FONDAMENTI DI SCIENZE DELLA TERRA E LABORATORIO - 2 - LABORATORIO

L’insegnamento, caratterizzante per il CdS in Scienze Ambientali, ricade nell’area delle Scienze della Terra ed è composto da 4 moduli. Il Modulo 1 (mineralogia e petrografia) e il Modulo 3 (processi geologici) sono costituiti da lezioni frontali di teoria, mentre il Modulo 2 (laboratorio di riconoscimento rocce) e Modulo 4 (laboratorio di cartografia) sono costituiti da attività di laboratorio, esercitazioni ed escursioni didattiche in campo. Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio è un insegnamento caratterizzante delle Scienze Ambientali; i contenuti teorici e le attività di laboratorio mirano a fornire allo studente le basi per poi sviluppare e comprendere i successivi insegnamenti erogati durante il corso di laurea. Inoltre, il programma è strutturato in modo da fornire allo studente una visione multidisciplinare delle Scienze della Terra, spaziando in molte discipline nell’ambito geologico, come mineralogia, petrografia, sedimentologia, geofisica, geochimica, vulcanologia, cartografia e sistemi informativi geografici.

Nella sua totalità, l’insegnamento di Fondamenti di Scienze della Terra (Moduli 1-4) si propone di fornire allo studente le basi per comprendere le caratteristiche geologico-fisiche del territorio, con particolare riferimento alla mineralogia, alla petrografia e geochimica, ed alla distribuzione dei vari tipi di rocce affioranti. Sono inoltre approfonditi gli aspetti della sedimentologia, stratigrafia, geomorfologia e geologia strutturale. Il Pianeta Terra sarà studiato come un sistema indisturbato (naturale), base fondamentale per comprendere poi i cambiamenti e gli impatti che hanno provocato (e continuano a provocare) le attività antropiche. In particolare, l’insegnamento si prefigge di (i) descrivere la struttura del pianeta, (ii) analizzare i processi geologici che l’hanno formato, (iii) conoscere le tipologie e le proprietà dei principali minerali che compongono le rocce; (iv) identificare una roccia e conoscere le sue proprietà; (v) studiare i processi che portano alla degradazione e all’erosione delle rocce; (vi) leggere le successioni litostratigrafiche per risalire ai processi geologici che le hanno formate; (vii) comprendere la tettonica delle placche e saper leggere le deformazioni della crosta continentale; (viii) conoscere e decifrare correttamente una carta topografica e saper leggere una carta geologica. Questo permetterà al laureato in Scienze Ambientali di acquisire le competenze necessarie per coordinare e/o consultare specialisti del settore durante la sua futura attività professionale.

Il Modulo 2 mira a consolidare i concetti introdotti nel Modulo 1 attraverso attività esperienziali in laboratorio ed in campo. In particolare, gli obiettivi formativi del Modulo 2 sono: (i) lo sviluppo di abilità operative e pratiche di mineralogia e petrografia e (ii) il potenziamento di capacità osservative, descrittive e interpretative applicabili in ambiti professionali e di ricerca inerenti alle scienze ambientali e geologiche. In sostanza, il Modulo 2 fornisce la preparazione pratica richiesta ai laureati in Scienze Ambientali per il riconoscimento e la classificazione di forme cristalline, minerali e rocce. L’identificazione e la caratterizzazione dei materiali geologici rappresentano competenze chiave per comprendere i processi geologici che influenzano l’ambiente naturale, per analizzare le interazioni tra la geosfera e i sistemi ambientali e sono fondamentali per il lavoro in campo e la professione ambientale. Tali competenze risultano quindi essenziali per affrontare problematiche ambientali quali il monitoraggio del territorio, la gestione sostenibile delle risorse naturali, la valut

L’insegnamento di Fondamenti di Scienza della Terra e Laboratorio mira a fornire allo studente un’ampia ed esaustiva introduzione alle Scienze della Terra sfruttando ragionamenti e concetti di Geologia per comprendere l’ambiente. I Moduli 1 e 2 sono complementari e quindi condividono molti risultati di apprendimento attesi. La frequenza e la partecipazione alle attività formative del Modulo 1 (lezioni frontali, seminari) e del Modulo 2 (laboratorio, escursione didattica) permetteranno allo studente di:

1. Conoscenza e comprensione
1a. Conoscere i concetti di base e la terminologia appropriata per le Scienze della Terra;
1b. Capire i processi chimico-fisici che hanno generato i vari tipi di rocce;
1c. Capire i fattori geologici, geografici e climatici della degradazione fisica, alterazione chimica ed erosione delle rocce;
1d. Utilizzare le conoscenze acquisite negli insegnamenti di base nell’analisi delle risorse naturali e della vulnerabilità del territorio utilizzando laboratori specifici ed interdisciplinari da svolgersi in campo;
1e. Comprendere le dinamiche ambientali, i processi interni alla Terra e i relativi effetti esterni;

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
2a. Saper utilizzare correttamente la terminologia e i principi geologici in tutti i processi di applicazione e comunicazione delle Scienze Ambientali;
2b. Saper identificare i processi geologici che hanno modellato il pianeta e comprenderne i meccanismi e i prodotti;
2c. Saper individuare e descrivere i più comuni tipi di roccia, la loro composizione mineralogica, le loro proprietà e gli ambienti di formazione;
2d. Saper descrivere i processi di degradazione fisica e chimica delle rocce;
2e. Saper applicare conoscenze mineralogico-petrografiche al riconoscimento e alla classificazione di rocce in laboratorio e in campo;
2f. Saper classificare le rocce magmatiche, sedimentarie metamorfiche attraverso l’osservazione delle caratteristiche di struttura e tessitura, le paragenesi mineralogiche ed utilizzando opportuni diagrammi classificativi (p.e. diagramma QAPF e classificazione di Dunham);

3. Capacità di giudizio
3a. Saper formulare e argomentare ipotesi sulla base dei concetti appresi durante l’insegnamento;
3b. Saper applicare conoscenze e gli strumenti delle Scienze della terra per spiegare la forma, composizione e proprietà del sistema Terra;
3c. Saper applicare un approccio critico e multidisciplinare;
3d. Saper riconoscere le strutture cristalline ed i loro elementi di simmetria, quindi saper applicare le operazioni di simmetria con il fine di classificare le forme cristalline;
3e. Saper riconoscere strutture e tessiture mineralogiche con approccio sistematico;
3f. Saper elaborare osservazioni di forme cristalline, minerali e rocce in modo critico, anche ai fini di relazioni tecniche;

4. Abilità comunicative
4a. Saper comunicare i concetti appresi in ambito geologico, utilizzando una terminologia appropriata;
4b. Saper interagire con diverse figure professionali che un laureato in Scienze Ambientali troverà lungo il proprio percorso professionale, come biologi, chimici, geologi, medici, epidemiologi, nonché con figure di ambiti non scientifici (politici, economisti, ecc.);
4c. Saper semplificare e riassumere i concetti di Scienze della Terra ad un pubblico generale, utilizzando una terminologia semplice e diretta;

5. Capacità di apprendimento
5a. Saper applicare i concetti appresi in classe a casi di studio reali;
5b. Saper leggere i processi geologici ed ambientali che hanno plasmato un territorio;
5c. Saper consultare criticamente i testi di riferimento e saper interpretare la bibliografia che verrà proposta durante il percorso didattico.

È necessario aver acquisito le conoscenze di base di chimica generale inorganica. La frequenza del Modulo 1 è fortemente consigliata in quanto propedeutica alla comprensione dei contenuti del Modulo 2.

Il laboratorio è articolato in due parti complementari: una dedicata alla classificazione dei minerali, l’altra al riconoscimento delle rocce.

La Parte 1 (classificazione dei minerali) inizia con una lezione introduttiva dove vengono brevemente ripresi concetti di base trattati nel modulo 1, come la struttura e composizione della crosta terrestre, le definizioni di minerali, rocce e cristalli e il processo di cristallizzazione. Si imparano quindi a classificare i minerali nei gruppi, sistemi e classi cristalline studiate nel Modulo 1, utilizzando modelli tridimensionali semplici per riconoscere gli elementi e il grado di simmetria che caratterizzano i sistemi cristallini. Vengono trattati in dettaglio la morfologia dei cristalli, la simmetria, gli elementi di simmetria (assi, piani e centro di simmetria) e le operazioni di simmetria.
Successivamente sono presentati e discussi in laboratorio alcuni minerali presenti nella collezione del dipartimento, riprendendo la classificazione cristallochimica dei minerali (classificazione Strunz): elementi nativi; solfuri; alogenuri; ossidi e idrossidi; carbonati; solfati; fosfati, vanadati; silicati. Viene trattata in dettaglio la classificazione dei silicati (nesosilicati, sorosilicati, ciclosilicati, inosilicati a catena singola e doppia, fillosilicati e tectosilicati) e vengono presentati agli studenti alcuni campioni di silicati della collezione, con un focus su olivine, pirosseni, anfiboli, miche e tectosilicati (quarzo e feldspati).

La Parte 2 (riconoscimento macroscopico di rocce) propone una serie di esercitazioni pratiche per il riconoscimento macroscopico delle rocce affioranti sulla Terra. Sono inizialmente trattate le rocce magmatiche, focalizzandosi sul riconoscimento delle strutture di rocce intrusive ed effusive e sul riconoscimento dei minerali presenti. Vengono utilizzati i diagrammi QAPF (Streckeisen) per le rocce intrusive ed effusive, i diagrammi Pl-Px- Ol e Pl-Opx- Cpx per le rocce gabbroidi e il diagramma classificativo Ol-Opx-Cpx per le peridotiti e pirosseniti. Successivamente sono trattate le rocce sedimentarie, riprendendo brevemente le fasi del ciclo sedimentario e la classificazione in rocce terrigene, organogene e chimiche. Si impara a riconoscere struttura e tessitura di un numero consistente di rocce sedimentarie della collezione e si impara a classificarle. Vene presentata in dettaglio la classificazione di Dunham. Infine, sono presentate le rocce metamorfiche ripercorrendo i concetti trattati nel Modulo 1. Viene data particolare enfasi al riconoscimento della struttura, tessitura di campioni di rocce metamorfiche e al riconoscimento della paragenesi mineralogica. Il Modulo 2 finisce con alcune lezioni pratiche di preparazione all’esame e con una escursione didattica in cui studenti e studentesse impareranno a riconoscere e classificare le rocce in campo.

Il testo di riferimento per l’insegnamento di Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio (Moduli 1-4) è:
Grotzinger, J.P., Jordan, T.H. Capire la Terra. Terza edizione italiana condotta sulla settima edizione americana, Zanichelli, 2016. ISBN: 978-8808821232 [https://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/capire-la-terra-grotzinger-jordan ]

Si consiglia anche la visione di un testo facoltativo integrativo di approfondimento. Questo testo è disponibile presso la biblioteca di area scientifica o su richiesta al docente:
Klein, C., Philpotts, A.R. Mineralogia e petrografia. Prima edizione italiana condotta sulla seconda edizione inglese, Zanichelli, 2018. ISBN: 978-8808320605
[https://www.zanichelli.it/ricerca/prodotti/mineralogia-e-petrografia ]

Frequenza. L’ammissione all’esame è condizionata all’assolvimento dell’obbligo di frequenza ai laboratori dei Moduli 2 e 4 (almeno il 75% di presenza) e alla partecipazione alle uscite didattiche. La frequenza sarà verificata durante ogni singolo laboratorio. Gli studenti lavoratori sono invitati a mettersi in contatto con i docenti per programmare un percorso di studi appropriato alle proprie necessità e tempistiche.

Esame. L’esame del Modulo 1 verrà sostenuto assieme al Modulo 2 e consiste in una prova orale divisa in due parti. Nella prima parte gli studenti dovranno riconoscere e descrivere una roccia che sarà fornita il giorno dell’esame. Tutte le rocce appartengono alla collezione del laboratorio di geo-mineralogia e sono consultabili dagli studenti durante il Modulo 2 e, a richiesta, durante la preparazione degli esami in qualsiasi momento dell’anno (contattare i docenti). La seconda parte tratterà i concetti presentati durante le lezioni frontali. Alla prima parte (riconoscimento rocce) verranno assegnati un massimo di 10 punti, alla seconda parte (teoria) verranno assegnati un massimo di 20 punti.

Votazione finale. Le valutazioni dei Moduli 1+2 e 3+4 di Fondamenti di Scienze della Terra e Laboratorio sono integrate in un unico voto finale. Le votazioni assegnate alle prove del Modulo 1+2 e Modulo 3+4 saranno considerate valide per un periodo massimo di 12 mesi.

orale

Griglia di Valutazione

28-30L: Eccellente padronanza degli argomenti trattati a lezione, con precisione e sicurezza nell'identificazione dei campioni di roccia e dei modellini di strutture cristalline durante la parte pratica. Uso appropriato e preciso della terminologia scientifica e dei termini mineralogico-petrografici. Ottima capacità di collegare e integrare gli argomenti affrontati. La lode viene inoltre attribuita in presenza di conoscenze e capacità di comprensione applicata eccellenti su tutto il programma, unite a un'ottima capacità di giudizio, chiarezza espositiva e capacità critica decisamente superiore alla media.

25-27: Buona conoscenza degli argomenti trattati a lezione, con discreta precisione nell'identificazione dei campioni di roccia e dei modellini di strutture cristalline. Utilizzo corretto della terminologia scientifica e dei termini mineralogico-petrografici. Buona capacità di connessione e comprensione degli argomenti.

22-24: Conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, con una capacità discreta nell'identificazione dei campioni di roccia e modellini di strutture cristalline. Uso non sempre preciso della terminologia scientifica e dei termini mineralogico-petrografici. Capacità di connessione tra gli argomenti limitata ma presente.

18-21: Conoscenza minima e appena sufficiente degli argomenti trattati a lezione. Difficoltà nell'identificazione dei campioni di roccia e modellini di strutture cristalline. Uso sporadico e impreciso della terminologia scientifica e mineralogico-petrografica. Capacità di connessione tra gli argomenti limitata e frammentaria.

Il modulo 2 è strutturato in lezioni pratiche di laboratorio, esercitazioni con modellini, minerali e rocce ed attività in campo durante escursioni didattiche.

Le attività di laboratorio si terranno nelle aule didattiche; gli studenti verranno divisi in 3 classi in modo da ottimizzare l’accesso alle risorse del laboratorio e per essere seguiti più da vicino dai docenti. Generalmente, un tutor specialistico affiancherà il docente durante tutto il laboratorio. Le lezioni di laboratorio sono strutturate in brevi lezioni fontali che introducono le successive esercitazioni pratiche. Durante le lezioni in laboratorio saranno analizzati modellini tridimensionali di forme cristalline, campioni di minerali e campioni di rocce disponibili presso il laboratorio di geo-mineralogia del Campus scientifico. Poiché le rocce sono costituite da aggregati di minerali, il loro riconoscimento si basa sull’identificazione delle specie mineralogiche presenti, sui reciproci rapporti e sulle caratteristiche strutturali e tessiturali. Attraverso esercitazioni guidate ed osservazioni dirette in laboratorio, il modulo 2 introduce gli studenti all’analisi morfologica dei cristalli, al riconoscimento macroscopico dei principali minerali e alla classificazione delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche utilizzando l’osservazione macroscopica ed opportuni diagrammi classificativi.

L’insegnamento di Science della Terra e Laboratorio prevede anche due escursioni didattiche in campo per i Moduli 2 e 4. Le escursioni mirano a consolidare le conoscenze geologiche acquisite durante le lezioni frontali e i laboratori. Durante le attività dell'escursione didattica, gli studenti/le studentesse metteranno in pratica le abilità sviluppate durante le lezioni di laboratorio partecipando ad alcune attività in campo. In particolare, l'escursione del Modulo 2 mira a consolidare i concetti e le abilità pratiche acquisite durante il Modulo 2. Durante l'escursione saranno completate varie attività in campo, tra cui la raccolta di campioni di roccia, la misura della giacitura, l'utilizzo di cartografia, l'orientamento usando carte topografiche e l'intepretazione delle successioni stratigrafiche.

Tutte le lezioni e materiali integrativi sono in forniti come presentazioni in formato PDF e sono caricati sulla piattaforma Moodle dell’insegnamento subito dopo le lezioni. Si invitano gli studenti a consultare periodicamente Moodle per essere sempre aggiornati.

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessiti di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’Ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.