GEOMORFOLOGIA A.A. 2017/2018

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1 The english version follows the italian version in the second half of the document CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE GEOMORFOLOGIA A.A. 2017/2018 Docente: Prof. SIRIO CICCACCI, Dipartimento di Scienze della Terra, pianoii,stanza n Tel.: , Studenti target: II ANNO, II semestre Livello dell Unità: introduttivo Pre-requisiti: conoscenze di base: Geografia fisica con Elementi di Cartografia; Geologia I. Crediti: 9 Modalità di erogazione: tradizionale. Frequenza: Facoltativa Descrizione del programma A) INTRODUZIONE Oggetto e natura degli studi geomorfologici. La Geomorfologia nell'ambito delle Scienze della Terra. I fattori della morfogenesi. Agenti e processi morfogenetici. Processi endogeni e processi esogeni.il clima quale fattore della morfogenesi: Biostasia e resistasia. B) LA DEGRADAZIONE METEORICA La degradazione meteorica delle rocce come predisposizione ai fenomeni di erosione. Il ruolo dell'acqua nella degradazione meteorica. Disgregazione meccanica e alterazione chimica. I prodotti della degradazione meteorica. Alterite, regolite e suolo. Paleosuoli e loro importanza in geomorfologia. Forme legate ai processi di degradazione meteorica: cavità alveolari, tafoni, tor e massi sferoidali. C) Il MODELLAMENTO DEI VERSANTI I processi di denudazione e il modellamento dei versanti. I movimenti di massa. Coni e falde detritiche. I movimenti lenti: creep, soilcreep,crioreptazione, soliflusso e geliflusso Le frane. Fattori predisponenti e cause scatenanti delle frane. Classificazione delle frane. Aspetti morfologici di una frana. Frane attive, quiescenti e inattive Il ruolo morfogenetico delle acque dilavanti sui versanti. Splasherosion, sheeterosion, rill&gullyerosion, calanchi e piramidi di terra. Debris flow e mud flow. I depositi colluviali. D) MORFOLOGIA FLUVIALE I corsi d'acqua e i sistemi idrografici. Bacino imbrifero e idrogeologico. L'alimentazione dei corsi d'acqua. Portata e regime fluviali. La dinamica delle acque incanalate. Moto laminare e moto turbolento. La velocità dei corsi d'acqua. Energia dei corsi d'acqua e i processi fluviali. L'erosione fluviale. Il trasporto fluviale. La sedimentazione fluviale. Il profilo longitudinale dei corsi d'acqua. Il livello di base. Il profilo di equilibrio. Le forme di erosione fluviale. Le valli fluviali. Genesi ed evoluzione delle valli. Le catture fluviali Le forme di deposito fluviale. Conoidi di deiezione. Piane alluvionali. Genesi ed evoluzione delle pianure alluvionali. I meandri. Le foci fluviali. Forma dei letti fluviali in relazione alla dinamica fluviale. Evoluzione dei sistemi idrografici in relazione alle variazioni del livello di base e ai mutamenti climatici. I meandri incassati. I terrazzi fluviali. Terrazzi orografici e alluvionali. Terrazzi eustatici, climatici e tettonici. Terrazzi convergenti e divergenti. Modelli interpretativi dell'evoluzione dei sistemi idrografici. Il ciclodi erosione in ambiente umido ( il ciclo di Davis E) MORFOLOGIA CARSICA. I processi carsici nelle rocce calcaree ed evaporitiche. Le forme carsiche epigee. Le forme carsiche ipogee. I paesaggi carsici. Il clima e la morfogenesi carsica. Il carsismo delle aree tropicali. F) MOROLOGIA EOLICA I processi eolici e le aree desertiche. Erosione, trasporto e sedimentazione eolica. Deflazione e abrasione. Forme di erosione eolica. Ciottoli sfaccettati. Yardangs. Funghi di roccia. Cavità da deflazione. Bacini di deflazione. Forme di sedimentazione eolica. Ripples. Dune. Classificazione morfologica delle dune. Dune libere. Sviluppo ed evoluzione dei diversi tipi di dune libere. Dune da ostacolo. Sviluppo ed evoluzione delle dune da ostacolo. G) MORFOLOGIA DELLE REGIONI ARIDE L ambiente arido. Classificazione su base termica delle zone aride.classificazione morfostrutturaledelle zone aride.i processi morfogenetici dominanti nelle zone aride.la morfologia dei rilievi nelle regioni aride.l arretramento parallelo dei versanti e la formazione dei pediments.le zone

2 pedemontane di aggradazione.i deserti rocciosi. Laghi, laghi di playa, playas e saline. I deserti sabbiosi. Le oasi.gli erg fossili. Aspetti geomorfologici e variazioni climatiche arido-umide nel Deserto del Sahara. H) GEOMORFOLOGIA DELLE REGIONI TROPICALI UMIDE. Caratteri morfologici peculiari delle regioni tropicali. Aree tropicali di montagna.selva topography. Movimenti in massa nelle aree tropicali. Aree cratoniche tropicali.forme prodotte dall azione delle acque correnti superficiali nelle aree cratoniche tropicali.forme sviluppate sulle lateriti. I processi di planazione nelle aree tropicali. Etchplain.Etchsurface. Superfici di doppia planazione. Inselberg. Bornhardt e boulderinselberg. Pan di zucchero. Carsismo nelle regioni tropicali. I) I GHIACCIAI E LA MORFOLOGIA GLACIALE Limite delle nevi persistenti e i ghiacciai. Distribuzione attuale dei ghiacciai. I ghiacciai quaternari. Classificazione dei ghiacciai. Classificazione su basi morfologiche. Classificazione su base termica. I ghiacciai dell antartide. I ghiacciai della groenlandia. Le calotte glaciali minori (icecap). I ghiacciai di montagna. Bacino di alimentazione e bacino di ablazione. Bilancio di massa dei ghiacciai Dinamica dei ghiacciai. Alimentazione ed ablazione: il bilancio di massa.. Il movimento dei ghiacciai. Flusso distensivo e flusso compressivo. Morfologie da flusso. Le forme sopraglacialile morene medianeconi e funghi di ghiacciopiramidi di ghiacciotorrenti, inghiottitoi e laghi epiglacialiil modellamento glaciale L'erosione glaciale. Forme di erosione glaciale. La sovraescavazione glaciale. Rocce montonate. Circhi e valli glaciali. I fiordiforme di erosione glaciale associate alle calotte glaciali quaternarie. Trasporto e sedimentazione glaciale. Le forme di sedimentazione glaciale. Le morene. Archi e cordoni morenici. Massi erratici.i depositi fluvioglaciali. L) MORFOLOGIA PERIGLACIALE L ambiente periglaciale. Il permafrost. Le forme periglaciali. Suoli strutturati. Cunei di ghiaccio. Pingo. Palsa.Forme prodotte per termocarsismo.forme di nivazione. Coni e falde di detrito. Block-fields, blockslopes e blockstreams. Rock glaciers. Forme di crioplanazione. Forme dovute al geliflusso e alla gravita in ambiente periglaciale. Forme fluviali tipiche delle regioni periglaciali M) MORFOLOGIA COSTIERA L ambiente costiero. I movimenti del mare e la loro azione morfodinamica. Moto ondoso, treni d'onda e loro interazione con i fondali. Riflessione, rifrazione e diffrazione del moto ondoso.i processi costieri. L erosione marina, il trasporto e la sedimentazione. Classificazione morfologica delle coste. Coste alte e loro evoluzione. Le falesie. Ripe e piattaforme di erosione. Le coste di sommersione. Le coste di emersione e i terrazzi marini. Le spiagge. Tipi di spiagge. Spiagge di fondo baia e spiagge di zeta bay. Frecce litoranee. barre cuspidate e Tomboli. Cordoni litoranei. Barrierislands e lagune costiere. I delta. Gli estuari. Le piane tidali. Le coste a mangrovie. Le coste vulcaniche. Le scogliere coralline. N) GEOMORFOLOGIA STRUTTURALE Rapporti tra morfologia e struttura geologica.morfotettonica e morfoselezione. Le forme strutturali. Geotessiture, morfostrutture e morfosculture.le grandi unità morfologiche a scala globale. I processi esogeni e la morfoselezione. Influenza delle caratteristiche litologiche del substrato sul modellamento del rilievo. Erosione differenziale (o selettiva) e forme connesse. Morfotettonica. Superfici strutturali e di spianamento Morfostrutture tabulari (mesas, esplanade). Morfostrutture monoclinali (cuestas, hogback, flatirons). Morfostrutture a pieghe. Rilievi di tipo giurassico e di tipo appalachiano. Domi e bacini. Morfostrutture a blocchi fagliati. Scarpate di faglia e loro evoluzione. Scarpate di linea di faglia. Gli indizi morfologici di tettonica recente: indizi lineari e indizi areali. Rapporti tra rete idrografica e struttura geologica. Il reticolo a traliccio: corsi d acqua conseguenti, susseguenti, resequenti e obsequenti. Corsi d acqua cataclinali, ortoclinali e anaclinali. Sovraimposizione ed antecedenza dei corsi d acqua; valli epigenetiche. I reticoli idrografici delle catene montuose a pieghe. Condizionamenti sul reticolo idrografico dei sistemi di faglia. O) GEOMORFOLOGIA VULCANICA Tipologia delle eruzioni vulcaniche, e loro effetti geomorfologici. I prodotti vulcanici. Le forme vulcaniche positive. Le forme vulcaniche negative. Evoluzione geomorfologica degli edifici vulcanici. Forme legate alle manifestazioni vulcaniche tardive P) PRINCIPI DI CARTOGRAFIA GEOMORFOLOGICA Interpretazione in chiave geomorfologica delle carte topografiche. Profili morfologici a vista. Le carte tematiche a carattere geomorfologico. Le carte geomorfologiche. La

3 legenda delle carte geomorfologiche. Lettura e interpretazione di carte geomorfologiche. Il corso prevede alcune escursioni didattiche in campagna. Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente) Idrografia, Climatologia, Lettura delle carte topografiche, Classificazione delle roccie, Elementi di base di Stratigrafia, Cenni di tettonica. Saperi imprescindibili(1) Degradazione meteorica e denudazione dei versanti. Morfologia fluviale. Morfologia carsica. Morfologia eolica. Morfologia glaciale. Morfologia costira. Geomorfologia strutturale. Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità) Obiettivi formativi:- Conoscenza approfondita dei processi e degli agenti del modellamento della superficie terrestre. Conoscenza approfondita delle forme del rilievo, in relazione agli agenti e ai processi morfogenteici. Capacità critica della valutazione della pericolosità geomorfologica e dell evoluzione morfologica del rilievo in ambienti morfoclimatici diversi. Risultati dell apprendimento:conoscenze acquisite - gli studenti che abbiano superato l esame avranno conoscenze di base sul modellamento della superficie terrestre in relazione all attività degli agenti endogeni e degli agenti esogeni. Essi saranno inoltre capaci di correlare le principali forme del rilievo con le litologie e le strutture geologiche affioranti. Risultati dell apprendimento: gli studenti che abbiano superato l esame saranno in grado di: applicare nel contesto geologico nozioni e principi utili per valutare l evoluzione morfologica del rilievo e per analizzare e prevedere la pericolosità geomorfologica, connessa con l attività modellatrice del rilievo operata dagli agenti esogeni. Valutazione (6) CONTENUTO (2) Ore in aula (3) Ore studente a Ore studente (9 CFU) casa (4) totali (5) 7 Aula (Lezioni frontali) Prova scritta e Prova orale 1 Esercitazioni Laboratorio naturale (lavoro di terreno) (7) Seminari Altro Valutazione finale Prova scritta + Prova orale Testi consigliati 1 Ciccacci S. Le Forme del Rilievo - Atlante illustrato di Geomorfologia -II edizione(2015) MONDADORI. Milano 2 - Castiglioni G.B. - Geomorfologia(1986) UTET. Torino 3 Summerfield M.A. Global Geomorphology (1991) LONGMAN Singapore

4 LAUREA IN GEOLOGICAL SCIENCES GEOMORPHOLOGY A.Y. 2016/2017 Teacher: Prof. Sirio Ciccacci, Dipartimento di Scienze della Terra, 1stfloor, room 201, phone , Target Students: II year, II semester Unit level: introductory Pre-requisites: basic knowledge Physical Geography; Geology Credits Credits (CFU): 9 Teaching modality: traditional. Attendance: optional. Description of the contents A) INTRODUCTION The purpose and scope of geomorphoilogy. Key concepts in geomorphology. Geomorpological factors.geomorphicprocesses and agents. Endogenic and exogenic processes and agents. Climate controls on morphogenesis: Biostasy and resistasy. B) WEATHERING AND ASSOCIATED LANDFORMS The weathering system. The nature of weathering. Water and weathering. Chemical weathering. Physical weathering. Products of the weathering. The relative share of mechanical and chemical weaqthering in different morphoclimates. Landforms due to weathering: honeycomb, tafoni, tors etc. C) Il MODELLAMENTO DEI VERSANTI Denudation andslope developement. Mass movement processes. Talus slopes and cones. creep, soil creep,, solifluction and gelifluction. Landslide. Landslide classification. Water erosion and solute transport on slopes. Splash erosion, sheet erosion, rill and gully erosion. Bedlands, Calanchibadlands, Biancanebadlands, Earth pillars. Debris flow and mud flow. Colluvial deposits. D) FLUVIAL PROCESSES AND LANDFORMS Drainage basin hydrology. Channel discharge. Open channel flow. Laminar and turbulent flow. Velocity of flow. River energy and fluvial processes. Fluvial erosion. Sediment entrainment. Fluvial transport and deposition. Drainage basin.the longitudinal stream profile. Base level and profile developement. Equilibrium tendency in profile development. Fluvial erosional landforms. Fluvial valley. Valley cross-section forms. Depositional fluvial landforms. Alluvial fans. Alluvial plains. Fluvial mouth. Stream channel patterns in relation on fluvial dinamics. Meandering channels evolution. Incised meanders. River terraces. Orografic and alluvional terraces. Eustatic, climatic e tettonic terraces. Davis cycle. E) KARST PROCESSES AND LANDFORMS Karst processes in carbonatic and evaporitic rocks. Ground karst landforms. Underground karst landforms. Karst landscapes. Climate an karst morphogenesis. Tropical karst. F) AEOLIAN PROCESSES AND LANDFORMS Aeolian activity. Aeolian erosion, trasport and deposition. Deflation and abrasion. Erosional landforms. Ventifacts. Yardangs. Deflation hollows. Deflation basins. Depositional landforms. Ripples. Dunes. Classification of dune morphology. Free dunes. Development of free dunes. Impeded dunes. Development of impeded dunes. G) GEOMORPHOLOGY OF ARID REGIONS The arid realm. Morpho-climatic classification of arid regions.morpho-structural classification of arid regions.prevailing morphogenetic processes in the arid regions.hill and mountain morphology in arid regions. Slope development in arid zones. Pediments and glacis. Alluvial fans and bajadas.rocky deserts. Base-level lakes and plains: playa lakes, playas, salinas, sabkhas, etc. Sand deserts. Ergs. Oasys. Fossil ergs. Geomorfological characteristic related to arid-humid climatic changes in the SaharaDesert. H) GEOMORPHOLOGY OF THE HUMID TROPICAL REGIONS. Characteristic morphological features of the humid tropical regions. Mountain tropical regions.selva topography. Mass mouvements in humid tropics. Cratonic tropical areas.landforms due to superficial waters in the cratonic tropical areas.laterites, bauxites and duricrosts, and associated Landforms. Planation processes in tropical regions. Etchplain, peneplains and pediplains.etchsurface. Duble planation surfaces. Inselberg. Bornhardt and boulder inselberg. Tropical karst. I)GLACIERS AND GLACIAL MORPHOLOGY The formation and characteristic of glacier ice. Glacier distribution and classification. The mass budget of glaciers.

5 Accumulation and ablation. Glacier motion. Mechanism of ice movement. Glacier flow. Glacial erosion. Erosional landforms. Glacial transport and sedimentation. Till and morains. Morain arches. Erratic boulders. Drumlins and drumlin fields. Fluvio-glacial deposits. L) PERIGLACIAL PROCESSES AND LANDFORMS The periglacial environment. Characteristic and distribution of permafrost. Periglacial processes and landforms.. Pattern ground. Ice wedges. Pingos. Palsas.Termokarst.Nivationlandforms.Talus slopes and cones. Block-fields, block slopes e block streams. Rock glaciers. Grèzeslitées. Cryoplanation landforms. Landforms due to gelifluxion and to gravity in periglacial environment. Tipical fluvial landforms in the periglacial regions. M) COASTAL PROCESSES AND LANDFORMS The coastal environment. Wawes, tides and currents. Reflection, refraction and diffraction of wawes. Longshore current. Rip current. Coastal processes. Erosional processes. Constructional processes. Sediment transport and deposition. Morphological coast classification. Cliffs and their evolution. Abrasion platforms. Plunging cliffs. Submerged coasts. Emerged coasts and marine terraces. Beaches. Bayhead beaches. Z-bay beaches. Spits. Cuspate forelands. Barrier island and coastal lagoon. Deltas. Estuary. Tidal flats. Mangrove coasts. Volcanic coasts. Corall reefs. Morphological evolution of coastal lines. P) STRUCTURAL GEOMORPHOLOGY Relation between morphology and geological structure. Morphotectonics e morphoselection. Structural landforms.the large morphostructural units of the Earth. Exogenic processes and morphoselection. Selective erosion and associated landforms. Morphotectonics. Structural surfaces and planation surfaces. Tabular morphostructures (mesas, esplanade). Monoclinalmorphostructures (cuestas, hogback, flatirons). Fold belts morphostructures. Domes and bacins. Fault blocks morphostructures. Fault scarp and their evolution. Fault line scarps. Tectonic and drainage development. Superimposed and antecedent drainage. O) VOLCANIC GEOMORPHOLOGY Volcanic activity. Products of volcanic activity. Volcanic positive landforms. Volcanic negative landforms. Geomorphologic evolution of volcanic regions. Landforms due to late volcanic activity. P) PRINCIPLES OF GEOMORPHOLOGICAL MAPPING Thematic and geomorphological maps. Geomorphological maps legends. Geomorphological maps lectures and interpretations. Previous knowledge (from past courses or from the educational career) Hydrography, Climatology, Topographic map interpretation,rocks classification, Elements of Stratigrafy, Outlin of Tectonics. Unavoidable knowledge Weathering and slope processes and landforms.fluvial Morphology. Karst Morphology. Aeolian Morphology. Glacial Morphology. Coastal Morphology. Stuctural geomorphology. Developing competencesandlearning outcomes Educational goals:knowledge of agents and processes which create the Earth surface landforms. - Knowledge of the landforms, in relation with morphogenetic agents and processes. - Evaluation of geomorphological hazards and geomorphic evolution of the landscape in different morphoclimatic regions. Developing competences and learning outcomes Educational goals: successful students will be able to understand basic principles of Geomorphology and to recognize the main earth surface landforms. Learning ouctomes: successful students will be able to apply in geological contexts knowledges and principles for evaluate landscape morphologic evolution and forecast geomorphological hazards, in relation to activity of different geomorphological processes. CONTENT Classroom Home work Hours total Evaluation (9 CFU) hours 7 Frontal lessons Written exam and 1 Practice oral exam 1 Laboratory (field work) Seminars Other (field work)

6 Final evaluation: written and oral examination Texts: 1 Ciccacci S. Le Forme del Rilievo - Atlante illustrato di Geomorfologia- II edizione(2015) MONDADORI. Milano 2 - Castiglioni G.B. - Geomorfologia(1986) UTET. Torino 3 Summerfield M.A. Global Geomorphology (1991) LONGMAN - Singapore 4