Crisi di Salinità del Messiniano

Il Messiniano, nella scala geologica dei tempi, è un piano dell’epoca del Miocene e si estende tra i 7 e i 5 milioni di anni fa.

L’evento più significativo registrato in questo tempo geologico è la Crisi di Salinità del Messiniano avvenuta 5,6 milioni di anni fa nel corso della quale le acque del mar Mediterraneo evaporarono quasi completamente, a causa della chiusura dello Stretto di Gibilterra, trasformandosi così in una enorme conca quasi asciutta.

A questo evento geologico sono legate le evaporiti, rocce sedimentarie costituite da sali minerali precipitati da una soluzione per evaporazione del solvente, nel caso specifico per evaporazione dell’acqua di mare.

I principali minerali che costituiscono queste rocce sono il gesso, l’anidrite ed il salgemma e li troviamo in quelli che vengono considerati bacini evaporitici.

In Calabria si trovano nella stretta di Catanzaro, Marcellinara, Crotone, Rossano, Sibari e Benestare.

Il più grande bacino evaporitico è quello di Crotone, – già trattato nel precedente articolo – , in cui l’evidenza di rocce evaporitiche è legata alla presenza di salgemma e soprattutto alla formazione dei Diapiri Salini affioranti nella zona di Zinga, frazione di Casabona (KR).

 

Cosa sono i Diapiri Salini?

Il termine diapiro deriva da una parola greca che significa “perforare”.

Queste masse di salgemma possono assumere la forma di colonne e sono dette in tal caso duomi o cupole saline, ma il termine diapiro è quello più utilizzato.

I diapiri possono essere considerati quindi delle rocce evaporitiche, meno dense rispetto alle altre rocce circostanti, che salgono all’interno della crosta a causa di differenza di densità aiutati anche da movimenti tettonici, legati alla presenza di faglie, di tipo compressivo, cioè un qualcosa che comprime e li aiuta a risalire in superficie.

Li troviamo nella zona di Zinga frazione di Casabona, in località Russomanno nella splendida Valle del fiume Vitravo e a Verzino nella zona di Vallone Cufalo, con qualche altra presenza nel territorio di Castelsilano.

Questi depositi di sale derivano da precipitazione chimica e sono costituiti in prevalenza da cloruro di sodio (salgemma) e si formano per evaporazione in bacini marini chiusi o semichiusi, come appunto il Bacino di Crotone.

Il salgemma, dopo la sua deposizione, nel corso della storia geologica, viene coperto da altri sedimenti e questi a loro volta sono progressivamente seppelliti sotto altri sedimenti, per cui si compattano e subiscono un aumento di densità, che in genere raggiunge valori compresi tra 2,4 e 2,7 g/cm3. Il salgemma, oltre a essere più leggero delle rocce circostanti, è duttile e questo fa sì che possa deformarsi plasticamente: sottoposto al carico non uniformemente distribuito dei sedimenti, il sale fluisce lateralmente e verso l’alto, formando un’alternanza caratteristica di dorsali e depressioni.

Il geosito di Zinga è unico in tutta Europa, soprattutto per la sua estensione.

 

Fig. 2 – I Diapiri Salini nel Bacino di Crotone (Lugli Et Al., 2007).

 

Perché è unico il geosito di Zinga?

La zona dove affiorano i Diapiri Salini di Zinga è stata studiata ed è tuttora in fase di studio perché sono state rilevate molte peculiarità all’interno delle rocce di sale.

È proprio grazie a questi diapiri che la comunità scientifica è venuta a conoscenza della salinità e temperatura delle acque del Mar Mediterraneo nel Messiniano.

Tutto questo grazie a delle ricerche condotte negli anni da numerosi esperti, tra cui i lavori del prof. Dominici e della Dott.essa Cipriani del Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell’Università della Calabria.

L’ultima ricerca condotta, infatti, ha evidenziato la presenza di inclusioni fluide, vere e proprie bolle d’acqua, rimaste intrappolate nei cristalli di sale dove all’interno sono state trovate tracce di microrganismi che potrebbero essere riportati in vita.

Si tratta di microalghe verdi, blu e rosse che popolavano il mediterraneo 5,6 milioni di anni fa. Studi pubblicati in riviste internazionali e che possono essere consultati nella parte dedicata alla bibliografia dove abbiamo indicato i titoli.

Fig. 3 – Diapiro Salino sul fiume Vitravo

 

Fig. 4 – Diapiro Salino su Monte Russomanno

 

Dott. Mario Cimieri

in Collaborazione con

il Dott. Matteo Montesani

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Bibliografia

S. Lugli, R. Dominici, M. Barone, E. Costa & C. Cavozzi – Messinian halite and residual facies in the Crotone basin (Calabria, Italy).

From: SCHREIBER, B. C., LUGLI, S. & BA˛BEL, M. (eds) Evaporites Through Space and Time. Geological Society, London, Special Publications, 285, 169–178. DOI: 10.1144/SP285.10 0305-8719/07/$15.00 # The Geological Society of London 2007.

Mirko Barone, Rocco Dominici, Francesco Muto and Salvatore Critelli – Detrital modes in a late miocene wedge-top basin, northeastern Calabria, Italy: compositional record of wedge-top partitioning. Journal of Sedimentary Research, 2008, v. 78, 693–711.

M. Cipriani, A. Costanzo, M. Feely, R. Dominici – The Messinian halite deposit in the Crotone basin, Italy: new perspectives from fluid inclusion studies.

La forma della Terra

Introduzione

L’argomento di questo articolo è la Geodesia, ovvero lo studio e la rappresentazione della Terra.

È davvero difficile accettare che in una realtà tecnologicamente avanzata come quella dei giorni nostri esistano i terrapiattisti, gente che associa la forma del nostro pianeta a una pizza gigante.

Secondo Gianluca Ranzini, astrofisico e giornalista della rivista Focus, il terrapiattismo moderno deve le sue origini a un controverso personaggio dell’Inghilterra del XIX secolo di nome Samuel Birley Rowbotham, che provava con i suoi esperimenti a dimostrare che la Terra è piatta.

La Flat Earth Society, società della terra piatta, conta qualche migliaio di iscritti nel globo (come loro stessi affermano, senza cogliere l’ironia di tale affermazione).

La democrazia e il progresso tecnologico sono state sicuramente due grandi conquiste dell’umanità; nonostante ciò, ogni medaglia ha due facce e la faccia oscura di questa medaglia è correlata al fatto che le suddette conquiste hanno consentito di portare a tutti quanti (proprio a tutti) le proprie idee a una platea mondiale.

In questo scenario è facilitata fortemente la condivisione di fake news e la diffusione a macchia d’olio di teorie prive di alcuna validità scientifica come per l’appunto il terrapiattismo; quest’ultimo, ahimè, è stato anche valorizzato e portato avanti da personaggi famosi e influenti e di riflesso anche da molti dei loro fan.

Davanti a una persona che sostiene il terrapiattismo si potrebbe anche sorridere e far finta di nulla; tuttavia, è comunque utile dissipare ogni dubbio che possa sorgere a riguardo.

Alla luce di questo, l’obiettivo dell’intervento di oggi sarà quello di dare alcune indicazioni scientificamente riconosciute e approvate sulla forma della Terra aiutandoci con alcuni esempi[1].

Per la stesura del presente articolo, dal momento che concerne un campo tanto ostico quanto importante, ho richiesto la collaborazione del Dr. Innocenzo De Marco, fisico e dottorando presso l’Università di Leeds e ricercatore presso Toshiba Europe Ltd, il quale ha collaborato con me nella stesura dell’intervento.

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[1] Al fine di rendere l’articolo accessibile e comprensibile a tutti, verranno schematizzati i risultati delle dimostrazioni scientifiche alle quali si è arrivati nel corso dei secoli, senza riportare i complessi calcoli matematici che hanno condotto alle dimostrazioni di cui sopra.

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La forma della Terra

L’idea che la Terra sia piatta è ragionevole, a prima vista: le enormi dimensioni del pianeta rendono la curvatura praticamente invisibile all’occhio umano. Una fotocamera con zoom sufficientemente potente può scattare una foto a un pallone da basket abbastanza ravvicinata da farne sembrare piatta la superficie.

Che la Chiesa e la società nel Medioevo credessero alla Terra piatta è un falso storico: già nell’antica Grecia, la concezione della Terra piatta era stata abbandonata.

Platone e Aristotele scrivevano che la forma della Terra deve essere sferica, per rimuovere l’assunzione che ci sia qualcosa a sostenerla nello spazio.

Altre osservazioni sono utili a mostrare che la Terra non è piatta: l’esempio più classico è una nave che si avvicina dall’orizzonte.

Se la Terra fosse piatta, la nave comparirebbe come un puntino che si ingrandisce man mano che si avvicina.

Quello che invece succede è che sono gli alberi e le vele della nave ad essere avvistati per primi, in quanto più alti e quindi in grado di “superare” la curvatura terrestre prima del resto della nave.

 

 

Una nave che scompare all’orizzonte in una Terra sferica (okpedia.it).

 

Eratostene fu il primo a misurare con sufficiente precisione la circonferenza della Terra.

Durante lo stesso giorno, Eratostene notò che il Sole proiettava un’ombra diversa dello stesso bastone in due città diverse. Conoscendo la lunghezza del bastone e misurando le due diverse ombre, Eratostene riuscì a calcolare la circonferenza della Terra ottenendo un valore molto vicino a quello considerato corretto oggi.

In seguito, l’avanzare della Scienza portò a ulteriori raffinamenti nella rappresentazione della Terra.

A partire dal XVII secolo, gli studi di Newton e Huygens portarono ad attribuire alla terra una forma ellissoidica appiattita lungo l’asse di rotazione terrestre; tale forma nel complesso fu definita “ellissoide oblato”. L’idea alla base è che l’equatore “ruota di più” rispetto ai poli, essendo più lontano dall’asse di rotazione.

Per questo motivo, la Terra si è “schiacciata” ai poli durante la sua formazione. Nel 1700 il matematico e astronomo francese Clairaut descrisse una forma geometrica che approssimava molto bene la forma della terra, ossia una figura solida appartenente alla famiglia delle quadratiche, definita “ellissoide di rotazione”, simile all’ellissoide oblato di Newton e Huygens.

L’ellissoide di rotazione proposto da Clairaut era caratterizzato da un semiasse maggiore corrispondente all’equatore terrestre e da uno schiacciamento in corrispondenza dei due poli; questo peculiare ellissoide di rotazione fu definito “sferoide”.

Oggi, dopo secoli di studi e complessi calcoli, si è arrivati ad affermare che la migliore approssimazione della forma della terra è un “geoide”, un particolare solido definito come una superficie equipotenziale (ovvero una superficie su cui l’accelerazione di gravità è costante) passante per il livello medio del mare.

 

Rappresentazione della forma della terra con geoide o ellissoide (openoikos.com).

 

La superficie del geoide presenta alcune ondulazioni in più rispetto allo sferoide di Clairaut, dovute alle diverse concentrazioni e densità di materiali distribuiti sulla superficie della Terra, ma non si discosta sensibilmente da quest’ultimo (Gasparini e Mantovani, 1981[2]); di conseguenza, si può considerare lo sferoide di Clairaut come modello teorico della terra sul quale effettuare calcoli.

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[2] <<Fisica della terra solida>>; Gasparini P. & Mantovani M.S.M, 1981

 

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Considerazioni conclusive

L’obiettivo di questo articolo è stato quello di prendere, metaforicamente, una piccolissima parte della punta di un grande Iceberg di studi e dimostrazioni condotte nel corso dei secoli fino ad oggi e sintetizzarlo in termini semplici e accessibili a tutti; già dalle poche nozioni ivi riportate (dimostrate scientificamente nel corso degli anni), risulta piuttosto difficile l’accostamento del pianeta sul quale viviamo a una qualsiasi forma piatta.

Per arrivare a definire in modo esatto la forma della Terra sono stati necessari secoli di misure, calcoli complessi, studi scientifici di dettaglio che sono stati rivisti e migliorati anno dopo anno; sono stati scritti trattati, libri e manuali e si hanno numerose pubblicazioni su prestigiose riviste scientifiche. Tutto ciò è stato il frutto del lavoro di scienziati che hanno dedicato la loro vita a questo, grandi menti che hanno investito buona parte del loro tempo (se non tutto) e che ancora al giorno d’oggi continuano a perfezionare il modello geoidale rappresentante la terra.

Sicuramente questi non avranno il tempo materiale per confutare sui Social Network improbabili teorie terrapiattiste, quindi è compito di ciascuno di noi affidarsi sempre a fonti attendibili e scientificamente riconosciute.

Tuttavia, anche senza scomodare geometrie non euclidee e meccanica rotazionale, accorgersi della curvatura della Terra è semplice. Basta aprire gli occhi e osservare.

 

Dott. Geol. Matteo Montesani

Dott. Innocenzo De Marco

 

Caratteri geologici del Bacino di Crotone

Il Bacino di Crotone

Il bacino di Crotone è ubicato nel settore nord orientale della Calabria, lungo il versante ionico ed è composto prevalentemente da rocce sedimentarie.

Può essere definito come un depocentro (zona di massima deposizione), riempito da sedimenti, che variano dall’ambiente continentale al marino profondo con un’età compresa tra il Serravalliano (c.a. 13 Milioni di anni fa) ed il Pleistocene (c.a. 2.5 Milioni di anni fa).

A livello geologico la zona è stata interpretata come una porzione di un ampio bacino denominato di “avanarco”, cioè un qualcosa che si è formato tra un originario arco magmatico, composto per l’appunto da vulcani ed un complesso di subduzione.

In parole povere si tratta di un’area della superficie terrestre formatasi per effetto della subsidenza, in cui si sono successivamente accumulati i sedimenti.

La subsidenza, infatti, essendo il motore di tutti i bacini sedimentari, vede la superficie topografica abbassarsi e sprofondare, rispetto alle zone circostanti, fornendo continuamente nuovo spazio per l’accumulo di altri sedimenti.

Fig.1: Schema geologico semplificato dell’Arco Calabro con la posizione del Bacino di Crotone (Massari et alii, 2002; Zecchin et alii, 2003)

 

Perché è importante il Bacino di Crotone?

Il Bacino di Crotone ha da sempre destato notevole interesse nella comunità scientifica per il grosso potenziale di geo-risorse sfruttabili; dagli idrocarburi gassosi dei Campi Luna ed Hera Lacinia a largo di Crotone, allo sfruttamento di salgemma con le miniere di Belvedere di Spinello e Zinga di Casabona fino ad arrivare alle miniere di zolfo di Strongoli.

È stato studiato in gran dettaglio sin dalla fine dell’800 da numerosi esperti del settore che hanno dato un contributo fondamentale per le conoscenze geologiche, tettoniche e stratigrafiche.

L’area del Bacino di Crotone è stata analizzata e investigata sia per scopi industriali, ai fini dello sfruttamento di idrocarburi e di salgemma, legato alla crisi di salinità del Messiniano[1], sia ai fini di previsione e prevenzione dei rischi naturali in quanto è presente un corpo evaporitico.

La presenza di risorse sfruttabili nell’offshore crotonese è proprio correlata al salgemma, il quale riesce a creare una condizione ideale e naturale per la formazione di idrocarburi.

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[1] L’argomento relativo alla crisi di salinità del Messiniano verrà trattato con un grado di dettaglio maggiore nel corso dei prossimi articoli.

 

Attività Eni Agip nel Bacino di Crotone

Fin dal 1952 l’Agip, oggi Ente Nazionale degli Idrocarburi (Eni), ha svolto attività esplorative in Calabria per la ricerca di idrocarburi.

Un’attività che ha portato ad una più approfondita conoscenza della regione da un punto di vista di geo-risorse, Dalle analisi effettuate è stata evidenziata la presenza di idrocarburi allo stato gassoso (circa il 99% da metano) mentre dall’analisi stratigrafica invece, si è visto che provengono da tre principali “reservoir” (serbatoi) contenuti nella fase pre-evaporitica, cioè prima dello strato che contraddistingue le rocce evaporitiche del crotonese (salgemma, gessi) con la scoperta, quindi, degli attuali giacimenti Luna ed Hera Lacinia a largo di Crotone.

Proprio nella zona di Crotone sono stati realizzati i pozzi Hera Lacinia 1 (1975), che ha rinvenuto strati gassiferi e nell’anno seguente altri due pozzi i quali accertavano che la mineralizzazione si estendeva anche nell’antistante offshore.

A terra veniva, invece, realizzato il pozzo Vitravo 1 (1976) risultato però sterile.

 

Fig.2: Le piattaforme di Luna ed Hera Lacinia a largo di Crotone

 

Nell’offshore ionico, l’Eni ha attualmente in esercizio gli impianti di produzione relativi al giacimento gassifero “Luna”.

Si è deciso lo sfruttamento del giacimento per mezzo di 12 pozzi, che sono stati eseguiti da una piattaforma fissa offshore, ubicata al largo di Crotone, su un fondale con una profondità d’acqua di 70 m, distante 7 km dalla costa con una profondità verticale dei pozzi di 1900 m.

Il Bacino di Crotone è sede di accumuli di gas già scoperti nei giacimenti Luna, Hera Lacinia e Lavinia.

 

Dott. Mario Cimieri

 

Bibliografia

Agip S.p.a. (1977) – Nota sulla ricerca petrolifera e sulla coltivazione dei giacimenti di idrocarburi nell’Italia Meridionale.

Massari F., Rio D., Sgavetti M., Prosser G., D’Alessandro A., Asioli A., Capraro L., Fornaciari E., and Tateo F. (2002) –  Interplay between tectonics and glacio-eustasy: Pleistocene succession of the Crotone Basin, Calabria (Southern Italy). Geological Society of American Bulletin, v. 114, p. 1183-1209.

Zecchin M., Massari F, Mellere D. and Prosser G. (2003) – Architectural styles of prograding  wedges in a tectonically active setting, Crotone Basin, Southern Italy. Journal of Geological Society of London, v. 160, p. 863-880

Zecchin M., Praeg D., Ceramicola S., Muto F. (2015) – Onshore to offshore correlation of regional unconformities in the Plio-Pleistocene sedimentary succession of the Calabrian Arc (central Mediterranean). Earth Scienze Reviews v. 142, p. 60-78

 

Processi pedogenetici e movimenti franosi

1.1     Cenni sulla pedogenesi

Una parte molto importante e interessante della Geologia, spesso poco conosciuta e approfondita, è la Pedologia.

In termini estremamente semplici, quest’ultima si occupa dello studio della pedogenesi, ossia di quell’insieme di processi di alterazione chimico-fisica, mineralogica e geotecnica che coinvolgono una roccia madre[1] di partenza, portando gradualmente alla formazione del “suolo”; tali processi sono indotti da fattori fisici, chimici e biologici ed è importante specificare che ogni fattore non è mai considerato in modo indipendente, bensì in stretto legame con tutti gli altri.

Con l’avanzare dell’azione dei processi pedogenetici, la roccia madre tende a perdere parte dei suoi caratteri originari, trasformandosi gradualmente, a partire dalla sua porzione più superficiale, in un suolo di neoformazione che avrà caratteristiche diverse rispetto alla roccia inalterata di partenza.

Il suolo può essere osservato sul campo sotto forma di una serie di superfici di alterazione ad andamento orizzontale-suborizzontale, che dal substrato inalterato (roccia madre) si sviluppano verso l’alto e che tecnicamente prendono il nome di “orizzonti pedologici”, i quali possono presentare caratteristiche simili o essere molto diversi tra di loro e che nel complesso costituiscono un “profilo pedologico”.

Fig. 1: Esempio di un profilo pedologico caratterizzato da 3 orizzonti pedologici (Montesani M., 2017).

 

La situazione geologica descritta poc’anzi, talvolta può rappresentare uno scenario di criticità per l’innesco di movimenti franosi superficiali, come verrà spiegato in dettaglio nel paragrafo successivo.

[1] In questo articolo, per una questione di semplicità, verrà utilizzato genericamente il termine roccia madre associato ai processi pedogenetici, in realtà bisognerebbe parlare genericamente di “materiale parentale”, in quanto i processi pedogenetici non agiscono esclusivamente sulle rocce, ma possono agire anche su altre tipologie di materiali.

 

 

 

1.2    Processi pedogenetici e frane superficiali

 

Gli effetti dei processi pedogenetici sulle rocce come fattori predisponenti, e talvolta scatenanti, di numerose frane superficiali, sono stati analizzati in diversi lavori: Cascini et Al. (2015), hanno analizzato numerose frane superficiali localizzate nella Catena Costiera, nel Massiccio della Sila e nel Graben di Catanzaro, impostate su successioni limoso-argillose o argilloso-limose, sulle quali sono stati individuati profili pedologici con spessori medi di circa 3 metri.

Dal suddetto lavoro è emerso che molte delle superfici di distacco delle frane superficiali, individuate a profondità comprese tra 1-3 metri, sono state precedute dall’apertura di fratture nei profili pedologici, con conseguente evoluzione del fenomeno franoso a seguito dell’infiltrazione di acqua lungo le fratture.

I dati geotecnici riportati nel lavoro, hanno inoltre evidenziato sostanziali differenze, in termini di valori di resistenza al taglio, tra il materiale parentale e i profili di alterazione e anche tra gli orizzonti pedologici costituenti i profili di alterazione.

 

Fig. 2: Movimento franoso superficiale che ha interessato una copertura pedogenetica che si è sviluppata su materiale parentale argilloso (Cascini et Al., 2015).

 

La pedogenesi ha avuto un ruolo chiave anche in un evento franoso catastrofico, come quello che il 5 maggio 1998 ha coinvolto gli abitati di Sarno, Quindici, Siano, Bracigliano e S. Felice a Cancello (Napoli), causando 161 vittime; a tal proposito, nei lavori di Basile et Al. (2003) e Terribile et Al. (2007), è stato messo in evidenza il ruolo chiave che hanno avuto i suoli con proprietà andiche (Andosuoli), in relazione all’innesco del movimento franoso.

Gli Andosuoli presentano proprietà specifiche quali tissotropia, alta capacità di ritenzione idrica, consistenza friabile, elevato contenuto di materia organica ed elevata microporosità, un insieme di proprietà che rendono nel complesso questi suoli particolarmente fertili e soprattutto molto vulnerabili all’innesco di movimenti franosi (Terribile et Al.,2007).

Nello specifico, dai suddetti lavori è emerso che l’innesco dei movimenti franosi si è avuto in seguito alla formazione di superfici di distacco all’interfaccia tra orizzonti pedogenetici diversi, in particolare caratterizzati da importanti variazioni delle proprietà idrauliche con la profondità.

Infine, la ricerca svolta nel corso del mio lavoro di tesi Magistrale (Montesani M.,2017), ha permesso di mettere in atto uno studio integrato a carattere pedologico, chimico-fisico, mineralogico e geotecnico, condotto in località “Dottorella” nel comune di Mileto (Vibo Valentia), un’area interessata da importanti fenomeni franosi che spesso provocano notevoli disagi, in quanto la zona è percorsa da diverse arterie stradali principali ed è inoltre servita da una stazione delle Rete Ferroviaria Italiana.

Lo studio si è rivelato uno strumento molto potente al fine di mettere in evidenza il ruolo che hanno avuto i processi pedogenetici nella predisposizione al dissesto dell’area e nel meccanismo di innesco di una frana superficiale che ha avuto luogo la notte tra il 15 e il 16 marzo 2013; in particolare, volendo sintetizzare al massimo, dallo studio è emerso che la pedogenesi tende a rendere il materiale maggiormente mobilizzabile sotto l’azione dei processi erosivi, predisponendo fortemente l’area all’innesco di movimenti franosi superficiali, considerati anche i forti apporti pluviometrici che si hanno nel corso delle stagioni invernali, sotto l’influenza del clima di tipo Mediterraneo.

 


Bibliografia

 

Basile A., Mele G., Terribile F.,. «Soil hydraulic behaviour of a selected benchmark soil involved in the landslide of Sarno 1998.» Geoderma 117 (2003): 331-346.

Cascini L., Ciurleo M., Di Nocera S.,Gullà G,. «A new-old approach for shallow landslide analysis and susceptibility zoning in fine-grained weathered soils of southern Italy.» Geomorphology 241 (2015): 371-381.

Montesani M. «Caratterizzazione pedologica, chimico-fisica, mineralogica e geotecnica della frana in località “Dottorella” di Mileto (Vibo Valentia).» Tesi di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche, 2017.

Terribile F., Basile A., De Mascellis R., Iamarino M., Magliulo P., Pepe S., Vingiani S. «Landslide processes and andosols: the case study of the Campania region, Italy.» Soils of Volcanic Regions in Europe, 2007: 545-563.

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Dott. Geol. Matteo Montesani

Frane e classificazione dei movimenti franosi

Definizione del termine “frana”

 

Le frane possono essere intese come forme strettamente legate alla gravità, prodotte dalla rottura dell’equilibrio dei materiali che costituiscono un determinato versante; in particolare il movimento franoso consiste nella caduta o nello scivolamento di masse rocciose, coerenti o incoerenti, che si distaccano da un pendio e per gravità subiscono un graduale movimento dall’alto verso il basso.

Analizzando la situazione da un punto di vista più tecnico, si può dire che il movimento franoso si verifica quando, all’interno del corpo roccioso, gli sforzi di taglio, che tendono a far muovere il materiale verso il basso, superano le forze resistenti, rappresentate dall’angolo di attrito e dalla coesione del materiale considerato (Ciccacci, 2010).

Da un punto di vista morfologico, una frana può essere suddivisa in una zona di distacco, una zona in cui avviene il movimento e una zona di accumulo, insieme ad altri elementi morfologici che la caratterizzano e che sono stati schematizzati in fig 1.

Fig. 1: Schema e nomenclatura essenziale di una frana (Varnes, 1978).

 

Classificazione dei movimenti franosi

Dopo aver spiegato cosa si intende con il termine frana e dopo averne illustrato per sommi capi la morfologia, proviamo di seguito a fare una classificazione dei principali movimenti franosi (da Ciccacci, 2010):

  • Ribaltamenti

Movimenti franosi dovuti a forze esterne che causano uno sforzo attorno a un punto di rotazione situato al di sotto del baricentro del volume di materiale interessato.

 

  • Frane di crollo

Movimenti franosi estremamente rapidi, in cui le masse rocciose coinvolte si muovono mediante caduta libera con successivi rotolamenti, salti e rimbalzi del materiale franato, il quale può essere costituito da roccia o da terreno sciolto.

 

  • Scorrimenti traslazionali

Il movimento franoso si verifica in prevalenza lungo una superficie di distacco debolmente ondulata o quasi piana, corrispondente spesso a discontinuità strutturali, come giunti di stratificazione, fratture, faglie o contatti litologici tra rocce con caratteristiche geomeccaniche molto diverse. Si tratta di movimenti con velocità variabile da lente a molto rapide, spesso legati a presenza di acque sotterranee che “lubrificano” il piano di scivolamento, al contatto tra rocce più permeabili sovrastanti e materiali poco permabili sottostanti.

 

  • Scorrimenti rotazionali

Il movimento franoso è correlato a forze che producono un movimento di rotazione attorno a un punto posto al di sopra del baricentro della massa rocciosa, che vanno a produrre una superficie di rottura curvilinea e concava verso l’alto.

 

  • Colamenti

I colamenti rappresentano movimenti franosi, solitamente piuttosto lenti, che si verificano in terreni sciolti quando questi si imbibiscono d’acqua per spessori di qualche metro; in questa tipologia di movimento franoso le superfici di scorrimento non sono in genere visibili.

Questa tipologia di movimento franoso è molto frequente su terreni argillosi.

 

  • Espansioni laterali

Queste tipologie di movimenti franosi sono un po’ particolari, in quanto sono connesse a movimenti di masse rigide fratturate, a seguito di deformazioni plastiche che si verificano nei materiali sciolti, spesso caratterizzati da un’importante componente argillosa, presenti al di sotto di esse. In termini estremamente semplici, è un movimento franoso che si esplica con il movimento di un blocco rigido, collocato al di sopra di un terreno sciolto, spesso ad alta componente argillosa, a seguito di deformazioni plastiche che coinvolgono quest’ultimo.

 

  • Frane complesse

I movimenti franosi complessi non sono altro che il risultato della combinazione di più tipologie di movimenti franosi semplici, i quali sono stati elencati sommariamente nei punti precedenti.

A questo punto, al fine di chiarire meglio le diverse tipologie di frane elencate sopra, si propongono di seguito alcune immagini relative a movimenti franosi che si sono verificati proprio nella regione Calabria:

Fig. 2: Un esempio di attivazione di frana per crollo a seguito di forti mareggiate, nella zona di Isola Capo Rizzuto (KR) (Pellegrino e Borrelli, 2005).

 


 

 

Fig. 3: Nell’immagine di sinistra (o sopra per i dispositivi mobili) un esempio di fenomeno franoso per scorrimento rotazionale nell’abitato di Sinopoli Inferiore (RC); nell’immagine di destra è riportato un altro evidente fenomeno franoso per scorrimento rotazionale che ha coinvolto un palazzo di Belvedere Marittimo (CS) (Pellegrino e Borrelli, 2005).

Fig. 4: Un esempio di movimento franoso per colata, che si è avuto nei depositi argillosi pliocenici nella zona di Catanzaro (Pellegrino e Borrelli, 2005).

 

 

Fig. 5: Un esempio di movimento franoso complesso; in particolare, si tratta di un fenomeno franoso roto-traslativo evolutosi nella parte finale in colata di detrito e fango, che ha interessato la frazione di Cavallerizzo nel comune di Cerzeto (CS) (Pellegrino e Borrelli, 2005).

 

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Bibliografia

Ciccacci Sirio. «Le fome del rilievo.» 2010.

Pellegrino Annamaria e Borrelli Sergio. «Analisi del dissesto frana in Calabria.» 2005.

Varnes D.J. «Slope movement types and processes.» 176 (1978).

 

Dott. Geol. Matteo Montesani

IL FENOMENO DEL DISSESTO IDROGEOLOGICO NELLA REGIONE CALABRIA

1.     Il rischio idrogeologico

Il termine dissesto idrogeologico viene utilizzato per indicare tutti i danni – reali o potenziali – e i fenomeni il cui innesco, caratteristiche e dinamica, sono condizionati prevalentemente dall’elemento “acqua”, dalle caratteristiche di rocce e terreni, nonché dalla morfologia del paesaggio: in modo più generico, quindi, dalla “storia geologica” di una determinata area.

Le manifestazioni più tipiche di fenomeni idrogeologici sono frane, alluvioni, erosioni costiere, subsidenze e valanghe (http://www.protezionecivilecalabria.it/).

In Calabria il dissesto idrogeologico è diffuso in modo capillare e rappresenta una problematica di notevole importanza. Tra i fattori naturali che predispongono il nostro territorio ai dissesti idrogeologici rientra la sua conformazione geologica e geomorfologica, caratterizzata da un’orografia (distribuzione dei rilievi montuosi) complessa e bacini idrografici generalmente di piccole dimensioni, che sono quindi caratterizzati da tempi di risposta alle precipitazioni estremamente rapidi. Il tempo che intercorre tra l’inizio della precipitazione piovosa e il manifestarsi della piena nel corso d’acqua può essere dunque molto breve. Eventi meteorologici intensi, combinati con queste caratteristiche del territorio, possono dare luogo dunque a fenomeni alluvionali violenti caratterizzati da cinematiche anche molto rapide.

Il rischio idrogeologico è inoltre fortemente condizionato anche dall’azione dell’uomo.

La densità della popolazione presente su aree a rischio idrogeologico, l’abusivismo edilizio, l’abbandono dei terreni montani, gli incendi, la mancata manutenzione dei versanti e dei corsi d’acqua aggravano il dissesto e mettono ulteriormente in evidenza la fragilità del territorio calabrese aumentando l’esposizione ai fenomeni e quindi il rischio stesso.

La frequenza di episodi di dissesto idrogeologico, che hanno spesso causato la perdita di vite umane e ingenti danni ai beni impongono una politica di previsione e prevenzione non più incentrata sulla riparazione dei danni e sull’erogazione di provvidenze, ma sull’individuazione delle condizioni di rischio e sull’adozione di interventi per la sua riduzione (http://www.protezionecivilecalabria.it/).

 

2.     Dissesto da frana nella Regione Calabria:

Come menzionato nel paragrafo precedente, una delle problematiche principali della Regione Calabria è sicuramente correlata al rischio idrogeologico e in particolar modo al rischio frana.

Da alcune indagini eseguite per l’elaborazione del Piano di Assetto Idrogeologico (P.A.I.), si evidenzia con chiarezza che i territori già interessati da fenomeni di dissesto idrogeologico negli anni ’50, sono stati urbanizzati e profondamente modificati sia attraverso l’attività di Pianificazione urbana sia con l’intervento non autorizzato di privati; nello specifico, a partire dagli anni ’70, si è assistito ad un progressivo degrado del territorio di questa Regione e il dissesto idrogeologico costituisce l’effetto più evidente di tale processo (Pellegrino e Borrelli, 2005).[1]

[1]  <<Analisi del dissesto frana in Calabria>>; Pellegrino Annamaria e Borrelli Sergio, 2005.

 

Fig.1: Dati sui centri abitati instabili in Calabria dal 1907 al 1999 (Pellegrino e Borrelli, 2005).

 

La Regione Calabria si è avvalsa dell’Autorità di Bacino Regionale (ABR) per la realizzazione del progetto IFFI, ossia l’inventario informatizzato dei fenomeni franosi.

I dati statistici riportati dal suddetto progetto, benché eterogenei e differenziati a causa della diversità delle fonti di informazione, evidenziano non solo l’elevato numero di siti sui quali incombe pericolo di frana, ma anche il perdurare sul territorio di una situazione emergenziale, che è fonte di notevole dispendio delle risorse finanziarie.

L’analisi complessiva di circa 9000 frane, censite su circa il 40% del territorio regionale (6032 km²), ha permesso di individuare le tipologie di movimento predominante, ascrivibili principalmente a scorrimenti e a movimenti complessi; secondariamente, anche ad “aree soggette a frane superficiali diffuse”.

Relativamente ai movimenti complessi, la Calabria può vantare un primato su scala nazionale, sia in termini di estensione che di numero per le peculiari condizioni geologiche del territorio (Pellegrino e Borrelli, 2005).

 

Fig. 2: Esempio di uno stralcio della “Carta inventario dei centri abitati instabili”- P.A.I. Regione Calabria.

 

In figura 2 è stato riportato un esempio di cartografazione e classificazione dei fenomeni franosi, a cura dell’Autorità di Bacino della Regione Calabria nell’Ambito del Piano Stralcio di Bacino per l’Assetto Idrogeologico (D.L. 180/98).

In conclusione, in questo articolo è stato fatto un breve excursus inerente al rischio idrogeologico e, in particolare, al rischio frana, contestualizzato al nostro territorio regionale; inoltre, sono stati fatti dei cenni su alcune tipologie di movimenti franosi (nelle righe precedenti si è parlato di scorrimenti e movimenti franosi complessi), i quali verranno trattati ed esplicati con un grado di dettaglio maggiore nel prossimo articolo.

 

Intervento realizzato da

Dott. Geol. Matteo Montesani

Le Faglie, le culle dei terremoti.

Introduzione

I terremoti sono provocati da improvvise rotture che si producono per lo più nell’involucro “rigido” esterno terrestre, che prende il nome di litosfera, con movimento relativo delle masse rocciose lungo un piano di faglia che le separa.

Nei terremoti, si ha un graduale rilascio di energia localmente accumulata nelle masse rocciose; lo sforzo di intensità crescente, inizialmente produce una deformazione elastica e successivamente la rottura delle rocce, a seguito del superamento dell’attrito lungo il piano di faglia, sul quale di conseguenza avviene il movimento.

L’energia si disperde di solito con una forte scossa principale (mainshock), talvolta preceduta da piccole scosse premonitorie (foreshocks) e seguita da una serie di numerosi altri scuotimenti detti repliche (aftershocks); altre volte, i terremoti possono manifestarsi anche sotto forma di un’attività che inizia con una forte scossa principale, seguita da numerose repliche con intensità a trend decrescente, pur con molte irregolarità (Pompeo Casati, 1997).

Ovviamente risulta evidente che le differenti modalità di presentarsi dei fenomeni sismici rendono oltremodo difficile l’applicazione di un modello previsionale certo e adattabile in ogni situazione.

I terremoti tettonici, ossia quelli dovuti a movimenti lungo le faglie, sono i più comuni; nel paragrafo successivo si andrà a dare qualche spiegazione in più in relazione al termine “faglia”, ormai diventato di frequente utilizzo.

Le faglie

Con il termine “faglia” vengono indicate tutte le discontinuità piane lungo le quali si ha uno spostamento.

Da un punto di vista geometrico, un piano di faglia, che sarà caratterizzato da una direzione, un’immersione e un’inclinazione[1], separerà due blocchi, i quali prenderanno il nome di “Tetto” e “Letto”, in funzione della loro posizione rispetto al piano; in particolare, definiremo “tetto” il blocco che si trova al di sopra del piano di faglia, mentre definiremo “letto” quello che giacerà al di sotto di esso.

Quando si parla di faglie è fondamentale avere ben presente il concetto di “rigetto” di una faglia; nello specifico, si definisce rigetto, lo spostamento, misurato in punti omologhi, che i due blocchi considerati subiscono lungo il piano di faglia (Boccaletti e Tortorici; 1987).

In realtà ci sarebbe molto da dire ancora in relazione al concetto di rigetto di una faglia, così come su altri parametri strutturali associati alle faglie e sulle diverse tipologie di faglie esistenti; in questo luogo, ci limiteremo a dare delle definizioni generali e proporremo di seguito una classificazione delle principali faglie in funzione del tipo di spostamento che avviene lungo la discontinuità:

[1] Curiosità: La direzione, l’immersione e l’inclinazione di un piano di faglia, prendono il nome di “giaciture” del piano di faglia e possono essere misurate direttamente sul campo, con l’ausilio di una bussola, strumento fondamentale per un Geologo nel corso della sua attività di rilevamento sul campo.

 

  • Faglie Normali: Si hanno delle faglie normali o dirette quando il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della superficie di separazione tra i blocchi, con lo spostamento del tetto, verso il basso rispetto al letto.

Fig. 1: Schema semplificato di una faglia normale o diretta (https://www.mapsism.com/terremoti/faglie-attive).

 

  • Faglie Inverse: Si hanno delle faglie inverse quando il movimento avviene perpendicolarmente alla direzione della superficie di separazione tra i blocchi, con lo spostamento del tetto, verso l’alto rispetto al letto.

Fig. 2: Schema semplificato di una faglia inversa (https://www.mapsism.com/terremoti/faglie-attive).

 

 

  • Faglie Trascorrenti: Si hanno delle faglie trascorrenti se il movimento avviene lungo la direzione del piano di faglia e si possono distinguere due ulteriori sottocategorie di faglie trascorrenti, che prendono il nome di destre e sinistre.

Capire se una faglia trascorrente è destra o sinistra non è molto complesso; è sufficiente considerare un osservatore che staziona su uno dei due blocchi della faglia; se a tale osservatore l’altro blocco apparirà spostato verso destra parleremo di movimento trascorrente destro, quindi di riflesso di faglie trascorrenti destre; analogamente, se l’altro blocco apparirà spostato verso sinistra parleremo di movimento trascorrente sinistro, quindi di faglie trascorrenti sinistre.

Fig. 3: Schema semplificato di una faglia trascorrente sinistra (https://www.mapsism.com/terremoti/faglie-attive).

 

 

Articolo realizzato da

Dott. Geol. Matteo Montesani

 

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Bibliografia

Boccaletti Mario, Tortorici Luigi. «Appunti di Geologia Strutturale.» 1987.

Casati Pompeo L. «Elemeti di Geologia Generale.» 1997.

 

 

Caratteri generali dei terremoti e inquadramento nel contesto regionale calabrese

Perché i terremoti in Calabria?

In termini estremamente semplici, i terremoti sono fenomeni naturali endogeni che rappresentano, al tempo stesso, gli effetti e le prove più evidenti della dinamica in atto nel nostro Pianeta; Il terremoto, di conseguenza, può essere considerato a pieno titolo fenomeno naturale, come le alluvioni e le eruzioni vulcaniche, ma è molto più rapido: parliamo di durate dell’ordine dei secondi, che possono arrivare, al massimo, a qualche minuto.

Ma questa velocità non ci deve ingannare: le condizioni per generare un terremoto si preparano lentamente, nel corso di secoli o millenni.

È il tempo che occorre per accumulare quell’immensa energia.

 

Fatta questa breve ma essenziale premessa, cerchiamo di comprendere il motivo per cui la Calabria ha una pericolosità sismica così elevata; per far ciò dobbiamo chiamare in causa la “Teoria della tettonica a placche”, secondo la quale i continenti si muovono e costituiscono un insieme di placche rigide, appunto in movimento su un orizzonte plastico. I continenti possono avvicinarsi o allontanarsi reciprocamente ed è fondamentale tenere presente che, in corrispondenza dei punti di contatto tra i continenti, le rocce tendono a fratturarsi.

La Calabria è così esposta a rischio sismico in quanto è collocata esattamente lungo la zona di contatto tra l’Europa e l’Africa che si stanno avvicinando ad una velocità di circa 7 millimetri/anno: in altre parole, la Calabria è compressa nella grande morsa costituita dalla placca africana (a sud) e da quella europea (a nord).

 

Fig. 1: Schema di interazione tra la Placca Europea e la Placca Africana (www.protezionecivilecalabria.it).

 

Faglie e rischio sismico ad esse correlato

Come descritto nel paragrafo precedente, la Calabria risulta essere compressa nella morsa costituita dalla placca africana (a sud) e da quella europea (a nord); tale morsa provoca la graduale rottura delle rocce caratterizzanti la struttura del territorio calabrese, lungo fratture molto estese, contraddistinte da lunghezze variabili da decine fino a centinaia di chilometri e profonde generalmente fino a 10-15 km, che tecnicamente prendono il nome di “faglie”.

Le faglie producono spostamenti e, di conseguenza, attriti che provocano la liberazione istantanea dell’energia elastica accumulata prima della rottura, sotto forma di energia “sismica”, cioè di onde sismiche (terremoto); nello specifico, parte dell’energia rilasciata durante il processo di fratturazione viene spesa per generare le onde sismiche che, raggiunta la superficie terrestre, creano lo scuotimento del suolo.

Le onde sismiche originatesi all’ipocentro si propagano in tutte le direzioni.

Il processo di fratturazione delle rocce che genera queste onde dura alcuni secondi, ma il tempo di propagazione dall’ipocentro alla superficie terrestre può essere anche di diversi minuti.

Le onde sismiche si dividono in onde di Volume ed onde di Superficie. Le onde di Volume, denotate come onde P, primarie, ed S, secondarie, hanno diversa modalità di propagazione. Al passaggio di un’onda P le particelle che costituiscono il mezzo si deformano temporaneamente producendo compressioni e dilatazioni nella stessa direzione di propagazione dell’onda.

Fig. 2: Le onde longitudinali “P” (www.ingv.it).

Al passaggio di un’onda S, invece, le particelle oscillano in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda (figura 3). Le due onde si propagano con velocità differente.

Ad esempio, nella crosta terrestre la velocità media dell’onda P è circa 6,5 km/s, mentre la velocità media dell’onda S è circa 3,5 km/s. Al contrario delle onde P, le onde S non si propagano nei liquidi.

L’ampiezza delle onde di volume decresce con l’aumentare della distanza dalla sorgente.

Fig.3: Le onde longitudinali “P” (www.ingv.it).

La Calabria è attraversata da un sistema di faglie in piena attività (linee in rosso in figura 4), che si sviluppa dalla Valle del Crati, passa per lo Stretto di Messina e termina in Sicilia orientale.

Queste faglie rappresentano settori ad elevato rischio sismico ed hanno originato la quasi totalità dei terremoti catastrofici che hanno colpito la Calabria in epoca storica: il terremoto della Valle del Crati del 1183, il terremoto di Reggio e Messina del 1908, la crisi sismica della Calabria meridionale del 1783, terremoti della Calabria centrale del 1638 e del 1905, i terremoti del cosentino del 1835, 1854 e 1870 (www.protezionecivilecalabria.it),

Fig. 4: Schema delle principali faglie della Regione Calabria (www.protezionecivilecalabria.it).

Considerazioni personali conclusive

Si può sicuramente affermare che la Calabria è una Regione ad alta pericolosità sismica, situazione che appare lapalissiana osservando la figura 5, di conseguenza è necessario entrare nell’ordine di idee che il verificarsi di scosse di terremoto può essere naturale e fisiologico;

Fig. 5: Mappe di pericolosità e rischio sismico (www.protezionecivilecalabria.it).

Inoltre, i terremoti sono di solito accompagnati da eventi secondari di magnitudo inferiore che seguono la scossa principale e si definiscono repliche o aftershocks (impropriamente dette scosse di assestamento). Un terremoto, allo stato attuale delle conoscenze, è un fenomeno non prevedibile.

La Ricerca Scientifica, se da un lato non è in grado di dire “quando”, può dire “dove” presumibilmente si verificherà un terremoto.

Grazie agli studi compiuti negli ultimi anni, sono note le aree sismogeneticamente attive ed è possibile dare un’indicazione sulla magnitudo attesa di un terremoto che, presumibilmente, si verificherà in un’area.

Contribuiscono inoltre alla minimizzazione dei danni anche le attuali normative del “buon costruire” e la corretta opera di divulgazione ed educazione alla conoscenza del fenomeno terremoto e dei suoi effetti, che può fornire gli strumenti adeguati a fronteggiare eventuali emergenze facendo sviluppare, nelle popolazioni residenti in aree esposte a rischio quella “cultura della prevenzione”, che solo in parte è presente nella nostra cultura.

 

Dott. Geol. Matteo Montesani

Terremoto, scossa di ML 3.3 con epicentro Nei pressi di Rogliano (Cs).

Si è da poco avvertita una netta scossa di terremoto nei dintorni tra Rogliano (CS) e Parenti (CS).

Dai dati appena emessi dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), si tratterebbe di un sisma di magnitudo di  ML 3.3  sulla scala Richter  ad una profondità di  26 km .

orario dell’evento –  22-03-2018 18:32:58   (UTC +01:00) ora italiana.

Maggiori informazioni si possono avere sulla pagine dedicata all’evento: http://cnt.rm.ingv.it/event/18496321

Il messaggio originale:

Un terremoto di magnitudo ML  è avvenuto nella zona: 4 km NW Parenti (CS), il

  • 22-03-2018 17:32:58 (UTC) 15 minuti, 10 secondi fa
  • 22-03-2018 18:32:58 (UTC +01:00) ora italiana

con coordinate geografiche (lat, lon) 39.19, 16.38 ad una profondità di 26 km.

Il terremoto è stato localizzato da: Sala Sismica INGV-Roma.

Terremoto: scossa avvertita nel reggino.

Sisma nel reggino, molte persone si sono svegliate nella notte.

L’istituto INGV ha diramato il seguente avviso.

Un terremoto di magnitudo ML 3.7 è avvenuto nella zona: 2 km N Sant’Alessio in Aspromonte (RC), il 10-02-2018 03:16:17 (UTC +01:00) ora italiana.

Il sisma dalle prime stime è indicato con una profondità di 19km.

Non vengono segnalati al momento  danni a cose o a persone.

Aggiornamento ore ore 04:00

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