37° Ciclo - Bando per l'ammissione

Il bando per l'ammissione al XXXVII Ciclo del corso di Dottorato in Sistema Terra e Cambiamenti Globali – a.a. 2021/2022 è disponibile a questo indirizzo.

Argomenti di interesse prioritari per i progetti di ricerca (lingua Inglese):

The Tiber basin is the largest intermontane continental basin along the Apennines, today recognized as a complex depositional system deriving from the coalescence of lacustrine, palustrine, and fluvial environments alternating in space and time. Our knowledge of the tectonic-sedimentary and environmental evolution of the basin is biased by the lack of well-constrained chronological data. We welcome projects aimed at the study/reappraisal of the paleontological features (taxonomy, taphonomy, biochronology, paleobiology, paleoecology) of selected sites in the Tiber basin and neighboring areas. Projects have to focus on macro- and micro-vertebrates and should be carried out also by 3D modeling and analysis. We advocate an interdisciplinary approach with the combination between the collected data and those from paleobotany, sedimentology, magnetostratigraphy, geochronology, etc. The candidate is expected to have solid knowledge on vertebrate paleontology and taphonomy. Basic skills on collection and lab preparation of fossil vertebrates are welcome.

The study of onset and evolution of sedimentary basins in their geodynamic framework, and the characterization of their internal architecture, is a classical and wide geological theme, involving a variety of disciplines and methods, including stratigraphy, sedimentology, structural geology, tectonics and geophysics; and were the basin analysis can be approached also with modern techniques of numerical and/or numerical modelling. All these approaches are welcome for the proposed projects, with a preference for multidisciplinary and multitasking studies, based on the integration of different methods and data-sets, and discussing the possible application to the problems of exploration and of energy resources and to gas and carbon dioxide storage, as contributes to the face the challenges of the energy transition.

Geopolymers, a new environment-friendly cementitious material, are attracting greatly the attention because they can reduce the CO2 emission caused by the cement industry, they can take natural or waste products as the primary raw materials and their physio- chemical properties (fire and chemical corrosion, mechanical strength, durability, flexibility…) are excellent. In particular geopolymers have impressed as a promising material for restoration, both of modern and historical construction. Between the suggested wastes to geopolymer production, recent studies have indicated the earthquake rubbles which, in the affected areas, could allow a local efficient, accountable and sustainable re-use. Projects aimed to study the strengths and weakness of innovative geopolymer based on earthquake rubbles and their performance in the restoration on historical building are welcome. The candidate is expected to have a solid preparation on geomaterials and on the main methodologies for the chemical, physical, mineralogical, mechanical characterizations of solid state materials.

The Quaternary post-orogenic basins located in the Northern Apennines are a unique opportunity for analyzing the evidences and the relationship between the recent and active tectonic evolution and their geomorphological signature. The investigation of the morphostructural and morphometric evidences, already tested in other areas both worldwide and in the Apennines has put in evidence the high potential of the interaction between geomorphology and structural geology supported by field work, quantitative approaches and GIS analysis. To strengthen this line of research we welcome projects with an interdisciplinary approach, aimed at the integration of both long-term structural data, mid-term deformation and geomorphologic evidences coupled with quaternary geochronological data. The candidate should be capable to map features in the field with special reference to Quaternary deposits, to manage digital/analogic aerial photos in photointerpretation means, and to use Geographical Information System for visualize and analyze spatial data. The knowledge of the basis of geomorphometry is welcome.

Temperature is a key factor in all processes affecting the solid Earth but in spite of the existence of high number of measurements of heat flow in the world, the temperature distribution inside Earth is still very uncertain. The problem lies in the impossibility of accessing Earth’s interior, except for shallow depths, causes the temperature to be derived by models that are strongly influenced by the thermal properties of the materials. The Western Umbria region (Central Apennines), thanks to its proximity to the western Tuscan geothermal fields, constitutes a promising area where a low enthalpy geothermal network can be developed. We welcome project aims to create a mapping of the thermophysical properties (thermal conductivity, thermal diffusivity, density,) of the different rocks constituting the subsoil, to constrain the geothermal calculation and to evaluate the low enthalpy geothermal potential. Candidates are expected to be familiar with numerical modeling and laboratory measurements.

Machine learning (ML) is a sub-field of Artificial Intelligence. It concerns the use of algorithms to detect patterns in large data sets and using these patterns to predict trends, classify, or make strategic decisions. A characteristic of ML tools is that they are not developed to process conceptual models defined a priori. Instead, they attempt to uncover the complexities of large data sets through so-called learning. The goal is to convert experience (i.e., data) into “expertise” or “knowledge”. We welcome projects aimed at investigating pre-eruptive magma storage conditions in volcanic plumbing systems and the processes leading to eruption using classical methods and techniques based on ML. Projects should include how the candidate intends to combine petrological, statistical, and programming (Python is desirable) tools. Also, proposals should include a plan for the analysis of textures and geochemistries (major and trace elements) of eruptive products for one or more study cases.

The project aims to investigate at laboratory and field-scale the soil dynamic, i.e. infiltration and erosion processes. Erosion is essential to be quantified because it is responsible for siltation in water bodies, degradation of lands and quality of lakes and rivers, slope stability, etc. In general, the USLE family models and available distributed models quantify the sediment produced at catchment scale based on rainfall intensity, topography, land use, and agricultural practices. These models need to be tested and calibrated on different spatial scales and weather conditions. The project is part of active collaboration with the Department of Agriculture Food and Environmental Science of Perugia University. Data from an experimental field close to Perugia, coupled with remote sensing data, will be used to reach the project goal.

Cicli di dottorato attivi

  • 37° Ciclo: Triennio 2021-2024;
  • 36° Ciclo: Triennio 2020-2023.

Descrizione e obiettivi del corso

Il corso di dottorato in “Sistema Terra e Cambiamenti Globali”, di nuova istituzione, è focalizzato a formare specialisti con competenze innovative ed interdisciplinari, in grado di affrontare problematiche relative alle dinamiche terresti, allo sfruttamento delle risorse energetiche rinnovabili (e non) e dei geomateriali, nonché ai possibili reimpieghi di materie prime-seconde nell'ottica di un'economia circolare, alla mitigazione dei rischi geologici (sismico, vulcanico e idro-geomorfologico).
Inoltre, il corso di dottorato fornirà opportunità di formazione, sia in ambito nazionale che internazionale, sulle tematiche riguardanti il cambiamento climatico, le strategie di mitigazione dei rischi naturali e/o indotti, la domanda di risorse naturali e la sostenibilità ambientale.
L'attività del Corso e la sua offerta formativa poggiano innanzitutto sulla esperienza e la qualificazione dei membri del Collegio dei docenti, le cui ricerche hanno garantito costantemente l'attrazione di fondi competitivi sia di carattere nazionale (p.es. PRIN, PNRA) e internazionale (p.es. ITN, ERC); si gioveranno inoltre delle numerose collaborazioni, già in atto, con qualificate istituzioni accademiche e di ricerca a livello internazionale, nonché delle collaborazioni attivate con soggetti pubblici (p.es. INGV, CNR, ENEA, ARPA, etc..) e privati (p.es. ENI, ENEL, COLACEM, etc…).

Il corso di dottorato in “Sistema Terra e Cambiamenti Globali” formerà esperti di elevato profilo tecnico-scientifico, in grado di inserirsi in diversi ambiti occupazionali pubblici e privati, come del resto è sempre avvenuto per i dottori di ricerca formati nelle scuole di dottorato di precedente istituzione, incentrate nelle Scienze della Terra. Le competenze aggiornate ed innovative, caratteristiche della nuova scuola, accresceranno ulteriormente le opportunità di inserimento dei neo-dottori in diversi ambiti, quali: le istituzioni accademiche e gli enti di ricerca, nazionali e internazionali, che si occupano di scienze della terra; le agenzie governative che richiedono ricercatori in grado di supportare le decisioni di gestione e politiche per affrontare alcuni dei maggiori problemi ambientali che la società moderna si trova oggi a fronteggiare, anche in un'ottica di sempre maggiore interazione tra operatori e comunità locali (licenze sociali); le aziende pubbliche e private che si occupano di gestione del territorio e mitigazione dei rischi geologici, di reperimento, modellazione e gestione delle georisorse, di produzione sostenibile di risorse minerarie ed energetiche e dello studio e valorizzazione del patrimonio paesaggistico e culturale.

L’attività didattica del Dottorato ha il suo fulcro nel progetto di ricerca svolto dai singoli dottorandi, che saranno fortemente incoraggiati a personalizzare il proprio percorso formativo, al fine di conseguire la migliore formazione possibile nel loro settore di ricerca elettivo.
Per supportare al meglio la costruzione di tale percorso formativo, il Dottorato mette a disposizione le migliori risorse didattiche disponibili all’interno del Collegio dei docenti e negli Atenei e centri di ricerca internazionali con i quali il collegio mantiene collaborazioni di ricerca, programmando ed attivando una serie di attività didattiche, che comprende insegnamenti specifici del dottorato, insegnamenti mutuati dai corsi di laurea magistrale e cicli seminariali.
Nei primi due anni di attivazione del corso, tutte le attività di seguito descritte potranno essere organizzate in comune con il Dottorato di Ricerca in Scienza e Tecnologia per la Fisica e la Geologia (e in particolare con il curriculum Geologia di quel dottorato).

Il nucleo dell’attività didattica è costituito da 8 insegnamenti (mediamente 3 CFU per ogni insegnamento), tenuti da docenti appartenenti al Collegio o da qualificati docenti esterni italiani o stranieri, coerenti con gli obiettivi formativi generali del corso e con gli specifici percorsi formativi dei dottorandi, distribuiti opportunamente nel triennio di attivazione. Comprendono almeno un insegnamento per ciascuno dei macrosettori, indicati come coerenti con gli obiettivi formativi del corso. Alcuni insegnamenti saranno integrati nella forma di “scuole” tematiche (alcune delle quali già consolidate nella attività del Dipartimento di Fisica e Geologia), dedicate a discipline rilevanti rispetto agli obiettivi formativi del corso. Tutti i corsi e le scuole saranno aperte alla partecipazione di dottorandi, provenienti da altri corsi di dottorato dedicati alle Geoscienze, attivati in Italia e all’estero, consentendo agli studenti del corso proficue esperienze di scambio intellettuale.
Gli insegnamenti saranno distribuiti in due periodi:
Primo semestre (e winter schools): dal 1 novembre al 28 febbraio;
Secondo semestre (a summer schools): dal 1 marzo al 31 ottobre.

L’offerta formativa del Dipartimento di Fisica e Geologia comprende da quest’anno due nuovi corsi di Laurea Magistrale (“GeoSciences for Risk and Environment Management” e “Geology for Energy Resources”), le cui tematiche si interfacciano efficacemente con gli obiettivi formativi del Corso di dottorato. Tre insegnamenti (ciascuno di 6 CFU), attivati nell’ambito dei corsi di Laurea magistrale, saranno mutuati dal Corso di Dottorato, per integrare specifiche esigenze formative dei dottorandi iscritti al corso.

Allo scopo di allargare gli orizzonti della conoscenza dei dottorandi ad aspetti specialistici ed innovativi, anche esterni all’ambito specifico della propria ricerca individuale, il Collegio organizza cicli di seminari, tenuti da esperti italiani e stranieri delle discipline oggetto del corso (inclusi i componenti del Collegio o ex-allievi del Corso di Dottorato), che si svolgeranno di regola nel periodo compreso tra il 1 novembre e il 31 maggio.

Il percorso formativo dei dottorandi sarà arricchito da soggiorni presso altre università o enti di ricerca, in Italia (per un periodo medio di 3 mesi) o all’estero, sia nell’ambito delle istituzioni coinvolte nel dottorato (per un periodo medio di 12 mesi), che presso altre qualificate istituzioni (per un periodo medio di 6 mesi).

L’offerta formativa comprende infine attività, organizzate tipicamente in comune tra più dottorati dell’Ateneo, e riferite alle esigenze formative di cui all'art. 4, comma 1, lett. F del D.M. 45/2013, come di seguito descritto.
Formazione disciplinare e interdisciplinare e di perfezionamento linguistico e informatico: corsi di lingua straniera svolti presso il Centro Linguistico d'Ateneo (CLA) con riferimento al Common European Framework of Reference (CEFR), che potranno avere una durata semestrale (10 CFU) o annuale (13 CFU); laboratori informatici, offerti in altri corsi di studio dell'Ateneo, nonché specifici moduli (1-2 CFU ciascuno) relativi a uso di software per analisi dei dati (R, Stata, GIS), programmi per videoscrittura (LaTeX), software specialistici, dedicati all'elaborazione di dati geologici.
Gestione della ricerca, della conoscenza dei sistemi di ricerca e dei sistemi di finanziamento: corsi da 1 CFU, riguardanti le tecniche di progettazione e sviluppo della ricerca; la redazione e gestione dei piani finanziari dei progetti di ricerca; la gestione dei progetti per fasi di avanzamento dei lavori e loro rendicontazione; la gestione deirapporti con i finanziatori.
Valorizzazione dei risultati della ricerca e della proprietà intellettuale: 6 corsi da 1 CFU, che tratteranno: il passaggio dalla ricerca di base alla ricerca applicata; le tecniche di valorizzazione della ricerca; il finanziamento della ricerca applicata; la tutela delle opere dell'ingegno; l'intervento degli atenei a favore dei brevetti; la creazione d'impresa e gli spin off della ricerca.
Tutti i corsi e i moduli descritti in questa sezione prevedono una verifica finale.

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