Corso di laurea in Scienze Geologiche (Classe delle lauree in Scienze dellaTerra)
Programma di “Geochimica”
Capitolo I – Origine degli elementi
Principi di fusione e fissione nucleare (fissione nucleare; fusione nucleare; forze nucleari; energia di legame).
Evoluzione dell’universo (il big bang e gli stadi dell’evoluzione dell’universo). Nucleosintesi (nucleosintesi
primordiale; nucleosintesi degli elementi con massa atomica fino a 56; nucleosintesi degli elementi più
pesanti). Origine di Li, Be e B.
Capitolo II – Abbondanza cosmica degli elementi
Abbondanza degli elementi nel sole. Condensazione della nebula solare primordiale. Meteoriti:
classificazione e composizione chimica delle meteoriti. Accrescimento e composizione chimica dei pianeti
del sistema solare. Composizione chimica della Terra e della Luna.
Capitolo III – Distribuzione degli elementi nella Terra primordiale
Abbondanze degli elementi nel nucleo, nel mantello e nella crosta. Composizione chimica dell’atmosfera e
dell’idrosfera. Classificazione geochimica di Goldschmidt. Distribuzione degli elementi negli equilibri
solido/liquido (coefficienti di ripartizione minerale/liquido e loro determinazione mediante l’uso di sistemi
naturali e sperimentali; diagrammi di Onuma; variazione del coefficiente di ripartizione con la pressione, la
temperatura e la composizione chimica; coefficiente di ripartizione globale). Trasferimento degli elementi dal
mantello alla crosta (fusione parziale del mantello). Modelli di fusione (fusione modale con equilibrio perfetto;
fusione frazionata di Rayleigh).
Capitolo IV – Distribuzione degli elementi nei sistemi magmatici e metamorfici
Processi di differenziazione magmatica. Variazione dell’abbondanza degli elementi durante i processi di
frazionamento solido/liquido (modelli di cristallizzazione con perfetto equilibrio e cristallizzazione frazionata).
Composizione e classificazione delle rocce ignee. Altri processi di differenziazione magmatica (assimilazione
crostale; processo AFC). Composizione chimica dei gas vulcanici e dei sublimati. Alterazione post –
deposizionale delle rocce ignee (mobilità degli elementi). Comportamento degli elementi nei processi
metamorfici e metasomatici. Esempi di applicazione di elementi in traccia (lantanidi e metalli di transizione) a
problemi petrogenetici.
Capitolo V – Distribuzione degli elementi nei sistemi acquosi
Acque continentali: alterazione chimica delle rocce (natura delle reazioni di alterazione; modificazione della
composizione chimica delle rocce; serie di alterazione dei minerali; agenti dell’alterazione chimica); reazioni
dell’alterazione chimica (dissoluzione; idratazione; ossidazione; idrolisi); alterazione dei carbonati; idrolisi dei
silicati; formazione e classificazione geochimica dei suoli; potenziali di ossidazione e diagrammi Eh/pH;
esempi di processi di ossido – riduzione nella sedimentazione. Composizione chimica delle acque fluviali,
lacustri e sotterranee.
Acque oceaniche: composizione delle acque marine; speciazione chimica nelle acque marine; tempi di
residenza; bilanci di massa; interazione delle acque di mare con le rocce; costanza della composizione
chimica delle acque oceaniche.
Capitolo VI – Elementi di Geochimica isotopica
Nuclidi radioattivi e nuclidi radiogenici. Decadimento radioattivo. Meccanismi del decadimento radioattivo.
Equazione del decadimento radioattivo. Serie di decadimento radioattivo. Applicazione del decadimento
radioattivo alla datazione radiometrica di materiali geologici. Isotopi stabili non radiogenici degli elementi a
basso numero atomico (idrogeno; ossigeno; carbonio; zolfo). Frazionamento isotopico. Meccanismi di
frazionamento isotopico. Misura e rappresentazione del frazionamento isotopico. Applicazioni degli isotopi
degli elementi a basso numero atomico (temperatura di cristallizzazione dei minerali; genesi dei fluidi
idrotermali, dei depositi minerari e del petrolio).
