
Campo magnetico da un dipolo; Il campo magnetico terrestre. Variazioni del campo magnetico terrestre; Paleomagnetismo; Metodi e strumentazione di misura magnetica; Fonti di rumore; Esempi di rilievi magnetici; Origini del campo magnetico terrestre; Rilievi magnetici su altri pianeti.
Metodi Elettromagnetici: Equazioni di Maxwell; Metodi E.M. a bassa frequenza; Elettromagnetismo nel dominio del tempo; Metodi di inversione; Metodi E.M. ad alta frequenza (Ground Penetrating Radar);
Metodi di resistività elettrica: principi di base; Sondaggi elettrici verticali;Tomografia della resistività elettrica; Polarizzazione indotta polarizzazione indotta spettrale.
Metodi sismici: teoria dell'elasticità nel continuo. Relazione sforzo-deformazione; Classificazione delle onde sismiche; Perdita di energia e divergenza sferica; Leggi di riflessione e rifrazione delle onde sismiche;
Onde della testa; “Dromocrone” di onde riflesse e rifratte; Onde superficiali; Sismica a riflessione, Sismica a rifrazione; Metodi delle onde superficiali: SPAC, SASW; MASW; SPAZIO; ESAC; Re.Mi; HVSR;
Serie e Trasformata di Fourier; Trasformate di Fourier multidimensionali; Convoluzione e correlazione; Pulse-Compression. Campionamento di segnali nel tempo e aliasing.
Teoria dell'inversione dei dati: Metodi di inversione globale stocastica; Metodi di inversione locale; Problemi mal posti e regolarizzazione.