512168 - GEOCHRONOLOGY, TERMOCHRONOLOGY AND ENVIRONMENTAL AGE DATING

insegnamento

ID:

512168

Durata (ore):

54

CFU:

SSD:

Geochimica e vulcanologia

Anno:

2026

Periodo di attività

Secondo Semestre (01/03/2027 - 18/06/2027)

Obiettivi Formativi

Il corso approfondisce le Scienze della Terra attraverso l'uso del decadimento radioattivo come strumento cronometrico per datare eventi geologici e ricostruire la storia termica dei materiali naturali. La geocronologia e la termocronologia sono le due discipline in continua evoluzione che si occupano di questa problematica non solo in ambito puramente geologico trovando applicazioni cruciali anche nell'archeologia e nelle scienze ambientali. La geocronologia è la scienza che determina quando si sono formati i minerali e le rocce, mentre la termocronologia si concentra sulla storia termica del materiale naturale. Il recente sviluppo di nuovi metodi di datazione basati sull’interazione delle matrici geologiche con i raggi cosmici (cosmonuclidi) permettono di determinare per quanto tempo i materiali sono stati esposti alla superficie ed hanno notevoli implicazioni per le ricostruzioni geomorfologiche recenti. La geochimica isotopica risulta inoltre fondamentale per determinare l'“età” o il tempo di permanenza dell'acqua nel ciclo idrologico, che varia da mesi a oltre un milione di anni. L’uso degli isotopi permette di identificare i tassi di ricarica, i percorsi di flusso delle acque sotterranee e la vulnerabilità all'inquinamento.
Obiettivi Formativi
• Comprensione teorica: Padroneggiare i principi della geocronologia (decadimento di nuclidi a lunga vita) e della datazione di oggetti geologici recenti (isotopi radioattivi cosmogenici ed antropogenici)
• Competenze tecniche: Acquisire capacità analitiche per risolvere problemi geologici ed ambientali complessi tramite la datazione isotopica.
• Capacità critica: Valutare limiti, potenzialità e sviluppi ad alta risoluzione delle tecniche attuali.

Prerequisiti

Il corso prevede la conoscenza delle nozioni di base di Geochimica e di Idrogeologia come vengono fornite dal corso della laurea triennale in Scienze Geologiche.

Metodi didattici

Il corso si compone di lezioni frontali che comprendono la spiegazione della teoria ed esercitazioni in laboratorio per simulare un caso di studio particolare tra quelli proposti.
Il corso prevede anche una o due uscite sul terreno per assistere ai processi di campionamento.

Verifica Apprendimento

Il corso prevede un colloquio orale finale dove, oltre alla conoscenza del programma del corso, viene verificata la capacità di risolvere problemi di geocronologia e termocronologia simili a quelli illustrati durante le lezioni e le esercitazioni.

Testi

Testi di riferimento:
Petrochronology: Methods and Applications. Edited by: Matthew J. Kohn, Martin Engi and Pierre Lanari. Reviews in Mineralogy & Geochemistry Vol. 83 Copyright © Mineralogical Society of America

Testi di consultazione:
- Microstructural Geochronology: Planetary Records Down to Atom Scale. Editor(s): Desmond E. Moser, Fernando Corfu, James R. Darling, Steven M. Reddy, Kimberly Tait. First published:1 December 2017. Print ISBN:9781119227243 |Online ISBN:9781119227250 |DOI:10.1002/9781119227250 © 2018 American Geophysical Union

Contenuti

Il percorso didattico sarà suddiviso in lezioni frontali, di laboratorio e di campo e seguirà un'evoluzione logica, dalla teoria alla pratica mostrando dei casi studio pertinenti. Le lezioni frontali affronteranno i seguenti argomenti:
1. Fondamenti e Tecniche
o Introduzione alla geochimica degli isotopi radiogenici (e.g., Ar-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, Re-Os, U-Th-Pb) e alle principali metodologie analitiche (eg spettrometria di massa).
2. Datazioni di Complessi tettonico-metamorfici e magmatici:
o Applicazione dei metodi radiometrici per vincolare i percorsi Pressione-Temperatura seguiti da rocce crostali in diverse facies metamorfiche, gli eventi metasomatici di mantello e l’intrusione di rocce magmatiche a diversi livelli crostali. Si faranno esempi anche di datazioni di rocce vulcaniche recenti.
3. Datazione di giacimenti e mineralizzazioni
o Applicazione dei metodi radiometrici per vincolare la formazione di un precesso magmatico e/o metamorfico che ha portato alla formazione di un giacimento.
4. Datazione di zone di faglia
o Tecniche e approcci per vincolare la deformazione in contesti fragili e duttili.
5. Studi di provenienza dei sedimenti
o Descrizione delle tecniche e approcci migliori per ricostruire la provenienza (sorgenti di approvvigionamento) dei sedimenti nei bacini sedimentari.
6. Termocronologia e Nuclidi Cosmogenici
o Applicazioni per le ricostruzioni della storia termica di bassa temperatura dei bacini sedimentari (seppellimento ed esumazione) ed esumazione delle rocce cristalline. Applicazioni del Carbonio-14 e accenni all'uso di Berillio-10, Alluminio-26 e Cloro-36 per la datazione dell’esposizioni di superfici.
7. Datazione delle acque sotterranee e dei sedimenti
o Uso di alcuni traccianti chimici e radionuclidi per definire l’”età” di matrici ambientali recenti (acque e sedimenti). Valutazione dei tempi di residenza e della velocità di autopurificazione dalle contaminazioni antropogeniche.
Attività di laboratorio (microscopia ottica) saranno svolte come esercitazione pratica per individuare e discutere i vari approcci e metodi utilizzabili. Durante le escursioni di campo verrà mostrato come campionare in maniera corretta campioni di roccia per scopi geocronologici e termocronologici.