Fisica Terrestre

Anno accademico 2009/2010

Programma

     Il campo gravitazionale terrestre Richiami di fisicaLegge di gravitazione universale; accelerazione gravitazionale; superficie equipotenziale.La rotazione della TerraAccelerazioni centripeta e centrifuga; le maree; accelerazioni di Eötvös e Coriolis.La forma della Terra e la gravitàLa figura della terra; potenziale gravitazionale della Terra sferica; gravità e suo potenziale; gravità normale; il geoide.Anomalie di gravitàMisure assolute e relative di gravità; i gravimetri; correzione delle misure di gravità; densità; anomalie in aria libera e di Bouguer.Interpretazione delle anomalie di gravitàAnomalie regionali e residue; separazione; modellizzazione delle anomalie di gravità; alcune importanti anomalie regionali.Geodinamica: isostasiaModelli di isostasia; compensazione isostatica; anomalie isostatiche di gravità.  Il campo magnetico Richiami di fisica del magnetismoLegge di coulomb; dipolo magnetico; magnetizzazione e campo magnetico in un materiale; proprietà magnetiche di un materiale.Magnetismo delle rocceProprietà magnetiche delle rocce; magnetismo rimanente delle rocce.GeomagnetismoCampo magnetico di origine esterna; campo magnetico di origine interna; variazioni secolari; origine del campo di dipolo; origine del campo di non-dipolo.Rilievi magnetici Magnetometri e rilevamento magnetico; riduzione delle misure di campo magnetico; anomalie magnetiche; anomalie magnetiche oceaniche.   Il campo termico Richiami di principi di termodinamica Temperatura e calore, proprietà termiche, entropia.Temperature all’interno della TerraGradiente di temperatura adiabatica; gradiente del punto di fusione.Trasporto del calore nella TerraConduzione; convezione; radiazione; equazione della conduzione.Sorgenti di calore nella TerraProduzione di calore radioattivoTrasporto di calore nelle rocceRaffreddamento di corpi rocciosi di diverse geometrieFlusso di calore terrestreFlusso continentale, oceanico, globaleModelli termiciModello del semi-spazio semi-infinito; modello della placcaStruttura termica della crosta oceanica  Sismologia dei terremoti e struttura interna della Terra Richiamo di teoria dell’elasticitàMatrice degli sforzi e delle deformazioni; costanti elastiche; elasticità interna della Terra.Onde sismicheOnde di volume; onde di superficie; oscillazioni libere della Terra.I sismografiPrincipi ed equazione del sismografo; il sismogramma.I terremotiLocalizzazione dell’epicentro; sismicità globale; analisi dei meccanismi focali ed esempi; entità dei terremoti: magnitudo, intensità, frequenza; energia rilasciata in un terremoto.Propagazione delle onde sismichePrincipi di Huygens e di Fermat; conversione delle onde P e S; riflessione a un’interfaccia orizzontale e a un’interfaccia inclinata; rifrazione all’angolo critico.Struttura della TerraRifrazioni e riflessioni all’interno della Terra; variazioni radiali delle velocità sismiche; variazioni di densità, gravità e pressione; esempi.   

Testi consigliati e bibliografia

Brown, G.C., and Mussett, A.E., La Terra inaccessibile. Scienze della Terra – 2. Patron Editore, 1985

Gasparini, P. e Montanari, M., Fisica della terra solida. Liguori, 1988

Note del corso