Atmosfera e Oceani. Composizione, proprietà e comportamento dell’acqua marina. Gli oceani. La circolazione oceanica. Ricerche oceanografiche e strumentazioni. Il fitoplancton e la produttività primaria. Raccolta, tecniche di preparazione e analisi di campioni. Fitoplancton calcareo. Applicazioni in biostratigrafia e loro utilizzo in paleoceanografia. Traccianti geochimici, biologici e biomarker come proxy paleoclimatici e paleoceanografici. Principali variazioni climatiche del Paleogene.
Rossel-Melè A. and McClymont E. L. 2007 Biomarkers as paleoceanographic proxies. Development in marine geology v.1 pp-441-490.
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Cap.1, cap. 2,
Stoll H.M. & Ziveri P. 2004. Coccolithhophorid-based geochemical paleoproxies. In Coccolithophores Thierstein and Young (Ed.), 529-563. Springer
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The open University Seawater:its composition, properties and behaviour. Ocean circulation. Biological oceanography an introduction.
Obiettivi Formativi
Integrare dati complessi per ricostruire la storia degli oceani e interpretare la documentazione delle successioni marine. Capire le problematiche e il potenziale dei principali proxy paleoceanografici. Capacità di eseguire un campionamento, di preparare smear-slides, di riconoscere e utilizzare il fitoplancton calcareo in biostratigrafiche e ricostruzioni paleo-ambientali e paleoceanografiche.
Prerequisiti
Corsi di Paleontologia e Geologia
Metodi Didattici
Lezioni teoriche ed esercitazioni che prevedono tecniche di preparazione dei campioni in laboratorio, osservazioni al microscopio ottico per l’identificazione del fitoplancton calcareo. Escursione in campagna
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale: Lo studente sarà tenuto a rispondere ad alcune domande relative agli argomenti principali trattati nel corso. Si valuterà quindi la capacità critica sulle problematiche del corso. Prova pratica al microscopio ottico finalizzata al riconoscimento di nannofossili calcari e foraminiferi.
Programma del corso
Elementi di oceanografia
Come la scienza di Oceanografia si è sviluppata. L’atmosfera e l’Oceano. I venti, zone climatiche, gli uragani.
L’acqua marina: sua composizione, proprietà e comportamento. Il ciclo idrologico. Temperature negli oceani. Distribuzione delle t° superficiali, t° e profondità, termoclino. Salinità negli oceani, vartazioni e misura. Densità e pressione negli oceani, stratificazione e mixing. Eddies. Luce e suoni nell’acqua marina. Composizione chimica dell’acqua marina, nutrienti e gas. Reazioni chimiche e biologiche nell’acqua.
Acqua di mare e il ciclo globale.
Le correnti oceaniche
Azione dei venti sulle acque superficiali. Spirale di Eckman, correnti geostrofiche, pressione densità e topografia dinamica. Divergenze e convergenze. Eddies. La circolazione oceanica superficiale e profonda. Circolazione termoalina, NADW. NAO. Circolazione del Mediterraneo. El-Nino. La Corrente del Golfo.
Oceanografia biologica
Classificazione dell’ambiente marino. Fitoplancton e produzione primaria. Zooplancton, Necton e benthos. Distribuzione degli organismi. Idrotermal vents.
Organismi marini utili nella biostratigrafia e ricostruzioni ambientali- paleoambientali.
L’Importanza e utilizzo dei microfossili. Organismi utili nella biostratigrafia e nelle ricostruzioni paleoambientali.
Coccolitoforidi: cenni di biologia, ecologia, biogeografia, caratteri morfologici e principi di classificazione; distribuzione nella zona fotica e dalla piattaforma agli oceani, relazioni con i nutrienti e con la luce, con il clima e con la circolazione oceanica. Distribuzione e risoluzione stratigrafica. Zonazioni standard. Applicazioni biostratigrafiche, paleoecologiche e paleoceanografiche.
Foraminiferi: cenni di biologia, ecologia, biogeografia, caratteri morfologici e principi di classificazione. Foraminiferi planctonici e bentonici. Utilizzo in biostratigrafia e per ricostruzioni paleoclimatiche e paleoceanografiche.
Ricerche oceanografiche.
Sedimenti oceanici. Ricerche oceanografiche e programmi di ricerca. Perforazioni oceaniche. Metodi di raccolta, tecniche di preparazione e analisi di campioni. Analisi delle carote, descrizione e campionamento. Analisi quantitatitive e semiquantitative. Astrocronologia, ciclistratigrafia. Ciclicità orbitale.
Principali proxy paleoclimatici e paleoceanografici:
Proxy biotici e geochimici.
Gli organismi planctonici (foraminiferi e nannofossili calcarei) come indicatori di eventi climatici e paleoceanografici a breve e lungo termine (casi dalla letteratura).
Proxy geochimici per la temperatura d18O, Alkenoni, d13C, Mg/Ca, TEX 86 e
produttività Ca/Ba, Mn, 187Os/186Os, Cd/Ba.
Esempi ed analisi delle principali variazioni climatiche nel Fanerozoico:
Eventi ipertermici del Paleocene, Paleocene-Eocene Thermal Maximum, MECO, EECO, Glaciazione nell’emisfero sud al limite Eocene-Oligocene.
Risposta delle associazioni fossili di ambiente marino alle variazioni dei principali parametri ambientali.
Laboratorio.
Lettura, Precisione e affidabilità del metodo stratigrafico, Biostratigrafia integrata. Biocronologia. Analisi ciclotratigrafiche. Dalla raccolta dei campioni alla ricostruzione di uno schema bio-magnetostratigrafico con analisi ciclostratigrafiche di dati geochimici e paleontologici.
Discussione e sintesi scritta di un articolo.
Escursione fuori sede:
Area di Gubbio. Successione umbra marchigiana: sezione della Contessa e Bottaccione. Eventi ipertermici e eventi anossici. Visita al CNR-ISMAR di Bologna. Strumentazione e tecniche marine.