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.

Il libro suggerito e' (che purtroppo e' solo in Italiano):
Lezioni di geofisica applicata, di G. Santarato, N. Abu Zeid, e S. Bignardi
editore Libreriauniversitaria.it, ISBN-10 ‏ : ‎ 8862926405, ISBN-13 ‏ : ‎ 978-8862926409
This book has the perfect level of complexity for the course.

In alternativa si suggeriscono i seguenti libri in Inglese (sebbene contengano anche troppo materiale del necessario). I libri 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:

Imparare come concetti e fenomeni fisici possono essere sfruttati per sondare il sottosuolo in modo non invasivo. Comprendere la teoria e l'applicazione pratica di metodi geofisici consolidati, tra cui strumentazione, acquisizione dati, elaborazione dati e inversione dei dati; e il modo in cui questi metodi sono stati utilizzati per l'esplorazione del nostro pianeta. Scoprire come tali metodi si sono evoluti ed adattati per l'esplorazione di altri corpi celesti.
Prerequisiti:

Capacita' di risolvere integrali in una dimensione, equazioni lineari e sistemi di equazioni lineari.
Capacita' di calcolare derivate parziali
Metodi didattici:

Lezioni frontali; Dimostrazione di esempi con dati simulati; Visualizzazione dati reali ed elaborazione degli stessi tramite software open-source; Esempi di acquisizione sul campo (se strumentazione disponibile).
Modalità di verifica dell'apprendimento:

Verifica dell’apprendimento avverra’ tramite prova orale che verterà sulla verifica della conoscenza dei criteri, degli strumenti e delle tecniche geofisiche illustrate durante il corso. La valutazione sara' espressa in trentesimi
Sostenibilità:

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. Nella esplorazione spaziale, questi metodi costituiscono una risorsa indispensabile, in quanto consentono di ricavare informazioni da remoto.
Altre Informazioni:

Gli orari di ricevimento verranno decisi dopo l'inizio del corso.
Gli studenti possono richiedere di fissare un appuntamento al di fuori degli orari di ricevimento ufficiali contattando il docente via email.

Il corso comprende le basi matematiche, le procedure, l'applicazione sul campo e gli strumenti utilizzati con I metodi geofisici non invasivi. In particolare, partendo dall'esperienza accumulata in decenni di sviluppo di tali metodi nel contesto dell'esplorazione del nostro pianeta tracceremo un percorso in cui impareremo come tali metodi sono stati adattati (o potrebbero potenzialmente essere adattati) per ottenere informazioni dettagliate su le proprietà fisiche nascoste di altri 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; Implementazione di un'indagine gravimetrica; Indagini sulla gravità di altri pianeti.

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 e polarizzazione indotta spettrale; Potenziali spontanei;

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; Metodo della riflessione sismica; Metodo sismico a rifrazione; Metodi delle onde superficiali: SPAC, SASW; MASW; SPAZIO; ESAC; Re.Mi; HVSR;

Teoria delle serie di Fourier e della trasformata di Fourier: teoria; Trasformate di Fourier multidimensionali; Convoluzione e correlazione; Campionamento e aliasing del segnale; Esempi.

Teoria dell'inversione dei dati: introduzione; Inversione lineare; Regressione multiparametrica; Metodi di inversione globale stocastica; Metodi di inversione locale; Problemi mal posti e regolarizzazione di Tickhonov; Metodo di Gauss-Newtom; Inversione non lineare; Il metodo di Occam.

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; Implementazione di un'indagine gravimetrica; Indagini sulla gravità di altri pianeti.

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 e polarizzazione indotta spettrale; Potenziali spontanei;

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; Metodo della riflessione sismica; Metodo sismico a rifrazione; Metodi delle onde superficiali: SPAC, SASW; MASW; SPAZIO; ESAC; Re.Mi; HVSR;

Teoria delle serie di Fourier e della trasformata di Fourier: teoria; Trasformate di Fourier multidimensionali; Convoluzione e correlazione; Campionamento e aliasing del segnale; Esempi.

Teoria dell'inversione dei dati: introduzione; Inversione lineare; Regressione multiparametrica; Metodi di inversione globale stocastica; Metodi di inversione locale; Problemi mal posti e regolarizzazione di Tickhonov; Metodo di Gauss-Newtom; Inversione non lineare; Il metodo di Occam.