Tectonophysics

A.Y. 2017/2018
6
Max ECTS
42
Overall hours
SSD
FIS/06 GEO/10
Language
Italian
Learning objectives
Fare acquisire agli studenti la capacità di comprendere e di descrivere in modo matematico i principali processi fisici che avvengono all'interno del nostro pianeta, dalla superficie terrestre al confine nucleo-mantello, con particolare riguardo a fenomeni che modificano la Terra su scale di tempo di 102 - 106 anni. La matematizzazione di tali processi è rilevante anche per raggiungere l'obbiettivo di fare comprendere le modifiche che subisce il nostro pianeta e che collettivamente prendono il nome di global change.
Lo studente sarà in grado di modellare matematicamente le perturbazioni negli spostamenti radiali e tangenziale e nel potenziale gravitazionale, oggi monitorati mediante diverse tecniche geofisiche e geodetiche, dovuti ad una vasta gamma di fenomeni di Terra Solida, dalla ridistribuzione di masse alla superficie della Terra (variazioni de livello del mare, all'instabilità di massa nel comparto glaciale del pianeta, terremoti) e al suo interno (convezione del mantello), all'instabilità nella rotazione terrestre.
Expected learning outcomes
Undefined
Course syllabus and organization

Single session

Responsible
Lesson period
Second semester
Course syllabus
Short introduction to describe the internal structure of the Earth. The core, the mantle, the lithosphere and the geophysical methodologies to constrain their structure and characteristics. Rheological properties of the Earth's mantle. Elasticity and viscoleasticity. Momentum and Laplace equations for the spherical, self-gravitating, stratified and viscoelastic Earth. Expansion in spherical harmonics of momentum and Laplace equations. Determination of the displacement (radial and horizontal) components, stress and geopotential perturbation (Green functions) due to surface loads, internal density anomalies and dislocations (seismic source) by means of normal mode and propagator techniques. Analytical treatment for the incompressible Earth's model. Characterizing the displacement, stress and gravitational fields in the elastic limit, in the transient and steady-state case, as functions of the rheological parameters of the Earth's mantle; normal mode analysis of the adjustment of internal interfaces, where the Earth's mantle is subject to discontinuities in the physical properties, following a perturbation due to any geophysical process.
Applications of the viscoelastic Earth's models to geodynamics and seismology.
Temporal changes of the gravity field at long wavelength and satellite geodesy data: comparison of SLR (Satellite Laser Ranging), GRACE (Gravity Recovery and Climatological Experiment, NASA) and GOCE (Gravity and steady state Ocean Circulation Explorer, ESA) data and viscoleastic Earth's model predictions to quantify the changes of the Earth's equatorial bulge and polar moment of inertia. Sea level change (secular component) induced by ice-mass imbalance in the Earth's cryosphere and by plate tectonics.
Crustal static deformation induced by earthquakes and GPS (Global Positioning System), SAR (Synthetic Aperture Radar) data interpretation.
FIS/06 - PHYSICS OF THE EARTH AND OF THE CIRCUMTERRESTRIAL MEDIUM - University credits: 0
GEO/10 - SOLID EARTH GEOPHYSICS - University credits: 0
Lessons: 42 hours
Professor: Sabadini Roberto
Professor(s)
Reception:
Every day by e-mail appointment
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