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Academic Year/course: 2018/19

541 - Master's in Geology: Techniques and Applications


Syllabus Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
60435 - The Earth: processes and interactions at large scales
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
541 - Master's in Geology: Techniques and Applications
ECTS:
5.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

4.1. Methodological overview

The aim of this course is to provide a planet-wide perspective on the energy and matter flows in the Earth. These global flows have a large impact on the Earth surface, thus affecting life in a fundamental way by conditioning the value of most environmental variables (atmosphere composition, surface temperature, presence or absence of a liquid hydrosphere, ocean chemistry, climate, etc.). They are also the drivers of geological processes in the crust and the mantle underneath. From this point of view, it can be said that global energy and matter flows are the first order "predictors" of the type and characteristics of terrestrial superficial environments.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning activities: 

  • Activity 1 - Lectures (2.4 ECTS) to present the key concepts and the theoretical basis of the course.
  • Activity 2 - Practice sessions (1.8 ECTS) are dedicated to software or general applications for the solving of specific problems.
  • Activity 3 - Seminars (0.8 ECTS) to discuss about some topics previosuly selected by the course teachers.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Topic 1. Earth's global energy budget (8 hours)

  • Principles of heat transfer; thermal properties of solids and liquids; heat flow and geotherm; sources and sinks of thermal energy; Earth's thermal history and current thermal budget; thermal anomalies; geothermics and geothermal exploration.

Topic 2. Chemical geodynamics and global geochemical cycles (8 hours)

  • Basics of cycles, reservoirs, stationary states and residence times; the water cycle and its role in Earth's dynamics; global bio-geochemical cycles of carbon, sulphur and nitrogen.

Topic 3. External effects of Earth's internal large-scale processes (8 hours)

  • Magmatism, metamorphism and their effect on atmosphere, hydrosphere and biosphere; mountain building and its interaction with climate; consequences of changes in the distribution of land masses; applied geothermics; distribution of key chemical elements in the Earth's surface; natural and anthropogenic geochemical anomalies.

 

Practice sessions

  • There are 9 two-hour practice sessions and 4 two-hour seminars on topics covered during the lectures.

4.4. Course planning and calendar

The course (Earth - processes and interactions at large scales), of 5 ECTS, is taught during the second semester in four-hour sessions, one per week (Monday, 09-13h). Each sesion comprises a theoretical part and a practical part whose duration depends on the topic.

In detail, the 125 hours of student work are divided as follows:

  • Total Number of Hours of Student Work (autonomous work): 75
  • Hours of Lectures/Seminars: 24
  • Hours of Practice/Problem Sessions: 26
  • Days of Fieldwork: 0 

Assessment details

  • Written Exam: 30% (three written exams, one at the end of each topic; 10% each)
  • Coursework: 70% (Practice session reports, 50%; Seminars, 20%)

 

Moodle Page: https://moodle2.unizar.es/add/


Curso Académico: 2018/19

541 - Máster Universitario en Geología: Técnicas y Aplicaciones


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
60435 - La Tierra: procesos e interacciones a gran escala
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
541 - Máster Universitario en Geología: Técnicas y Aplicaciones
Créditos:
5.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Módulo:
---

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general expuesto en el apartado anterior se puede concretar en 3 objetivos específicos: (1) entender los mecanismos que condicionan los flujos de materia y energía en el planeta; (2) interpretar los efectos que estos flujos tienen a escala global y a largo término; y (3) interrelacionar los procesos geológicos globales con sus consecuencias locales para la vida, el medio ambiente y el hombre.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura forma parte del bloque de materias optativas de la titulación, todas ellas de igual carga académica (5 créditos ECTS).

Si bien el contenido de esta asignatura parte de los conocimientos generales que debe tener un estudiante sobre la dinámica de nuestro planeta, su enfoque se aparta de los planteamientos tradicionales, puesto que considera esta dinámica de modo global y a largo término, integrando conceptos y consecuencias que, en los niveles formativos inferiores, se ven habitualmente fragmentados o sin la suficiente interrelación entre cada uno de los procesos que actúan y sus consecuencias, tanto generales como locales.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

La asignatura integra la actividad docente de teoría, seminarios y prácticas de gabinete y ordenador en sesiones teórico-prácticas de cuatro horas de duración, y ha sido diseñada para que pueda ser superada mediante evaluación continua. Es por lo tanto recomendable adoptar un plan de trabajo continuado para poder seguir adecuadamente la asignatura durante su desarrollo. 

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Competencias generales:

  • (CG2) Ser capaces de intercambiar y debatir la información procedente de diversas fuentes de información (escrita, oral, numérica, gráfica)
  • (CB6) Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • (CB7) Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

Competencias transversales:

  • (CT1) Utilizar inglés científico para la obtención de información.
  • (CT2) Ser capaces de gestionar, discriminar y seleccionar las fuentes de información bibliográfica.

Competencias específicas:

  • (CE1) Desarrollar la capacidad de analizar, sintetizar y resumir información geocientífica previa de manera crítica.
  • (CE2) Ser capaz de reunir e integrar varios tipos de evidencias para formular y probar hipótesis, aplicando el método científico en el marco de las investigaciones geológicas.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  • Comprende los flujos de energía y materia a escala planetaria.
  • Reconoce los procesos fundamentales que contribuyen a la dinámica interna del planeta.
  • Relacionar los procesos internos con sus consecuencias externas, tanto para la vida en general como para el ser humano en particular.
  • Identifica las interacciones principales entre los subsistemas que componen el planeta Tierra.
  • Predecir las consecuencias locales de los procesos de escala planetaria.
  • Cuantifica los procesos, sus interacciones y sus consecuencias, tanto a escala local y tiempos cortos como a escala global y tiempos largos.
  • Aplica los conocimientos adquiridos a la resolución de problemas prácticos relacionados con procesos geológicos y sus riesgos asociados, fuentes de energía y temas medioambientales.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El estudiante aprende a ver la Tierra globalmente, como una máquina térmica compuesta por múltiples subsistemas cuyas interacciones provocan complejos bucles de realimentación, tanto positivos como negativos, que, en última instancia, son los responsables de la evolución conjunta de las diferentes geosferas y de la vida. Dada esta visión global, los contenidos de esta asignatura son de aplicación en cualquier estudio geológico en el que se consideren escalas espaciales o temporales suficientemente amplias.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

Evaluación continua

  1. La actividad 1 (clases magistrales) se evaluará mediante cuestionarios teórico-prácticos individuales realizados al finalizar cada uno de los tres bloques temáticos de contenidos. La evaluación de estos cuestionarios supondrá el 30% de la calificación de la asignatura.
  2. La actividad 2 (clases prácticas) se evaluará mediante la entrega y valoración de los informes de resultados de cada una de las sesiones prácticas realizadas, elaborados y entregados en el plazo que se establezca (habitualmente una semana después de la sesión práctica). La evaluación de las prácticas supondrá el 50% de la calificación de la asignatura.
  3. La actividad 3 (seminarios) se evaluará a partir de los trabajos personales o en grupo presentados por cada alumno. La evaluación de esta actividad supondrá el 20% de la calificación de la asignatura

Evaluación global

Para aquellos alumnos que no hayan superado la asignatura mediante las actividades de evaluación continua se realizará un examen escrito teórico-práctico, mediante el que se evaluara la adquisición de las mismas competencias que en evaluación continua. El examen podrá incluir cuestiones relacionadas con textos científicos cuyas referencias se facilitarán con una antelación mínima de una semana respecto a la fecha de realización del examen.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La asignatura tiene una vertiente teórica y otra aplicada, lo que queda reflejado en las metodologías docentes usadas para el proceso de aprendizaje, que son las siguientes:

  1. Clase magistral (2,4 ECTS)
  2. Prácticas en aula informática (1,8 ECTS).
  3. Seminarios (0,8 ECTS).

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Actividad 1. Clases magistrales: 24 horas presenciales. Esta actividad está diseñada para desarrollar los conceptos y las bases teóricas de la asignatura, según el programa que se detalla en el apartado 5.3.

Actividad 2. Prácticas de gabinete y en aula informática: 18 horas presenciales. Durante las prácticas de gabinete se resolverán una serie de problemas relacionados con los contenidos teóricos de la actividad 1. En las prácticas en aula informática se utilizarán tanto programas específicos como aplicaciones generales para plantear y resolver problemas más complejos que los desarrollados en las prácticas de gabinete.

Actividad 3. Seminarios: 8 horas presenciales. En esta actividad, sobre temas o problemas propuestos con antelación por los profesores,  los alumnos elaborarán un resumen o una breve exposición sobre el tema, pasando posteriormente a una discusión en grupo.

Actividad 4. Trabajo personal del estudiante (75 horas no presenciales). Tiempo necesario por parte del estudiante para afianzar los conocimientos teóricos y realizar los informes y las memorias de prácticas.

 

4.3. Programa

 

Programa de teoría

Bloque 1: Balance energético del planeta Tierra. (8 horas)

  • Tema 1. (2h). Breve introducción a la asignatura: contenido y objetivos. Transferencia de calor: radiación, conducción y convección. Propiedades térmicas de sólidos y fluidos. Flujo térmico. Geotermas. (PRÁCTICA 1).
  • Tema 2. (1h). Fuentes y sumideros de energía. Historia térmica y estado térmico actual de la Tierra. (PRACTICA 2).
  • Tema 3. (2h). Anomalías térmicas: origen y evolución. (PRÁCTICA 3).
  • Tema 4. (3h). Geotermia e hidrotermalismo: Exploración de los recursos geotérmicos a escala regional y de detalle; Modelos conceptuales pre-perforación; Mineralogía de la alteración hidrotermal; Registro de pozos; Modelos conceptuales después de la perforación exploratoria.  (PRÁCTICA 4).

Bloque 2: Geodinámica química y ciclos geoquímicos. (8 horas)

  • Tema 5. (1h). Conceptos de ciclo, reservorio, estado estacionario y tiempo de residencia. (PRÁCTICA 5).
  • Tema 6. (2h). El ciclo del agua y su papel en la dinámica del planeta Tierra: interacciones entre geosferas, atmósfera e hidrosfera. (PRÁCTICA 6).
  • Tema 7. (5h). Ciclos (bio-) geoquímicos globales del carbono, el azufre y el nitrógeno. (PRÁCTICA 7).

Bloque 3: Efectos externos de la dinámica interna. (8 horas)

  • Tema 8. (2h). Magmatismo, metamorfismo y sus efectos sobre la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. (SEMINARIO 1).
  • Tema 9. (2h). Orogenias: interacciones con el clima terrestre. Consecuencias de los cambios en la distribución de las masas emergidas y océanos. (SEMINARIO 2).
  • Tema 10. (2h). Geotermia aplicada: recursos geotérmicos de alta y baja entalpía. (PRÁCTICA 8). (SEMINARIO 3).
  • Tema 11. (2h). Elementos químicos importantes: valores normales y anomalías, tanto naturales como antropogénicas. (PRÁCTICA 9). (SEMINARIO 4).

 

Programa de prácticas y seminarios

Prácticas de ordenador (9 prácticas de 2 h de duración)

  • Práctica 1. Geotermas: calibrado de una geoterma continental con datos geotermobarométricos de xenolitos.
  • Práctica 2. Modelos de evolución térmica de la Tierra: parametrización clásica y modelos alternativos.
  • Práctica 3. ¿Cuánto calor y cuánta materia transportan las plumas del manto hasta la superficie?
  • Práctica 4. Desarrollo de las etapas completas en un proyecto de investigación geotérmica y los recursos hidrotermales asociados.
  • Práctica 5. Determinación del tiempo de residencia de algunos elementos mayores y menores en diferentes geosferas. Implicaciones ambientales.
  • Práctica 6. El efecto invernadero y las aguas oceánicas. Equilibrios del carbonato y proyección a futuro.
  • Práctica 7. Distribución de los isótopos estables del S en la Naturaleza. Casos prácticos.
  • Práctica 8. Estudio de casos prácticos para recursos geotérmicos diversos explotados en la Península Ibérica (Galicia, País Vasco, Cataluña, Campo de Calatrava, Mallorca, Sector de Murcia y Cabo de Gata, Islas Canarias). 
  • Práctica 9. Anomalías de metales pesados en medios naturales. Modelo de dispersión e interpretación.

 

Seminarios (4 seminarios de 2 h de duración).

  • Seminario 1. Gases y aerosoles volcánicos. Efectos y consecuencias climáticas.
  • Seminario 2. Eventos geológicos de gran escala y sus consecuencias globales.
  • Seminario 3. Exposición metodológica completa de todas las etapas a considerar en un proyecto geotérmico.
  • Seminario 4. Efecto del Pb. Hg y As ambientales en la salud humana.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

La asignatura se desarrollará durante el segundo cuatrimestre del curso en sesiones teórico-prácticas, según el horario oficial de clases de la Facultad de Ciencias.  Las fechas para la presentación de ejercicios o seminarios se indicaran con suficiente antelación durante el desarrollo de la asignatura. Las fechas de exámenes serán las fijadas por el calendario de exámenes de la Facultad de Ciencias.

  • Comienzo de las clases: Al inicio del segundo cuatrimestre, según el calendario académico de la Facultad de Ciencias.
  • Finalización de las clases: mes de mayo del año en curso.
  • Entrega de los informes de prácticas: Como norma general, una semana después de la realización de cada práctica.
  • Exámenes parciales: Tres exámenes teórico-prácticos, uno al final de cada bloque temático de la asignatura, en las fechas que oportunamente se indicarán.
  • Exámenes globales: en las fechas que se determinen en el calendario de exámenes de la Facultad de Ciencias para cada convocatoria.