UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BARI
Facoltà di Scienze
Corso di Laurea in SCIENZE GEOLOGICHE
PROGRAMMA DI FISICA TERRESTRE ==== A.A. 2011-2012
Prof. Gildo CALCAGNILE
SISMOLOGIA.
TEORIA DELL'ELASTICITA’ = ONDE SISMICHE. Caratteristiche elastiche e anelastiche dei
materiali. Sforzi e deformazioni. Relazioni tra sforzi e deformazioni. Costanti elastiche.
Equazioni del moto. Onde sismiche.
PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE NELL'INTERNO DELLA TERRA. Onde
longitudinali (P) e trasversali (S, SV, SH). Velocità di propagazione delle onde P ed S e loro
relazione con la densità. Onde superficiali di Rayleigh e di Love, dispersione. Localizzazione di un
terremoto. Sismografi e sismogrammi. Scale di intensità. Magnitudo ed energia. Origine dei
terremoti. Meccanismo sismico focale. Asperità e barriere. Soluzione del piano di faglia..
Attenuazione delle onde sismiche. Fattore di Qualità Q. Principio di Huyghens. Principio di
Fermat. Riflessione e rifrazione delle onde sismiche. Onde coniche. Dromocrona delle onde
dirette. Sismologia a riflessione: su interfaccia orizzontale ed inclinata. Sismologia a rifrazione:
modello a due strati; modello multi strato; strato inclinato. Terra a strati sferici concentrici:
parametro del raggio. Travel time in funzione della distribuzione di velocità v(r); dromocrona per
una terra sferica nel caso di terremoti vicini. Equazione d’inversione. Applicazione dell’equazione
d’inversione: casi particolari (diminuzione della velocità con la profondità, aumento rapido della
velocità con la profondità).
SISMICITA’ = STRUTTURA DELL'INTERNO DELLA TERRA. Sismicità della Terra e teoria
della tettonica a zolle. Litosfera, Astenosfera. Onde sismiche e struttura dell’interno della Terra.
Crosta, mantello, nucleo. Variazione della velocità delle onde sismiche e dei parametri elastici con
la profondità. Differenza delle strutture continentali/oceaniche, variazioni laterali. Equazione di
Adams-Williamson: variazione della densità e della gravità con la profondità. Ultimi modelli
globali della struttura dell’interno della Terra. Variazioni al passaggio mantello/nucleo, indicazioni
di laboratorio. Risultati topografici. Oscillazioni libere. Previsione e prevenzione sismica;
precursori sismici.
GRAVIMETRIA.
LA GRAVITA’ DELLA TERRA. La legge di Newton della gravitazione universale. Rotazione
terrestre. Sistemi non inerziali. Forza centrifuga. Forza di gravità. Campo e potenziale di gravità.
FORMA E DIMENSIONI DELLA TERRA. Forma reale della Terra. Geoide, sferoide, ellissoide.
Equazione dello sferoide. Schiacciamento dello sferoide. Momento d’inerzia rispetto all'asse
polare e variazione della densità con la profondità. Elliticità dinamica e schiacciamento dello
sferoide. Gravità sullo sferoide. Teorema di Clairaut. Ellissoide di riferimento. Gravità normale.
Formula Internazionale di Riferimento della gravità. Geoide dei satelliti.
RIDUZIONE E INTERPRETAZIONE DELLE OSSERVAZIONI DI GRAVITA'. Riduzione in
aria libera. Correzione di Bouguer. Correzione topografica. Anomalie di Bouguer: definizione e
significato fisico. Separazione delle anomalie gravimetriche. Interpretazione qualitativa e
quantitativa delle anomalie di Bouguer.
TEORIA DELL'ISOSTASIA. La scoperta dell'isostasia. Ipotesi di Airy e ipotesi di Pratt.
Anomalie isostatiche. Compensazione isostatica e movimenti crostali verticali. Tests dell'isostasia.
Isostasia e struttura crostale.
MAREE TERRESTRI. Forza di marea. Attrito di marea e suoi effetti. Dondolio di Chandler.
LA MISURA DELLA GRAVITA'. Misura assoluta e relativa.
Taratura dei gravimetri e costante di scala. Deriva.
Gravimetri lineari e astatici.
MAGNETISMO TERRESTRE
IL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE. Generalità. Elementi del campo magnetico terrestre.
Campo dipolare e campo non dipolare. Variazione secolare e deriva verso ovest. Variazioni
temporali del campo magnetico terrestre e determinazione della conducibilità elettrica nell'interno
della Terra. Origine del campo magnetico terrestre.
PALEOMAGNETISMO. Magnetizzazione delle rocce: magnetizzazione termoresidua,
magnetizzazione detritica, magnetizzazione chimica. Archeomagnetismo e variazione secolare.
Poli paleomagnetici e ipotesi del dipolo assiale. Inversioni del campo magnetico terrestre.
Migrazione dei poli e deriva dei continenti. Anomalie magnetiche marine ed espansione dei fondi
oceanici: l'ipotesi di Vine-Matthews.
LA MISURA DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE. Magnetometri a protoni.
ESERCITAZIONI di sismologia, gravimetria e magnetismo.
TESTO CONSIGLIATO.
W. LOWRIE: Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. Seconda Edizione, 2007
1.1.1 ALTRI TESTI DI CONSULTAZIONE
C.M.R. FOWLER. The solid Earth. Cambridge University Press. Seconda Edizione, 2005
F. D. STACEY: Physics of the Earth. BrookField Press, Brisbane, 1992
N.H. SLEEP – K. FUJITA: Principles of Geophysics. Blackwell Science, 1997
ORARIO DI RICEVIMENTO:
Lunedì:
Ore 11-13
Martedì: Ore 11-13
Mercoledì: Ore 09-11
TEL.: 080-5442579/59
e-mail: [email protected]
