B029152 (B093) - CICLI GEOCHIMICI E DINAMICA DEI SISTEMI COMPLESSI 2019-2020
Topic outline
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Introduzione al corso e ruolo della Geochimica nell'ambito delle Scienze della Terra. Origine degli elementi chimici e loro classificazione geochimica. Abbondanza degli elementi nell'universo.
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Origine degli elementi e processi di nucleosintesi.
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Il ciclo CNO (H. Bethe). Il diagramma dell'abbondanza degli elementi nell'universo.
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La nascita della Geochimica come disciplina nel corso del tempo e dello sviluppo del pensiero scientifico.
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Ruolo della Geochimica nelle problematiche contemporanee. Concetto di background e baseline.
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L'origine dell'Universo. Evidenze dalla teoria del big-bang. La formazione ed evoluzione delle stelle. Classificazioni geochimiche degli elementi. Le meteoriti loro natura e composizione.
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La tavola periodica degli elementi dal punto di vista della Geochimica. Le modifiche alla classificazione degli elementi proposta dal Goldschmidt. Il ruolo del potenziale ionico.
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Il ruolo della termodinamica per lo studio dei processi geochimici nell'ambiente superficiale. Geochimica della fase gassosa. Geochimica della fase acquosa.
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Legge di Henry e Legge di Raoult. Soluzioni ideali e non ideali.
Diagrammi di stabilità dei minerali. Diagrammi di attività, fugacità, diagrammi Eh-pH.
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Valutazione delle misure sperimentali. Accuratezza, precisione, legge di propagazione dell'errore. Cifre significative. Misure di tendenza centrale e variabilità. Costruzione di istogrammi e diagrammi a scatola. Analisi bivariata. La distribuzione di Gauss come modello per la descrizione della variabilità dei sistemi geochimici.
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Il database FOREGS e l'analisi delle acque di fiume (stream) a scala Europea. Analisi descrittiva dei dati con il software R. Realizzazione di "scripts" per la gestione di un proprio set di dati.
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Approfondimento sullo studio della distribuzione di frequenza dei dati. Il significato della distribuzione normale, lognormale e a code pesanti nello studio dei processi geochimici.
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Dinamica dei sistemi complessi. Esempi di applicazione per i sistemi naturali.
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Applicazione dei concetti della termodinamica a casi studio reali. Cicli geochimici e dinamica dei sistemi complessi.
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Articoli da scegliere (1) per la discussione nel corso dell'esame finale.
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Materiale di supporto per lo studio non esaustivo a coprire gli argomenti trattati. Per i libri consigliati fare riferimento al Syllabus.