Contenuto principale della pagina Menu di navigazione Modulo di ricerca su uniPi Modulo di ricerca su uniPi

GEOFISICA DI ESPLORAZIONE E APPLICATA

Corso di laurea magistrale

Piano di Studi


Primo anno

  • Laboratory of seismic data processing and field campaign (6 cfu)


  • Laboratory of digital data processing (6 cfu)

    • : Il corso mira a far acquisire agli studenti capacità operative nell’utilizzo di strumenti numerici per l’elaborazione di dati geofisici. Gran parte del corso è dedita ad esercitazioni di laboratorio con lo strumento informatico Matlab su dati sintetici e reali. Al termine del corso lo studente avrà le capacità di sviluppare codici in Matlab tali da rappresentare dati geofisici e da risolvere semplici problemi numerici. Soprattutto avrà le conoscenze necessarie per poter intraprendere in autonomia ulteriori approfondimenti.


  • Exploration Seismology and Introduction to Well-Logs (9 cfu)

    • 1ma PARTE, Introduzione alla Rock Physics e well logs:
      Relazioni sperimentali fra proprietà petrofisiche e conseguenti proprietà fisiche (soniche, elettriche, radioattive)
      • Introduzione ai principali log geofisici in pozzo: Spontaneous Potential, Normal e Inverse Resistivity, Focused Resistivity, Micro Resistivity, Induction, Standard Sonic, Array Sonic, Borehole Acoustic Televiewer, Gamma Ray, Formation Density, Neutron, Formation MicroScanner, Caliper.
      • Esempi di log geofisici applicati alla ricerca per acqua, per idrocarburi, alla ricerca geotermica e a tematiche ambientali.
      • Criteri base di interpretazione ed esempi di interpretazione integrata.

      2da PARTE, Sismologia a riflessione
      • Sistema acustico: pressione, velocità, spostamenti, equazione d'onda, impedenza acustica.
      • Richiami di teoria dei segnali: sistema lineare, convoluzione, campionamento 1D e 2D, teorema di Shannon-Nyquist, Analisi di Fourier, cross-correlazione e auto-correlazione, cenni sulla trasformata Z.
      • Elementi di acquisizione dati: sensori e sorgenti di energia terrestri e marine, stendimenti di acquisizione 2D, principi della sorgente vibroseis, teoria dagli array, copertura multipla. Esempi di registrazioni reali eseguite per obiettivi superficiali (geologia applicata, ingegneria) e per obiettivi profondi (idrocarburi, geotermia, studi crostali).
      • Tempi di transito e ampiezze dei segnali sismici: dromocrone per eventi diretti, riflessi, rifratti e diffratti. Dimostrazione del Dix-Al Chalabi. Partizione dell’energia sulle interfacce. Spreading geometrico del fronte d’onda, assorbimento (fattore di qualità Q), perdite per trasmissione.

      Elaborazione numerica dei segnali sismici.
      • Operazioni preliminari: fitraggio editing, designature, correzioni statiche, geometrical Spreading e recupero delle ampiezze.
      • Deconvoluzione: filtraggio inverso, filtro inverso ai minimi quadrati (filtro di Wiener), deconvoluzione predittiva, spiking e shaping.
      • NMO e STACK: ragguppamento in CMP, analisi di velocità di stack, pannello di semblance, correzione di normal move out. Stack.
      • Filtraggio bidimensionale in dominio f-k.
      • Cenni sulla Migrazione: principio della migrazione temporale di orizzonti sismici, swinging circles e collapsing hyperbolas, migrazione di Kirchoff.

      Esempi di dati e immagini sismiche relative a bacini sedimentari (Mare del Nord, Pianura Padana e Mar Adriatico), ad aree di catena e a problematiche di ingegneria e geotecnica.

  • Attività seminariale (1 cfu)


  • 6 cfu a scelta nel gruppo AFF2

    • Affini e integrative
    • Radar Geomorphology (6 cfu)

      • Obiettivi: Il corso si propone di fornire agli studenti i principi base del funzionamento del Ground Penetrating Radar (GPR) , delle tecniche di processamento dati e delle applicazioni nei principali ambienti geomorfologici. Le applicazioni, dopo un inquadramento teorico, saranno illustrate attraverso la documentazione di casistiche reali. Sono previste esercitazioni pratiche di utilizzo del GPR e di elaborazione dati. Descrizione: Principi elettromagnetici del Ground Penetrating Radar (GPR). Proprietà elettriche e magnetiche di rocce, suoli e fluidi. Risoluzione verticale ed orizzontale, dip-displacements, diffrazioni e riflessioni out-of-line. Cause delle riflessioni GPR nei sedimenti. Ricostruzione della struttura interna dei depositi clastici. Facies radar. Processamento dei dati GPR. Applicazioni del GPR nell'ambiente eolico, costiero, fluviale e glaciale. GPR e permafrost. GPR e tettonica attiva. Utilizzo del GPR per la ricostruzione della fratturazione di materiali geologici.
    • Complements on Electromagnetisms and Optic (3 cfu)

      • Equazioni di Maxwell nel vuoto. Equazione d'onda, onde planari, polarizzazione. Radiazione da dipolo, onde sferiche. Radiazione termica. Leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien. Polarizzazione dielettrica, magnetizzazione e leggi di Maxwell nella materia. Meccanismi di polarizzazione, costante dielettrica in funzione della frequenza, dispersione e indice di rifrazione. Leggi di Snell e Fresnel, riflessione interna totale, angolo di Brewster. Introduzione all'ottica geometria e agli strumenti ottici. Diffrazione e interferenza. •
    • Signal theory for Geophysics (6 cfu)

      • Nel corso viene affrontata la rappresentazione dei segnali continui nel dominio della frequenza (trasformata di Fourier) ed esaminata la possibilità di convertire un segnale analogico in uno discreto per mezzo dell’operazione di campionamento. Si procede con la caratterizzazione dei sistemi lineari e tempo-invarianti, attraverso la risposta impulsiva e quella in frequenza. Viene poi introdotta la teoria assiomatica della probabilità, per poter affrontare lo studio dei processi aleatori, della loro caratterizzazione spettrale e della elaborazione attraverso sistemi lineari. L’obiettivo è quindi di mettere gli allievi in grado di avere familiarità con l’analisi spettrale dei segnali, con i modelli probabilistici fondamentali, e di applicare la teoria dei processi aleatori alla estrazione di informazioni utili da dati rumorosi.
    • Sistemi di telerilevamento ambientale (6 cfu)


    • Metodi e tecnologie per il telerilevamento (6 cfu)


    • Economic Geology (6 cfu)

      • Minerali e rocce come fonte di materie prime. Minerali industriali e minerali metallici, minerale di cava e minerale di miniera. Risorse e riserve. Minerali "critici". Terminologia specialistica del settore. Le materie prime minerali essenziali per l’economia europea; le risorse minerarie italiane. Fattori di competenza della geologia che rendono un giacimento di minerali industriali o metallici economicamente rilevante. La classificazione dei depositi minerari. Processi geologici che determinano lo sviluppo di concentrazioni di risorse minerali d’interesse economico: processi magmatici, magmatico-idrotermali, idrotermali, sedimentari, supergenici. Principali tipi di depositi di minerali metallici e industriali con casi di studio: depositi a minerali metallici in complessi intrusivi ed effusivi basici e ultrabasici; i giacimenti diamantiferi; pegmatiti e apliti; skarn; i sistemi porphyry copper e IOCG, i depositi epitermali; depositi VMS, Sedex, Mississippi Valley-type; Carlin-type; depositi placer, depositi in rocce residuali, depositi legati a processi supergenici. Metodi d’indagine: caratteri macroscopici, microstrutturali, geochimici e mineralogici delle rocce mineralizzate e delle facies di alterazione associate; inclusioni fluide, geotermometria e geobarometria. Principi dell’esplorazione mineraria e del recupero del minerale,
    • Underwater systems (6 cfu)

      • L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire conoscenze integrative nel campo delle tecnologie per l’esplorazione geofisica in ambiente subacqueo. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire conoscenze riguardanti la propagazione e le comunicazioni acustiche subacquee, la strumentazione per l’esplorazione del fondale marino (side-scan sonar, ecoscandagli a fasci, sub-bottom profilers, …), i sistemi automatici di raccolta dati, inclusi i robot subacquei autonomi o semi autonomi. L’insegnamento intende sviluppare negli studenti le capacità di pianificare, condurre e interpretare i risultati di sperimentazione geofisica in mare; in particolare, si intende sviluppare la capacità di scelta critica della strumentazione e del suo impiego relativamente all’obiettivo della sperimentazione. L’insegnamento ha l’obiettivo di rendere gli studenti consapevoli delle problematiche, dei limiti fisici e dei necessari compromessi nelle prestazioni dovuti alla complessità ed ai vincoli della sperimentazione in ambito marino. In particolare, si intende sviluppare un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed impiego della strumentazione oceanografica.
    • Geoarchelogy and Geophysical Techniques (3 cfu)

      • Programma del corso Introduzione alla Geoarcheologia: tra ricerca archeologica e Scienze della Terra; l’Archeometria. Rapporti tra i resti della cultura materiale e il contesto ambientale; tecniche scientifiche per lo studio e la tutela dei Beni culturali. Il concetto di tempo in Archeologia e Geoarcheologia. Tecniche per la misura del tempo: tecniche incrementali e tecniche radiometriche. La stratigrafia archeologica: concetto di unità stratigrafica, il sistema Harrisiano. L’attività antropica come generatrice di stratigrafie. Tecniche di scavo e di esplorazione geofisica. Concetto di sito archeologico: esplorazione, diagnosi, documentazione, tecniche di campo ed analisi di laboratorio per l’identificazione dei processi di formazione dei siti archeologici.Il quadro paleoclimatico di riferimento: le variazioni climatiche del Quaternario, con particolare riguardo a quelle dell’Olocene.I siti archeologici come archivi per la storia dell’ambiente e delle comunità antropiche. Il paesaggio archeologico. Tecniche geomorfologiche, remote sensing e GIS per la ricostruzione dei paesaggi del passato. Geoarcheologia dell’impatto antropico. Geoarcheologia applicata alla valutazione, alla valorizzazione ed alla protezione del patrimonio archeologico. Casi di studio. Obiettivi formativi Riconoscimento di siti archeologici, principi di stratigrafia archeologica, rapporti uomo-ambiente e loro evoluzione nel tempo; conoscenza delle principali tecniche d’indagine geoarcheologica.
    • Big data analysis in Geophysics (6 cfu)

      • Il processo di decisione nell’industria della geofisica di esplorazione e’ basato su una quantità sempre crescente di dati che provengono da una vasta gamma di indagini, come i dati sismici, i dati geologici, di pozzo, esperienze pregresse di successo e di insuccesso, decisioni prese in passato e cosi’ via. Questo corso fornisce allo studente alcuni dei metodi e dei principi che possono essere applicati per correlare e paragonare le varie sorgenti di informazione presenti in questi dati di grandi dimensioni (big data) onde valutare le decisioni piu’ appropriate da intraprendere.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo CGF2

    • Discipline caratterizzanti geofisiche
    • Laboratory of geophysical data acquisition and processing (6 cfu)

      • • Questo corso fornisce agli studenti le conoscenze necessarie per acquisire ed elaborare dati di elettrica, dati elettromagnetici (IP e GPR) e gravimetrici. Consiste in alcuni giorni di lavoro in campagna con la strumentazione di acquisizione per la registrazione dei dati. In campagna i principali aspetti sul controllo di qualità dei dati sono illustrati. I dati acquisiti sono quindi elaborati in laboratorio con software appropriati alle diverse metodologie al fine di costruire la corrispondente sezione finale adatta per l’interpretazione.
    • Geophysical Well-Logs (6 cfu)

      • Conseguimento delle conoscenze di base relative (i) ai principali parametri petrofisici per la descrizione delle rocce del sottosuolo ed (ii) alle misure in pozzo atte ad effettuarne una stima accurata. Conoscenza adeguata della terminologia tecnica utilizzata in questo contesto. Proprietà fisiche delle rocce in sottosuolo (temperatura, densità, resistività, ecc.), le loro proprietà petrofisiche (porosità, permeabilità, saturazione in fluidi) e loro relazioni. Relazioni tra resistività, porosità e saturazione in acqua: le relazioni di Archie. Generalità sui log geofisici e loro principali applicazioni petrofisiche e geologiche. Generalità sui problemi operativi, loro impatto sulla qualità delle misure in pozzo e sulle incertezze nei risultati della interpretazione quantitativa (risoluzione verticale, profondità di investigazione, invasione del filtrato del fango, scavernamenti, ecc.). Principali strumenti di Open Hole Logging per la determinazione della litologia (Potenziale Spontaneo, Gamma Ray e Gamma Ray Spectrometry), di resistività (dispositivi galvanici, induttivi e a propagazione di onde elettromagnetiche), di porosità (Density e Neutron log, log acustici e di Risonanza Magnetica Nucleare) con illustrazione dei loro principi di funzionamento, il loro campo di applicazione ed eventuali limitazioni; le tecniche di correzione degli effetti ambientali e di interpretazione qualitativa/quantitativa. I log di immagine elettriche ed acustici
    • Potential field methods in Applied Geophysics (6 cfu)

      • Questo corso si focalizza sull’applicazione di metodi di potenziale nella geofisica ambientale e nell’idrogeofisica ed anche nelle differenti aree della geofisica applicata. Sono descritte teoria e applicazioni del metodo gravimetrico e del metodo magnetico per studi ambientali e a più ampia scala, e le proprietà geofisiche che caratterizzano la prospezione gravimetrica e magnetica; Sono illustrate le procedure di campagna per la realizzazione delle indagini gravimetrica e magnetica e per l’interpretazione dei risultati.
    • Seismic Interpretation (6 cfu)

      • Il corso discute l'espressione geologica e sismica degli stili strutturali comuni nelle impostazioni di estensione, sale, compressione, sciopero e inversione. Verranno presentate caratteristiche caratteristiche associate a ciascuno di questi stili, che possono essere utilizzate per interpretare le strutture. Esempi sismici di produzione di strutture da numerosi bacini in tutto il mondo vengono utilizzati per illustrare gli stili comuni e la loro espressione sismica. Vengono discusse le principali insidie ''nell'interpretazione sismica e strutturale. Verranno discusse le tecniche di bilanciamento e di restauro utilizzate per convalidare interpretazioni strutturali. I set di problemi forniscono esperienza pratica nell'interpretazione di strutture complesse utilizzando dati sismici e geologici.
    • Electric and electromagnetic prospection methods (6 cfu)

      • In questo corso lo studente acquisirà le conoscenze relative ai metodi elettrici ed elettromagnetici comunemente impiegati nella geofisica applicata. Le metodologie descritte includono VES, CST, tomografia elettrica, polarizzazione indotta sia nel tempo che nelle frequenze, indagini elettromagnetiche avio trasportate e indagini GPR. Queste tecnologie possono essere utilizzate per l’esplorazione mineraria, per lo studio delle acque di sottosuperficie e dei loro contaminanti, per il rilevamento di cavità geologiche o artificiali e faglie
    • Laboratory of geophysical data acquisition (6 cfu)

      • Questo corso fornisce agli studenti le conoscenze necessarie per acquisire dati di elettrica, dati elettromagnetici (IP e GPR), gravimetrici e sismici. Consiste in diversi giorni di lavoro in campagna con la strumentazione di acquisizione per la registrazione dei dati. Particolare attenzione è volta agli aspetti di controllo di qualità del dato acquisito (QC).
    • Laboratory of seismic acquisition and processing (6 cfu)

      • Questo corso fornisce agli studenti le conoscenze necessarie per acquisire dati di elettrica, dati elettromagnetici (IP e GPR), gravimetrici e sismici. Consiste in diversi giorni di lavoro in campagna con la strumentazione di acquisizione per la registrazione dei dati. Particolare attenzione è volta agli aspetti di controllo di qualità del dato acquisito (QC).
    • Seismic imaging (6 cfu)


    • Applied Geophysics (6 cfu)

      • Obiettivi formativi: Il corso ha lo scopo di far acquisire agli studenti una conoscenza di base delle metodologie di prospezione geofisica. Vengono delineate in maniera semplificata le basi teoriche dei diversi metodi e vengono descritte le modalità operative ed i processi interpretativi, illustrando con numerosi esempi le possibilità offerte da queste metodologie per affrontare correttamente problematiche tipiche della Geologia, dell’Ingegneria Civile e dei Beni Culturali.
    • Exploration seismology (6 cfu)

      • • Sistema acustico: pressione, velocità, spostamenti, equazione d'onda, impedenza acustica. • Richiami di teoria dei segnali: sistema lineare, convoluzione, campionamento 1D e 2D, teorema di Shannon-Nyquist, Analisi di Fourier, cross-correlazione e auto-correlazione, cenni sulla trasformata Z. • Elementi di acquisizione dati: sensori e sorgenti di energia terrestri e marine, stendimenti di acquisizione 2D, principi della sorgente vibroseis, teoria dagli array, copertura multipla. Esempi di registrazioni reali eseguite per obiettivi superficiali (geologia applicata, ingegneria) e per obiettivi profondi (idrocarburi, geotermia, studi crostali). • Tempi di transito e ampiezze dei segnali sismici: dromocrone per eventi diretti, riflessi, rifratti e diffratti. Dimostrazione del Dix-Al Chalabi. Partizione dell’energia sulle interfacce. Spreading geometrico del fronte d’onda, assorbimento (fattore di qualità Q), perdite per trasmissione. Elaborazione numerica dei segnali sismici. • Operazioni preliminari: fitraggio editing, designature, correzioni statiche, geometrical Spreading e recupero delle ampiezze. • Deconvoluzione: filtraggio inverso, filtro inverso ai minimi quadrati (filtro di Wiener), deconvoluzione predittiva, spiking e shaping. • NMO e STACK: ragguppamento in CMP, analisi di velocità di stack, pannello di semblance, correzione di normal move out. Stack. • Filtraggio bidimensionale in dominio f-k. • Cenni sulla Migrazione: principio della migrazione temporale di orizzonti sismici, swinging circles e collapsing hyperbolas, migrazione di Kirchoff. Esempi di dati e immagini sismiche relative a bacini sedimentari (Mare del Nord, Pianura Padana e Mar Adriatico), ad aree di catena e a problematiche di ingegneria e geotecnica.
    • Geophysical exploration methods (6 cfu)

      • Vengono trattate metodologie avanzate di esplorazione geofisica, comprendendo sia metodi di pozzo, sia metodi di superficie, con particolare enfasi sulla integrazione e correlazione fra i diversi tipi di misure. Si descrivono tecniche sismiche 3D, sismica di pozzo, ed altre tecniche evolute. Il corso e' sia metodologico che applicativo e fa uso esteso di esempi e di casi reali. Lo studente acquisisce conoscenze ed esperienze utili alla partecipazione a / e alla esecuzione di progetti avanzati di esplorazione geofisica che sono tipici delle grandi industrie del settore.
    • Geophysical assessment and monitoring (6 cfu)

      • The course aims at presenting several geophysical methodologies that can be employed to assess and monitor unstable slopes. Starting from basic physical concepts about mechanics and electromagnetism, the attendees will develop a critical capability in order to choose the best candidate geophysical methods according to the specific features of the studied geological problems. • Basic concepts of signal processing • Geophysical methods for site assessment • 1) Introduction to candidate methods (principles, equipment, design of acquisitions, data interpretation) • Seismic methods • Electrical methods • Ground Penetrating Radar • 2) Integration of methods (applicability conditions, selection of methods, complementarity, data integration) • 3) Application examples • Geophysical monitoring • 1) Monitoring of microseismic activity (principles, sensors, network design, event picking and characterization, denoising, source localization) • 2) Time-lapse geophysical measurements (GPR, ERT)
    • Subsurface Imaging and Detection (5 cfu)

      • Introduction to geophysical acquisitions: echographic measurements, tomographic measurements, field measurements. Seismic data processing: first arrival inversion, reciprocal methods, 1D and 2D filters, gain, deconvolution, velocity analysis, dynamic corrections, multiple suppression, stack, migration. Georadar data processing: filters, background subtraction, gain, velocity analysis, focusing methods. Tomographic inversion: traveltime tomography, amplitude tomography. Analysis of field measurements: pseudosections, methods for iterative inversion.
    • Fondamenti di geofisica (6 cfu)

      • Il corso costituisce un’introduzione alla Geofisica. Saranno trattati in modo semplificato gli elementi teorici di base e vari esempi applicativi riguardanti il campo di gravità terrestre e la gravimetria, il campo magnetico terrestre e la magnetometria, la sismologia e l’esplorazione sismica, in relazione a vari aspetti di Scienze della Terra e di esplorazione.
    • Mining and environmental Geophysics (6 cfu)

      • Descrizione del Corso Introduzione alle problematiche minerarie: Tipi di giacimenti minerari e contesti geologici delle mineralizzazioni metallifere; Tecniche di Esplorazione; Applicabilità dei metodi geofisici durante le varie fasi di esplorazione e coltivazione mineraria. Richiami di Teoria dei Segnali Proprietà Fisiche delle Rocce: Proprietà elettriche; Studio delle proprietà elettriche in funzione della frequenza; Densità; Suscettibilità Magnetica; Radioattività; Tecniche per la determinazione delle proprietà fisiche di interesse nelle ricerca mineraria; Esempi. Magnetometria: Richiamo alla fisica del campo magnetico; Campo Magnetico Terrestre; Magnetometri; Prospezioni Magnetiche; Processing e Interpretazione; Applicazioni ed esempi. Gravimetria: Richiamo alla fisica del campo gravitazionale; Gravimetri; Prospezioni Gravimetriche; Processing e Interpretazione delle anomalie gravimetriche; Applicazioni ed esempi. Elettromagnetismo: Cenni sulla propagazione dei campi elettromagnetici in mezzi geologici; Strumentazione e metodiche; Prospezioni Elettromagnetiche; Interpretazione dei dati Elettromagnetici; Applicazioni ed esempi. Potenziali Spontanei: Campi elettrici naturali; Origine dei Potenziali Spontanei; Tecniche di prospezione; Interpretazione delle anomalie di potenziale spontaneo; Applicazioni ed esempi. Spettrometria Gamma-Ray: Radioattività delle rocce; Strumentazione; Prospezioni Radiometriche; Applicazioni ed esempi. Polarizzazione Indotta e Resistività: Principi di Resistività e Polarizzazione Indotta; Frequency e Time Domain; Polarizzazione Indotta Spettrale (Complex Resistivity); Strumentazione e Tecniche di Prospezione; e.m. coupling; Inversione degli spettri Cole-Cole; Interpretazione: Inversione 2D e 3D; Applicazioni. Geofisica Aeroportata: Magnetometria, Elettromagnetismo e Spettrometria su Piattaforme aeroportate ed eliportate; Descrizione di alcuni sistemi commerciali; Processing e Interpretazione di Prospezioni aeroportate; Applicazioni. Integrazione con Metodiche Complementari: Remote Sensing; Geochimica (Suoli e Stream Sediments); Target Generation; Interpretazione Integrata; Applicazioni. Controllo Qualità: nella geofisica applicata Altre attività: esercitazioni pratica in campagna: acquisizione di dati (multi-metodica) attraverso una struttura di interesse minerario; Elaborazione ed interpretazione dei risultati. Obiettivi formativi Il corso ha lo scopo di fornire una formazione specialistica nel campo delle applicazioni minerarie della geofisica d’esplorazione, facendo riferimento alle più moderne ed avanzate tecniche, sia per l’acquisizione sia per l’elaborazione e l’interpretazione. Le varie metodiche affrontate, le cui basi teoriche saranno richiamate brevemente con riferimento a corsi precedenti, saranno descritte ed approfondite tramite il ricorso sistematico a casistiche reali.
    • Laboratory of seismic data processing and field campaign (6 cfu)


    • Inverse Problems in Geophysics (6 cfu)

      • Fitting lineare come problema inverso: norma di un vettore e suo significato nel risolvere un problema inverso, soluzione ai minimi quadrati, soluzione ai minimi quadrati come soluzione di massima verosimiglianza, pesatura outliers e soluzione in norma L1, regressioni vincolate mediante moltiplicatori di Lagrange. Propagazione degli errori dallo spazio dei dati allo spazio dei modelli. Stabilità di un problema inverso e problemi mal-condizionati. Problemi inversi sovra-, sotto-, esattamente determinati e a determinazione mista, soluzione in minima norma nello spazio dei modelli, regolarizzazione di Tikhonov. Inserimento vincoli nell’inversione: soluzione ai minimi quadrati smorzati, vincoli di smoothness, e minimi quadrati pesati. Analisi di sensitività: matrici di risoluzione del dato, del modello e di covarianza. La decomposizione ai valori singolari come strumento per risolvere un problema inverso. Cenni di approccio Bayesiano ai problemi inversi e di risoluzione di problemi inversi non lineari.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo CFIS

    • Discipline caratterizzanti fisiche
    • Complements of Physics and Mathematics (6 cfu)

      • Equazioni differenziali ordinarie. Separazione delle variabili. Equazioni differenziali lineari. Sistemi lineari omogenei e a coefficienti costanti. Richiami di numeri complessi. Oscillatore armonico smorzato. Richiami su scalari, vettori e tensori. Funzioni a più variabili. Differenziale totale e derivate parziali. Integrali di linea, di superficie e di volume. Operatori differenziali: gradiente, divergenza, rotore. Equazioni differenziali alle derivate parziali. Equazione d’onda scalare in una e più dimensioni. Teorema di Gauss e soluzione di problemi di elettrostatica. Teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell nel vuoto e nei mezzi materiali. Onde elettromagnetiche. Fondamenti di meccanica del continuo.
    • Geophysical instrumentation and geophysical Potential Fields (6 cfu)

      • : Richiami di elettronica. Circuiti lineari nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze. Cenni sugli amplificatori operazionali. Caratteristiche generali della strumentazione: funzione di trasferimento; sensibilità e accuratezza; densità spettrale di potenza; rumore. Acquisizione di un segnale e conversione analogico - digitale. La misura del tempo. Scale di tempi. Tempo UT, UTC e TAI Sistemi satellitari di localizzazione punto (GNSS). Il sistema GPS: modalità di misura e cause di incertezza. GPS differenziale. Integrazioni al GPS (GLONASS) ed altri sistemi GNNS (GLONASS, Galileo, Bei-dou). Introduzione matematica alla descrizione dei campi di potenziale Campo gravitazionale e Elementi di geodesia. Coordinate geodetiche. Il campo gravitazionale. Il geoide e i modelli di campo gravitazionale. L’ellissoide di riferimento . La gravità normale. Anomalie di gravità. Variazioni temporali del campo di gravità. La strumentazione gravimetrica. Gravimetri assoluti: pendolo, gravimetri a caduta libera, gravimetri quantistici. Gravimetri a molla, gravimetro superconduttore. Gravimetri da mezzi mobili e gradiometria. Fondamenti di magnetismo. Leggi fondamentali e proprietà magnetiche dei materiali. Il campo geomagnetico. Descrizione del campo geomagnetico. Origine del campo geomagnetico e sua evoluzione temporale. Il modello globale IGRF Magnetometri. Fluxgate,e SQUID. Magnetometri atomici: magnetometri a precessione di protone, a effetto Overhauser, a pompaggio ottico di vapore di atomi alcalini. Magnetometri a He4. L’indagine geomagnetica. Campagne magnetometriche. Carta d’anomalia. Analisi spettrale e carte filtrate. Onde sismiche. Concetti fondamentali. Sismometri. Oscillatore armonico smorzato. Sismometri e geofoni. Simometri statici a feedback e a larga banda.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo AFF1

    • Teoria del segnale
    • Complements on Electromagnetisms and Optic (3 cfu)

      • Equazioni di Maxwell nel vuoto. Equazione d'onda, onde planari, polarizzazione. Radiazione da dipolo, onde sferiche. Radiazione termica. Leggi di Stefan-Boltzmann e di Wien. Polarizzazione dielettrica, magnetizzazione e leggi di Maxwell nella materia. Meccanismi di polarizzazione, costante dielettrica in funzione della frequenza, dispersione e indice di rifrazione. Leggi di Snell e Fresnel, riflessione interna totale, angolo di Brewster. Introduzione all'ottica geometria e agli strumenti ottici. Diffrazione e interferenza. •
    • Teoria dei segnali (6 cfu)

      • Nel corso viene affrontata la rappresentazione dei segnali continui nel dominio della frequenza (trasformata di Fourier) ed esaminata la possibilità di convertire un segnale analogico in uno discreto per mezzo dell’operazione di campionamento. Si procede con la caratterizzazione dei sistemi lineari e tempo-invarianti, attraverso la risposta impulsiva e quella in frequenza. Viene poi introdotta la teoria assiomatica della probabilità, per poter affrontare lo studio dei processi aleatori, della loro caratterizzazione spettrale e della elaborazione attraverso sistemi lineari. L’obiettivo è quindi di mettere gli allievi in grado di avere familiarità con l’analisi spettrale dei segnali, con i modelli probabilistici fondamentali, e di applicare la teoria dei processi aleatori alla estrazione di informazioni utili da dati rumorosi.
    • Signal theory for Geophysics (6 cfu)

      • Nel corso viene affrontata la rappresentazione dei segnali continui nel dominio della frequenza (trasformata di Fourier) ed esaminata la possibilità di convertire un segnale analogico in uno discreto per mezzo dell’operazione di campionamento. Si procede con la caratterizzazione dei sistemi lineari e tempo-invarianti, attraverso la risposta impulsiva e quella in frequenza. Viene poi introdotta la teoria assiomatica della probabilità, per poter affrontare lo studio dei processi aleatori, della loro caratterizzazione spettrale e della elaborazione attraverso sistemi lineari. L’obiettivo è quindi di mettere gli allievi in grado di avere familiarità con l’analisi spettrale dei segnali, con i modelli probabilistici fondamentali, e di applicare la teoria dei processi aleatori alla estrazione di informazioni utili da dati rumorosi.
    • Signal processing for Physics (6 cfu)

      • Lo studente apprenderà le basi della elaborazione numerica dei segnali ed alcune applicazioni alla fisica. Caratteristiche dei segnali di interesse fisico. Trasformate di Fourier discrete e a tempo discreto. Trasformata z. Sistemi lineari tempo invarianti ad impulso finito ed infinito. Filtri digitali: principi di disegno. Segnali casuali: teorema di Wiener-Kintchine. Teorema del campionamento. Conversione D/A e A/D. Stime spettrali.
  • 12 cfu a scelta nel gruppo CGL

    • Discipline caratterizzanti geologiche
    • Radar Geomorphology (6 cfu)

      • Obiettivi: Il corso si propone di fornire agli studenti i principi base del funzionamento del Ground Penetrating Radar (GPR) , delle tecniche di processamento dati e delle applicazioni nei principali ambienti geomorfologici. Le applicazioni, dopo un inquadramento teorico, saranno illustrate attraverso la documentazione di casistiche reali. Sono previste esercitazioni pratiche di utilizzo del GPR e di elaborazione dati. Descrizione: Principi elettromagnetici del Ground Penetrating Radar (GPR). Proprietà elettriche e magnetiche di rocce, suoli e fluidi. Risoluzione verticale ed orizzontale, dip-displacements, diffrazioni e riflessioni out-of-line. Cause delle riflessioni GPR nei sedimenti. Ricostruzione della struttura interna dei depositi clastici. Facies radar. Processamento dei dati GPR. Applicazioni del GPR nell'ambiente eolico, costiero, fluviale e glaciale. GPR e permafrost. GPR e tettonica attiva. Utilizzo del GPR per la ricostruzione della fratturazione di materiali geologici.
    • Near Surface Geology and Georadar prospecting (6 cfu)

      • Processi degli ambienti geologici superficiali della Terra (potenziali aree di interesse includono gli ambienti fluviali, di versante, costieri, i delta, i ghiacciai e gli ambienti periglaciali). Princii elettromagnetici del Ground Penetrating Radar (GPR. Proprietà elettriche e elettromagnetiche di rocce, suoli e fluidi. Acquisizione ee elaborazione di dati GPR. Generazione ed interpretazione di radargrammi 2D, time slice and volumi 3D. Cause delle riflessioni GPR nei sedimenti. Ricostruzione della struttura interna dei sedimenti clastici. Prospezioni GPR e acqua negli orizzonti geologici superficiali. GPR e cavità.
    • Fundamentals of Geology (6 cfu)

      • Il corso si propone di fornire agli studenti in possesso di lauree di tipo non-geologico concetti introduttivi fondamentali sulla costituzione e struttura della Terra, la teoria delle tettoniche delle placche, i processi petrogenetici e i tipi di rocce. Fornisce inoltre, concetti di base di geologia stratigrafica, strutturale e tettonica per la definizione dei principali ambienti deposizionali, dei processi sedimentari, delle strutture tettoniche e dei meccanismi deformativi che regolano l’evoluzione geologica della crosta terrestre. Il corso prevede un laboratorio di analisi e riconoscimento rocce. Struttura e proprietà fisiche della Terra. Tettonica delle placche: margini divergenti, trasformi e convergenti. Caratteri morfostrutturali dei margini di placca. Ciclo delle rocce. Rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche. Attività magmatica, distribuzione globale del vulcanismo e tettonica delle placche. Il ciclo sedimentario, strutture sedimentarie e ambienti deposizionali. Le unità stratigrafiche. Tipi di contatti stratigrafici. Regola di Walther, principio dell’attualismo e dell’orizzontalità. Deformazione finita alla scala mesoscopica e comportamenti reologici. Deformazione fragile e deformazione duttile: faglie e pieghe. Thrust tectonics: sistemi di thrust, meccanismi di deformazione (fault propagation fold, fault-bend folding) e tettonica di inversione. Strutturazione delle catene collisionali: tettonica a falde e tettonica ad accavallamenti, unità di copertura e unità di basamento. Laboratorio: descrizione delle principali caratteristiche tessiturali delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Criteri classificativi e riconoscimento.
    • Geological interpretation of geophysical data (6 cfu)


    • Fundamentals of Geology 2 (6 cfu)

      • Obiettivi formativi Il corso si propone di fornire agli studenti in possesso di lauree di tipo non-geologico, concetti introduttivi e di base di geologia stratigrafica, strutturale e tettonica per la definizione dei principali ambienti deposizionali, processi sedimentari, strutture tettoniche e meccanismi deformativi che regolano l’evoluzione geologica della crosta terrestre. Il corso prevede a complemento delle lezioni teoriche un laboratorio di analisi e riconoscimento delle rocce sedimentarie e metamorfiche. Descrizione Il ciclo litogenetico: degradazione, erosione, trasporto, deposizione e diagenesi. Processi deposizionali, strutture sedimentarie e ambienti deposizionali. Successioni sedimentarie e unità litostratigrafiche. Tipi di contatti stratigrafici. Regola di Walther. La scala dei tempi e le unità biostratigrafiche. Deformazione finita (stress-strain) alla scala mesoscopica e comportamenti reologici. Deformazione fragile e deformazione duttile: zone di faglia, sistemi plicativi e foliazioni tettoniche. Thrust tectonics: sistemi di thrust, meccanismi di deformazione (fault propagation fold, fault-bend folding) e tettonica di inversione. Strutturazione delle catene collisionali: tettonica a falde e tettonica ad accavallamenti, unità di copertura e unità di basamento. Laboratorio rocce sedimentarie e metamorfiche: descrizione delle principali caratteristiche tessiturali delle rocce sedimentarie e delle rocce metamorfiche e criteri classificativi.
    • Seismic stratigraphy (6 cfu)

      • Il Corso di Stratigrafia sismica si propone di introdurre lo studente all’analisi stratigrafica di sottosuolo attraverso la lettura e l’interpretazione di profili sismici a riflessione e l’analisi di logs di pozzi.
    • Basin Analysis (6 cfu)

      • Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze che gli permetteranno di identificare e classificare le grandi strutture tettoniche regionali e le caratteristiche dei differenti tipi di bacino sedimentario ad esse associati in ambiente convergente, divergente e trascorrente. Inoltre sarà in grado di analizzare e descrivere le dinamiche deposizionali che regolano riempimento dei suddetti bacini sedimentari, i meccanismi che controllano la loro subsidenza ed i rapporti fra processi tettonici e sedimentari. La struttura interna della terra, caratteristiche geofisiche e petrologiche della litosfera continentale ed oceanica, modelli litologici delle litosfera, caratteristiche reologiche e composizione del mantello. Stress e strain nella litosfera. Reologia del mantello e della crosta. Flusso di calore nella litosfera. Conduzione e convezione.Margini divergenti e bacini oceanici: rifting attivi, passivi, simmetrici ed asimmetrici, caratteristiche delle zone di rifting, I ridge medio-oceanici, modelli di genesi della litosfera oceanica, la tettonica oceanica, ridge ad alta velocità di espansione, ridge a bassa velocità di espansione, faglie transformi. Margini convergenti: fisiografia di un margine convergente nel caso di subduzione di litosfera oceanica sotto litosfera continentale od oceanica e i suoi principali elementi morfotettonici. Tettonica nelle zone di subduzione. Esumazione nei prismi di accrezione. Margini collisionali e principali strutture connesse alla collisione continentale. L’obduzione e le principali strutture connesse all’obduzione. Sistemi trascorrenti:, caratteristiche delle faglie trascorrenti, tear, transfer e indent-linked faults, meccanismo di formazione delle faglie trascorrenti, strutture associate alle faglie trascorrenti. Meccanica di formazione di un bacino sedimentario: bacini legati a stretching litosferico, bacini flessurali e bacini di strike-slip. Bacini sedimentari e tettonica a placche: bacini associati ai rift continentali, bacini di margine continentale, bacini oceanici, bacini di fossa oceanica, bacini di avanarco, arco, e retroarco, bacini di avanfossa in sistemi collisionali, bacini in sistemi trascorrenti Riempimento di un bacino sedimentario: i parametri che controllano la stratigrafia di un bacino, lo stile di riempimento di un bacino sedimentario. Analisi di subsidenza ed evoluzione termica di un bacino sedimentario e metodologia per la loro analisi. Riempimento di un bacino sedimentario: i parametri che controllano la stratigrafia di un bacino, lo stile di riempimento di un bacino sedimentario. Controllo tettonico delle aree sorgente di un bacino. Analisi di subsidenza ed evoluzione termica di un bacino sedimentario e metodologia per la loro analisi.. Esempi di bacini sedimentari sviluppati in contesti geodinamici differenti nel sistema alpino-appenninico (il bacino oceanico Ligure-Piemontese, il Bacino EpiMesoalpino, i depositi di avanfossa dell'Appennino Settentrionale) e dinarico-ellenico. (depositi legati alla messa in posto delle unità ofiolitiche e depositi di avanfossa della catena Dinarica)
    • Fundamentals of Geology 1 (6 cfu)

      • Obiettivi Il corso si propone di fornire agli studenti in possesso di lauree di tipo non-geologico, concetti introduttivi fondamentali sull’origine, costituzione e struttura della Terra, la teoria delle tettoniche delle placche, i minerali che costituiscono le rocce terrestri, i processi magmatici intrusivi ed estrusivi, le rocce magmatiche intrusive e vulcaniche. Il corso prevede il contatto fisico con le rocce sia attraverso esercitazioni di laboratorio sia mediante escursioni di terreno. Descrizione Il metodo scientifico in geologia, struttura della Terra e metodi di esplorazione. Tettonica delle placche, velocità e movimenti delle placche, margini divergenti, trasformi e convergenti. Struttura e proprietà fisiche della crosta continentale e della crosta oceanica. Caratteri morfostrutturali dei margini di placca. Struttura atomica della materia e proprietà fisiche dei minerali. Rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche. Il ciclo delle rocce. Origine dei magmi, composizione mineralogica e tessiturale delle rocce magmatiche intrusive ed effusive. Attività magmatica e tettonica delle placche. La formazione del magma nelle dorsali oceaniche e lungo i margini convergenti. I vulcani come geosistema, tipi di eruzioni e distribuzione globale del vulcanismo. Laboratorio rocce magmatiche: descrizione delle principali caratteristiche tessiturali delle rocce magmatiche e criteri classificativi.
    • Near Surface Geology (6 cfu)

      • Processi degli ambienti geologici superficiali della Terra (potenziali aree di interesse includono gli ambienti fluviali, di versante, costieri, i delta, i ghiacciai e gli ambienti periglaciali). Impatti umani sugli ambienti superficiali. Processi idrologici e di trasporto dei sedimenti nei fiumi e nei bacini idrografici. Morfologia ed evoluzione dei fiumi e dei bacini idrografici. Processi deposizioni ed evoluzione delle pianure alluvionali. Principi di circolazione di acqua negli orizzonti geologici superficiali di varia natura. Fattori predisponenti l'instabilità dei versanti. Classificazione delle frane. Metodi per lo studio ed il monitoraggio delle frane.
  • Secondo anno

  • Attività a libera scelta dello studente (12 cfu)

    • E' possibile acquisire questi 12 cfu con qualunque attività offerta dall'Ateneo. In particolare, si possono sostenere gli insegnamenti offerti dal CDS (tra cui anche quelli offerti dal POLIMI) purché non già sostenuti.
  • Tirocinio (4 cfu)

    • Introduzione al mondo del lavoro o della ricerca
  • Rock Physics (6 cfu)

    • Knowledge: The student who successfully completes the course will have the knowledge concerning the physical properties of rocks useful for the exploration geophysics, such as the pore geometry, the wettability, the permeability, the mechanic and electric properties. Syllabus: Rocks as porous and heterogeneous media. Properties of the porous space. Porosity. Inner surface: roughness and fractal dimension. Rocks as porous media: porous geometry, interfacial interactions, wettability. Rocks as heterogeneous systems: Effective Medium Theory and Percolation Theory. Fluid transport in porous media: permeability. Mechanical properties of dry and fluid-saturated rocks. Acoustic Properties: wave propagation (velocity, attenuation, anisotropy) in saturated porous media (as effective and viscoelastic media). Electric and dielectric properties: d.c. and a.c. conductivity, electromagnetic wave propagation in porous media. Radioactivity of rocks, interaction with ionizing radiations (g rays and neutrons) and application to geophysical logs. NMR relaxation and its application in well-log and core analysis.

      Bibliography: Recommended reading includes the following works: 1) "Introduction to the physics of rocks" by Yves Guéguen and Victor Palciauskas. 2) For acoustic properties only we suggest chapters 2 and 3 of “Acoustics of Porous Media” by Thierry Bourbié, Olivier Coussy Editions TECHNIP, 1987 3) Further bibliography (notes, papers) will be made available during lectures and in the website of the course.

  • Tesi (40 cfu)


Questo sito utilizza solo cookie tecnici, propri e di terze parti, per il corretto funzionamento delle pagine web e per il miglioramento dei servizi. Se vuoi saperne di più, consulta l'informativa