ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FISICA DEL VULCANISMO | GEO/08 | LEZIONI | 56 |
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Acquisizione di conoscenza critica analitica e sintetica delle caratteristiche del magma e dei serbatoi magmatici, dei processi fisici della risalita del magma nel condotto, della frammentazione e delle dinamiche esplosive. Saranno illustrati i meccanismi di sedimentazione delle particelle vulcaniche nei depositi da caduta e da corrente di densità piroclastica. Una parte sarà dedicata al monitoraggio vulcanico, al rischio e alla gestione delle emergenze vulcaniche in Italia e nel mondo.
Acquisition of analytical and critical knowledge of the main characteristics of magma and magmatic reservoirs, of physical processes of magma ascent along the condiut, of magma fragmentation and of explosive dynamics. Tephra sedimentation mechanisms during fallout and pyroclastic density current will be illustrated. Volcano monitoring, risk and crises management in italy and worldwide will be also presented.
La verifica delle conoscenze verterà sulla capacità di discussione di argomenti trattati nelle lezioni frontali.
The student will be required to discuss the topics presented during the course with an oral final exam.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di comprendere le cause e gli effetti dei fenomeni vulcanici, conn particolare riferimento a quelli esplosivi.
Lo studente potrà acquisire la capacità di valutare criticamente le informazioni riportate nella letteratura in relazione ai principali fenomeni vulcanici.
Durante le lezioni gli studenti saranno stimolati a porsi quesiti e a formulare possibili risposte in relazione agli argomenti trattati.
Nozioni di base di Matematica, Chimica, Fisica Generale; nozioni di Mineralogia, Petrografia, Geochimica, Vulcanologia generale.
Delivery: face to face
Attendance: advised
Learning activities:
Teaching methods:
LE PROPRIETA' CHIMICO-FISICHE DEI MAGMI
CARATTERISTICHE GENERALI DEL MAGMA
CARATTERISTICHE CHIMICHO-FISICHE E REOLOGICHE
Densità, viscosità (fluidi Newtoniani e di Bingham, yield strength, parametri che controllano la viscosità)
Composizione chimica del fuso, contenuto in cristalli, ruolo dei volatili, temperatura e pressione
Solubilità dei gas nei magmi
CAMERE MAGMATICHE E RISALITA DEI MAGMI
GEOMETRIE DEI SERBATOI MAGMATICI
METODI PER L’IDENTIFICAZIONE DEI SERBATOI MAGMATICI
Metodi di indagine geologici-petrologici
Metodi geofisici. Modello di Mogi. First e second boiling
LE ERUZIONI
L'ENERGIA DELLE ERUZIONI
IL PROCESSO ESPLOSIVO
Parametri fisici che controllano la formazione di colonne eruttive
Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche
Prodotti di ricaduta: caratteri sedimentologici e tipi di deposito
Introduzione alla modellistica fisica
Modelli di plume vulcanici
Modelli di generazione e dispersione
COLONNA ERUTTIVA E DINAMICA DELLA COLONNA ERUTTIVA
PARAMETRI FISICI
Altezza massima della colonna, flusso di massa
Stabilità della colonna eruttiva
DISPERSIONE DEI TEFRA
Strong vs. weak plumes. Flusso bloccato
ATTIVITA’ VULCANIANA
DINAMICA FISICA DEL MATERIALE BALISTICO
Forza di drag, coefficiente di drag
Modello generale per l'attività vulcaniana
DEPOSITI VULCANICI E CLASSIFICAZIONE DELLE ERUZIONI
SCHEMI DI CLASSIFICAZIONE DELLE ERUZIONI
INTENSITA’ E MAGNITUDO
Isopache e isoplete. Il concetto di clasto massimo. Trattamento dei dati
Modelli per il calcolo del volume (log-normale, power law, Weibull)
I DEPOSITI DI FLUSSO PIROCLASTICO
Ignimbriti e surge piroclastici
Flussi piroclastici turbolenti e laminari: concentrazione, velocità e proprietà reologiche
Meccanismi di sostegno e trasporto: fluidizzazione e turbolenza
Meccanismi di deposizione: depositi en masse e depositi aggradazionali
LA PERICOLOSITÀ E IL RISCHIO VULCANICO
LA DEFINIZIONE DEL RISCHIO VULCANICO
I vulcani attivi italiani: storia e meccanismi eruttivi, evento massimo atteso e pericolosità. Vesuvio, Campi Flegrei, Etna, Vulcano
Stromboli: dinamica dell’attività attuale e pericolosità associata
LA CENERE VULCANICA
I problemi connessi alla cenere vulcanica
I casi di Soufrière Hills (Montserrat), Eyjafjallajökull (Islanda) e Puyehue-Cordon Caulle (Cile)
IL MONITORAGGIO VULCANICO
SISTEMI DI MONITORAGGIO, SEGNALI E PARAMETRI
SISTEMI DI MONITORAGGIO, SEGNALI E PARAMETRI
Cenni su sismologia, acustica, deformazioni, geochimica, termico
Casi studio di Stromboli e Etna
The course aims to analyze from a physical point of view the volcanic process, from the ascent of the magma to the eruptive phase, together with the related hazard/risk. Topics related to the management of volcanic crises and the monitoring of active volcanoes will be also addressed.
Sigurdsson et alii, 2015 Encyclopedia of Volcanoes - second edition, Oxford University Press
Parfitt and Wilson, 2008 Fundamentals of physical volcanology, Blackwell Publishing
Fagents, Gregg, Lopes, 2013 Modeling Volcanic Processes. The Physics and Mathematics of Volcanism, Cambridge University Press
Sigurdsson et alii, 2015 Encyclopedia of Volcanoes - second edition, Oxford University Press
Parfitt and Wilson, 2008 Fundamentals of physical volcanology, Blackwell Publishing
Fagents, Gregg, Lopes, 2013 Modeling Volcanic Processes. The Physics and Mathematics of Volcanism, Cambridge University Press
Esame finale, costituito da discussione di argomenti trattati nelle leziuoni frontali.
