Tettonofisica

Il corso si prefigge di 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 del 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.

Al termine del corso lo studente avrà acquisito le seguenti abilità:
1) saprà matematizzare un modello realistico della Terra, a simmetria sferica, auto-gravitante e viscoelastico, in cui le equazioni fondamentali di conservazione del momento della quantità di moto, del momento angolare e di Poisson sono sviluppate in armoniche sferiche;
2) saprà ricavare in modalità completamente analitica le funzioni di Green, relative alla perturbazione del potenziale gravitazionale e alle deformazioni superficiali della Terra, per carichi superficiali, interni al mantello terrestre e dislocazioni, per un modello sferico, auto-gravitante e incomprimibile, dovuti a ridistribuzioni superficiali e interni di massa e terremoti;
3) saprà utilizzare i risultati dei due punti precedenti per matematizzare la fisica inerente ai processi globali che subisce la Terra, in seguito alla fusione in atto nel comparto glaciale interagente con la parte solida della Terra, alle variazioni del livello medio del mare e in seguito ai terremoti che si verificano sia nella cintura di fuoco del Pacifico, sia in Italia, al fine di un moderno controllo del territorio in cui viviamo;
4) saprà modellizzare e interpretare dal punto di vista fisico le perturbazioni della rotazione terrestre e del potenziale gravitazionale, riconducibili al punto 3) precedente, con agganci alle missioni gravitazionali attuali della NASA (National Aeronautics and Space Administration) e dell'ESA (European Space Agency);
5) saprà applicare le metodologie acquisite anche ad altri pianeti e satelliti del Sistema Solare, in particolare alle Icy Moons, quali Europa, Ganymede e Callisto di Giove e Titan ed Enceladus di Saturno;
6) saprà gestire in modo autonomo le problematiche relative ai punti precedenti, grazie all'utilizzo del libro di testo: Global Dynamics of the Earth - Applications of viscoelastic relaxation theory to Solid Earth and Planetary Geophysics, Roberto Sabadini, Bert Vermeersen and Gabriele Cambiotti (Authors), Springer (Editor), second edition 2016.