Obiettivi Formativi

Conoscenza dei processi fisici che generano il vulcanismo in Italia e nel mondo; Familiarità con i principali stili eruttivi e conoscenza della nomenclatura; Familiarità con la scala di magnitudo delle eruzioni vulcaniche esplosive (Volcanic Explosive Index VEI); Conoscenza di base delle tecniche di monitoraggio vulcanico; Conoscenza delle tecniche per la valutazione del rischio vulcanico.

Learning Goals

Knowledge of the physical processes that generate volcanism in Italy and in the world; Familiarity with major eruptive styles and knowledge of nomenclature; Familiarity with the scale of magnitude of explosive volcanic eruption (Volcanic Explosive Index VEI); Basic knowledge of volcanic monitoring techniques; Knowledge of techniques for volcanic risk assessment.

Metodi didattici

Lezioni frontali

Teaching Methods

Lectures

Prerequisiti

conoscenze di base di Geologia Generale e Petrologia

Prerequisites

basic knowledge of Geology and Petrology

Verifiche dell'apprendimento

Esami orali con voto

Assessment

Oral Test

Programma del Corso

Cosa sono i Vulcani; Proprietà fisiche dei magmi: Temperatura, densità e viscosità dei magmi; Viscosità cinematica; Fattori che influenzano la viscosità; Solubilità dei volatili nei magmi. Composizione dei magmi e delle rocce vulcaniche: La Norma; Saturazione in SiO2 e Al2O3, Alcalinità, Indice di colore, Indice di differenziazione; Minerali delle rocce ignee effusive. Genesi dei magmi e meccanismi di risalita: Struttura interna della Terra; Genesi dei magmi; Risalita dei magmi nel mantello e nella crosta. Evoluzione dei magmi: Cristallizzazione frazionata; Mixing; Assimilazione; Geochimica di alcuni elementi di importanza geologica. Classificazione delle rocce vulcaniche e loro nomenclatura: Strutture e classificazione su campioni a mano; Classificazione di laboratorio. Serie magmatiche e ambiente geodinamico: Le serie magmatiche subalcanile e alcaline; le serie transizionali; Relazioni tra magmatismo e geodinamica. Il magmatismo nel quadro della tettonica globale: Magmatismo di margini divergenti e convergenti; Magmatismo intraplacca e Hot Spots. Le eruzioni effusive: Colate basiche subaeree; Plateaux basaltici; Colate basiche sottomarine; eruzioni effusive di magmi viscosi; Duomi lavici. Le eruzioni esplosive: Interazione acqua-magma; La classificazione delle eruzioni esplosive; Indice di esplosività vulcanica (V.E.I.); La colonna eruttiva; Ricaduta e dispersione di particelle da colonne eruttive; colate piroclastiche; surges piroclastici. Classificazione delle eruzioni: Eruzioni Hawaiiane e Stromboliane; Eruzioni Vulcaniane; Eruzioni subpliniane e Pliniane; Eruzioni Surtseyane e Freatomagmatiche. Rischio Vulcanico: Previsione delle eruzioni a medio-lungo termine; Previsioni a breve termine: lattività di sorveglianza; Considerazioni generali su pericolosità e rischio vulcanico; Pericolosità e Rischio dei vulcani attivi italiani; Il vulcanismo in Sicilia: Etna, Stromboli, Vulcano. Geochimica Isotopica: Geochimica degli isotopi stabili; Geochimica degli isotopi dell’Ossigeno; Geochimica degli isotopi del Carbonio; Geochimica degli isotopi dello Zolfo; Geochimica degli isotopi radioattivi: Sistema Potassio-Argon; Sistema Rubidio-Stronzio; Sistema Uranio-Torio-Piombo; Sistema Radiocarbonio; Applicazioni della geochimica degli isotopi radioattivi in petrologia; Isotopi dello Stronzio; Isotopi del Neodimio; Isotopi del Piombo; L’utilizzo degli elementi in tracce come traccianti geodinamici. Procedure analitiche: Campionatura; Trattamento dei campioni; Tecniche analitiche; Fluorescenza X (XFR); Attivazione neutronica (INAA); Spettrometro di emissione al plasma (ICPS); Assorbimento atomico (AAS); Spettrometro di massa; Microsonda elettronica; Microsonda ionica; Errori analitici; Scelta della tecnica analitica più appropriata; Errori nelle analisi geochimiche; Contaminazione; Calibrazione; Sovrapposizione di picchi.

Course Syllabus

What are Volcanoes; Physical properties of magmas: temperature, density and viscosity of magmas; Kinematic viscosity; Factors influencing viscosity; Solubilities of volatiles in magmas. Composition of magmas, and volcanic rocks: the Norm CIPW; Saturation in SiO2 and Al2O3, alkalinity, Color Index (C.I.), Differentiation Index (D.I.); Minerals of igneous extrusive rocks. Magma genesis and ascent mechanisms: internal structure of the Earth; Genesis of magmas; Upwelling of magma in asthenosphere and lithosphere. Evolution of magmas: fractional crystallization; Mixing; Assimilation; Geochemistry of some elements of geological importance. Classification of volcanic rocks and their nomenclature. Magmatic series and geodynamic setting: The subalcanile and alkaline magmatic series; Transitional series; Relationships between magmatism and geodynamics. The magmatism in the context of global tectonics: Magmatism of divergent and convergent margins; Intraplate magmatism and Hot Spots. The effusive eruptions: basaltic subaerial lava flows; Basaltic Plateaux; submarine lava flows; effusive eruptions of viscous magmas; Lava domes. The explosive eruptions: magma-water interaction; Volcanic Explosivity Index (V.E.I.); The eruptive column; the fallout and dispersion of particles from eruptive columns; pyroclastic flows; pyroclastic surges. Strombolian and Hawaiian eruptions; Vulcanian eruptions; Subplinian and Plinian eruptions; Surtseyan and Phreatomagmatic eruptions. The Volcanic Risk: Eruption forecasting medium to long-term; Short term forecast: surveillance activity; General considerations on volcanic hazard and risk; Hazard and risk of active Italian volcanoes; Volcanism in Sicily: Etna, Stromboli, Vulcano. Isotopic Geochemistry: Geochemistry of stable isotopes; Geochemistry of oxygen isotopes; Geochemistry of carbon isotopes; Geochemistry of sulfur isotopes; Geochemistry of radioactive isotopes: Potassium-Argon System; Rubidium-Strontium system; Uranium-Torio-Lead system; Radiocarbon System. Applications of the radioactive isotopes geochemistry in petrology; Isotopes of Strontium; Isotopes of the Neodymium; Isotopes of Lead. The use of trace elements as geodynamic tracers. Analytical procedures: Sampling; Sample treatment. Analytical techniques: Fluorescence X (XFR); Neutron activation (INAA); Plasma emission spectrometer (ICPS); Atomic absorption (AAS); Mass spectrometer; Electronic microprobe; Ionic microprobe. Analytical errors. Choice of the most appropriate analytical technique; Errors in geochemical analyzes; Contamination; Calibration; Overlap of peaks.