Isotope geochemistry

Zajęcia obejmują problematykę z zakresu geologii izotopowej odgrywającej współcześnie ważną rolę w różnych dziedzinach nauk geologicznych. Badania stosunków trwałych izotopów wybranych pierwiastków są bowiem wykorzystywane jako precyzyjne narzędzie do badań przebiegu różnych procesów geologicznych, określania warunków temperaturowych i pochodzenia substancji biorących w nich udział. Aplikacje metod izotopowych są poprzedzone omówieniem podstawowych pojęć, mechanizmów frakcjonowania izotopowego, technik preparacji i pomiarów na spektrometrze mas oraz sposobów prezentacji wyników analiz izotopowych. Wykład zawiera także systematyczną charakterystykę składu izotopowego wodoru, węgla, tlenu i siarki w różnych środowiskach geologicznych.

Wykłady obejmują systematyczny przegląd współczesnego stanu wiedzy na temat geochemii izotopów trwałych i możliwości wykorzystania składu izotopowego wybranych pierwiastków jako narzędzia do rozwiązywania rozmaitych problemów geologicznych. W ramach wykładów są omawiane:

-Podstawowe pojęcia (nuklid, izotop, izobar, izoton), podział izotopów, masa atomowa nuklidu i pierwiastka, defekt masy

-Nukleosynteza izotopów

-Fizyczne i chemiczne procesy frakcjonowania izotopowego, efekt kinetyczny i wymiana izotopowa

-Techniki pomiaru stosunków izotopowych na spektrometrach mas, sposoby wyrażania składu izotopowego – definicja wartości delta, wzorce izotopowe

-Preparatyka chemiczna próbek geologicznych do badań izotopowych

-Termometria izotopowa, aplikacje do badań paleoklimatycznych, genezy złóż siarczków i skał krzemianowych

-Zróżnicowanie składu izotopowego tlenu i wodoru w hydrosferze

-Izotopy tlenu i wodoru w litosferze, izotopowe badania interakcji woda-skała

-Skład izotopowy węgla różnych środowisk geologicznych i w biosferze

-Skład izotopowy siarki w przyrodzie

-Geneza podkarpackich złóż siarki rodzimej w świetle badań składu izotopowego

-Izotopy trwałe pozostałych pierwiastków i nowe techniki pomiarowe.

Brak jest podręcznika, który zawiera pełny zakres materiału wykładanego na zajęciach.

Jako literature zalecaną można polecić:

A. Polański – Izotopy w geologii. Wydawnictwa Geologiczne 1979.

J. Hoefs – Stable isotope geochemistry (istnieje kilka wydań i tłumaczeń tego podręcznika, polskiego tłumaczenia brak).

Po ukończeniu Geochemii izotopów student ma rozeznanie jakie jest zróżnicowanie składu izotopowego wybranych pierwiastków lekkich w przyrodzie

- rozumie procesy frakcjonowania izotopowego

- zna metody wykonywania analiz izotopowych

- umie zanalizować wyniki badań izotopowych publikowane w literaturze

- wie, w jakich dziedzinach i w jakim zakresie można wykorzystać metody izotopowe do rozwiązywania problemów geologicznych.

KRK dla kierunku Geologia stosowana

Efekty kierunkowe w obszarze wiedzy

K_W01 – ma wiedzę na temat procesów i czynników kształtujących Ziemię w zakresie geologii ogólnej ze szczególnym uwzględnieniem hydrogeologii, geologii inżynierskiej, tektoniki i kartografii geologicznej, gospodarki surowcami mineralnymi jak również ochrony środowiska

K_W02 – ma wiedzę na temat wielorakich związków między elementami środowiska, powiązaniami abiotyczno-biotycznymi oraz oddziaływaniami antropogenicznymi, zna podstawowe parametry i schematy opisujące te oddziaływania oraz metody ich zapisu matematycznego i analizy statystycznej

K_W05 – ma wiedzę na temat modeli środowiska geologicznego i geograficznego, baz geoprzestrzennych danych geologicznych i środowiskowych, posiada znajomość specjalistycznego oprogramowania, w tym ArcGIS, wprowadzania, przetwarzania i sposobów wizualizacji danych w programach opartych na bazach danych geologicznych i środowiskowych

K_W08 – ma wiedzę w zakresie specjalistycznych programów komputerowych, zna zasady metodyczne modelowania geologicznego, ma wiedzę w zakresie planowania badań w celach modelowych, zna zasady schematyzacji warunków geologicznych dla potrzeb modelowych

K_W10 – ma wiedzę na temat doboru i wykonania specjalistycznych badań laboratoryjnych i dokumentacyjnych w badaniach różnych typów skał; ma wiedzę o procesach sedymentacyjnych, tektonicznych i diagenetycznych zachodzących w różnych typach skał

K_W12 – zna podstawy metod pozwalających na prezentację wyników badań w ujęciu statystycznym. Zna metody referowania wyników badań oraz referowania stanu wiedzy odnoszącej się do tych badań na podstawie istniejącej literatury krajowej i obcej; zna i prawidłowo stosuje terminy w języku obcym (j. angielskim) w zakresie geologii, ze szczególnym uwzględnieniem terminologii związanej z wdrażaniem europejskich norm

K_W13 – posiada wiedzę nt. zasad planowania badań z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych dostępnych w jednostce a także poza nią. zna również zasady bezpieczeństwa jakie obowiązują w trakcie prac w laboratorium oraz w trakcie pobytu w terenie

K_W14 - ma pogłębioną wiedzę o powiązaniach dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów z innymi dziedzinami nauki i dyscyplinami naukowymi obszaru albo obszarów, z których został wyodrębniony studiowany kierunek studiów, pozwalającą na integrowanie perspektyw właściwych dla kilku dyscyplin naukowych

Efekty kierunkowe w obszarze umiejętności

K_U01 – stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych (petrograficzne, geochemiczne, hydrochemiczne, geotechniczne, hydrogeologiczne, geoinżynierskie)

K_U02 – korzysta z zasobów internetowych danych geologicznych, potrafi dokonać ich weryfikacji, wykorzystuje do obliczeń geologicznych proste oraz zaawansowane programy komputerowe (np. Visual MODFLOW, AutoCAD czy Arc GIS), interpretuje wyniki obliczeń w sposób opisowy lub graficzny

K_U03 – umie określić genezę złoża surowców mineralnych, procesy prowadzące do jego powstania i wykorzystanie określonych surowców w celach naukowych i przemysłowych ; potrafi określić jakość wód podziemnych, ocenia ich przydatność do różnych potrzeb, ocenia stopień ich zanieczyszczenia, interpretuje mapy chemizmu i jakości wód podziemnych, ocenia podatność tych wód na zanieczyszczenia i określa zasady ich monitoringu i ochrony

K_U08 – potrafi samodzielnie interpretować wyniki badań i mieć własne zdanie temat różnic w poglądach; potrafi sprawnie korzystać z różnorodnej literatury fachowej polskiej i zagranicznej i krytycznie oceniać jej zawartość; potrafi referować wyniki badań oraz stan wiedzy odnoszącej się do tych badań na podstawie istniejącej literatury polskiej i obcej za pomocą technik multimedialnych; umie napisać pracę badawczą w języku polski

K_U11 - ma umiejętność studiowania fachowej literatury polskiej i światowej oraz materiałów niepublikowanych, posiada umiejętności językowe na poziomie B2+, zdobyte poprzez korzystanie z anglojęzycznej literatury podczas przygotowywania się do seminariów oraz pisania pracy magisterskiej; ma umiejętność samodzielnego wyciągania wniosków i wykorzystania w pracy badawczej

K_U12 – wykazuje umiejętność wyboru specjalności i tematu pracy magisterskiej pod kątem przyszłej kariery zawodowej, umie opracować w formie tekstowej, graficznej i multimedialnej zadanie geologiczne, w tym pracę magisterską

Efekty kierunkowe w obszarze kompetencji społecznych

K_K01 - rozumie konieczność ciągłego podnoszenia swoich zawodowych kompetencji oraz znajdowania nowych technologii w celu rozwiązywania problemów badawczych poprzez zapoznawanie się z literaturą fachową i aktami prawnymi

K_K02 – współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kameralnych

K_K03 - potrafi odpowiednio określić harmonogram czynności oraz priorytety służące realizacji zadania badawczego

K_K04 – realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować właściwe sposoby ich rozwiązania

K_K05 – potrafi przedstawić i wyjaśnić społeczne i środowiskowe aspekty praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności, także w zakresie istniejącego ryzyka i możliwych zagrożeń środowiskowych

K_K06 – skutecznie komunikuje się ze specjalistami oraz społeczeństwem w mowie, na piśmie i poprzez prezentację multimedialną wyników badań

K_K09 – jest przygotowany do podjęcia pracy zawodowej związanej z wybraną specjalnością

Wymagania egzaminacyjne obejmują zakres materiału prezentowany na wykładach. Egzamin ustny lub pisemny w zależności od liczby uczestników zajęć

brak