PAESAGGI E GEO-SISTEMI CARSICI Progetto Powerpoint 2009 PAESAGGI E GEO-SISTEMI CARSICI a cura di Ugo Sauro con la collaborazione di: Benedetta Castiglioni Altopiano dei Sette Comuni, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro)

I PARTE: IL PAESAGGIO CARSICO In questa presentazione vedremo che cosa si intende per paesaggio carsico, cosa si intende per geosistema carsico, e quali sono le basi per la sua modellizzazione. Come primo passo, è bene precisare il concetto di paesaggio. Secondo una delle concezioni più comuni, paesaggio è l’espressione sensibile di un ambiente, cioè il modo “soggettivo” nel quale l’uomo percepisce lo scenario che lo circonda, comunemente detto anche panorama. Gli escursionisti spesso cercano di catturare i panorami, cioè diverse angolature del paesaggio, scattando fotografie. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL PAESAGGIO SECONDO IL GEOGRAFO Secondo la geografia fisica, paesaggio è l’insieme di elementi che costituiscono lo scenario di una porzione della superficie terrestre a partire dal substrato geologico, comprendendo le forme del rilievo, il suolo che le ammanta, l’acqua, la vegetazione e gli animali che su questa si muovono, e anche gli elementi introdotti dall’uomo, come i sentieri e le strade, le case, e tutti quei segni che risultano dal rapporto uomo-ambiente. Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL “CRIPTO-PAESAGGIO” In un certo senso, il “paesaggio geografico” è l’insieme di elementi sensibili che costituiscono l’interfaccia litosfera/atmosfera e quella idrosfera/atmosfera considerati nelle loro reciproche inter-relazioni. Le grotte carsiche sono elementi di “cripto-paesaggio”, cioè di paesaggio nascosto e senza sole, che può essere svelato soltanto con l’esplorazione speleologica. Grotta Gigante, Carso triestino, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL PAESAGGIO GEOGRAFICO COME INSIEME DI ELEMENTI Un paesaggio geografico può essere analizzato scomponendolo nei suoi elementi costituenti e descrivendo questi elementi dal punto di vista qualitativo e quantitativo e nelle loro reciproche inter-relazioni. Così, di un paesaggio come quello della foto, possono essere studiati e descritti la componente geologica, le forme del rilievo, l’idrografia, il clima, il suolo, la vegetazione, la fauna e tutte le strutture e le forme create dall’uomo. Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

L’ARCHITETTURA DEL PAESAGGIO Secondo gli architetti del paesaggio, questo è lo scenario considerato nei suoi rapporti geometrici, nelle sue prospettive, nelle sue aperture e chiusure. I giardini delle ville sono esempi di paesaggi progettati e costruiti dall’uomo. Slovenia (Ugo Sauro) Reggia di Caserta, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

L’ECOLOGIA DEL PAESAGGIO Infine, secondo gli ecologi del paesaggio, questo è l’insieme di elementi e sistemi biologici, presenti in un certo contesto geomorfologico e climatico, che sono responsabili della dinamica ambientale, da cui scaturisce il puzzle dello stesso paesaggio con le sue componenti biologiche dominanti (matrici), le sue componenti secondarie (macchie), i suoi gradienti, i suoi corridoi dove si ha flusso di materia, energia e biomassa (es.: torrenti, piste di animali etc...). pascolo = matrice torrenti = corridoi bosco = macchie Sibillini, Umbria, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PARTICOLARITÀ DEI PAESAGGI CARSICI A questo punto ci si può chiedere che cos’è che permette di aggiungere al sostantivo “paesaggio” l’aggettivo “carsico”. Sono tipici, anche se non sempre esclusivi dei paesaggi carsici, uno o più dei seguenti attributi: - l’assenza o scarsità di un’idrografia superficiale (corsi d’acqua, laghi etc...), pur in un regime climatico caratterizzato da un coefficiente di deflusso positivo (cioè da precipitazioni superiori all’evaporazione); la presenza di frequenti forme carsiche tipiche, come le conche chiuse, di norma non riempite da corpi d’acqua; la presenza di varchi naturali che permettono di accedere a cavità sotterranee: le grotte. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PAESAGGIO COME FRUTTO DI UN PROCESSO Un paesaggio può essere ritenuto carsico se nella sua evoluzione ha giocato un ruolo importante il “processo carsico”, e quindi il processo di soluzione della roccia da parte dell’acqua di deflusso, o meglio da parte delle soluzioni naturali; soluzioni che risultano dagli interscambi fra l’acqua, l’atmosfera, la biosfera, il suolo e la roccia. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PAESAGGI DA COMBINAZIONI DI PROCESSI In realtà, tutte le rocce sono solubili, pur presentando gradi di solubilità diversi ed essendo interessate da processi di soluzione differenti. Ma non in tutte si individuano paesaggi carsici, in quanto il ruolo dei processi di soluzione risulta spesso nettamente subordinato rispetto a quello di altri processi, come quelli dell’erosione fluviale, dell’erosione glaciale, dell’erosione eolica, …come in questo paesaggio di montagna in rocce magmatiche. Adamello, Alpi Lombarde, Italia (foto F. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PERCEZIONE DEL PROCESSO CARSICO La percezione della “carsicità” di un paesaggio è legata all’osservazione di aspetti come quelli elencati. Tuttavia, soltanto analisi chimiche delle acque di deflusso raccolte in superficie, o in grotta e alle sorgenti, combinate con lo studio del regime climatico, permettono di quantificare l’entità del processo carsico in atto. Montello, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PAESAGGI E TIPI DI ROCCIA In ogni caso, si possono trovare paesaggi carsici che presentano alcuni dei caratteri tipici citati, in rocce diverse da quelle comunemente ritenute carsificabili. Pertanto, ove un paesaggio venga ritenuto “carsico”, è bene precisare la litologia nella quale è sviluppato. Si potrà così, ad esempio, parlare di: carsismo nei calcari; carsismo nel salgemma; carsismo nei gessi; carsismo nella dolomia; - carsismo nelle arenarie quarzitiche … Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

DA COMBINAZIONI DI PROCESSI FORME RISULTANTI DA COMBINAZIONI DI PROCESSI Un aspetto talora trascurato da chi studia i paesaggi carsici è quello che questi paesaggi sono quasi sempre il risultato non soltanto del processo carsico, ma anche di altri processi geo e morfo-dinamici. La tettonica crea e modifica il rilievo su cui si esplica il processo carsico. Processi esogeni, come le frane, i processi fluviali in senso lato, i processi glaciali, eolici, periglaciali ... possono combinarsi, interferire o alternarsi nel tempo e nello spazio con il processo carsico conducendo a risultati geomorfologici diversi, come a questa dolina “aperta”, in seguito a un totale riempimento da parte di sedimenti clastici di ambiente periglaciale. Monte Baldo, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

VARIABILITÀ DEI PAESAGGI CARSICI Le differenze tra i “carsi” delle diverse regioni climatiche della Terra si spiegano in buona parte con le molteplici combinazioni fra i vari processi e quello carsico, senza tuttavia dimenticare che diversi tipi di rocce solubili (e diversi tipi di calcari) possono presentare sensibilità diverse nei confronti dei vari processi morfogenetici. Così, calcari massicci, poco sensibili all’azione del gelo, possono favorire lo sviluppo di forme carsiche “pure” anche in ambienti freddi, come nei calcari massicci della foto, a differenza di calcari molto gelivi dove le forme carsiche faticano a formarsi, perché facilmente smantellate dalla frantumazione della roccia ad opera dei cicli di gelo e disgelo. Velebit, Croazia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 PROCESSI E FORME Va quindi sottolineato che l’esplicarsi del processo carsico non significa necessariamente “morfogenesi carsica” (cioè genesi di forme tipicamente carsiche) in quanto, ad esempio, se dei calcari sono intensamente fratturati o molto gelivi e l’ambiente è di tipo periglaciale, il processo carsico può essere sì notevolmente attivo, ma può non portare alla formazione di doline e karren, in quanto queste forme vengono smantellate ancora prima di riuscire a individuarsi. Nel rilievo in rocce di tipo Maiolica, rappresentato nella foto, non sono comuni le forme carsiche tipiche. Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

SPELEOGENESI E LITOLOGIA Analogamente, se una roccia carbonatica è intensamente fratturata, come ad esempio la Maiolica, il processo carsico non porta facilmente alla formazione di grotte in quanto le cavità embrionali che si allargano tendono a collassare per cedimento delle pareti o del soffitto. Sorgente di interstrato Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CRITERI PER DISTINGUERE I PAESAGGI I I paesaggi carsici possono essere classificati in base a vari criteri, come: le litologie delle rocce solubili; b) le “regioni tettoniche” nei quali sono inseriti; c) le combinazioni nel tempo e nello spazio di forme risultanti da processi diversi; d) gli ambienti e le regioni climatiche, in cui si trovano. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CRITERI PER DISTINGUERE I PAESAGGI II Nel caso a) possono essere distinti: i “carsi nei calcari”, i “carsi nelle dolomie”, i “carsi nei gessi”, … Nel caso b) possono essere distinti: i “carsi di tipo alpino”, i “carsi in resti di catene caledoniane ed erciniche”, … Nel caso c) possono essere distinti: i “carsi puri”, i “tecto-carsi”, i “fluvio-carsi”, i “glacio-carsi”, i “carsi-periglaciali”, i “carsi marini e costieri”, … Nel caso d) possono essere distinti: i “carsi delle alte latitudini” (e i “carsi di altitudine”), i “carsi delle medie latitudini”, i “carsi dei deserti”, i “carsi tropicali umidi”, … Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO CLASSICO Vediamo ora alcuni esempi di paesaggi carsici: Carso classico = “carso puro” nei calcari, di tipo alpino, delle medie latitudini: nell’ambito di altopiani si aprono doline circolari, talora con il fondo coltivato. Carso, lato sloveno (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO DEL MONTELLO Carso del Montello = carso in conglomerati carbonatici, di tipo alpino, fluvio-carso, delle medie latitudini: su superfici di spianamento fluviale si sono approfondite numerose doline. Montello, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO DELL’ALTA MONTAGNA ALPINA Carso dell’alta montagna alpina = carso nei calcari, di tipo alpino, glacio-carso, di altitudine delle medie latitudini. Campi solcati e conche glaciocarsiche, Pirenei (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO DELLE MURGE Carso delle Murge: carso nei calcari, marino e fluviale, in morfostrutture di avampaese (o aree di crosta continentale antistanti a catene di corrugamento di tipo alpino), delle medie latitudini. Murge, Puglia, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO DELLE EVAPORITI Carso delle evaporiti della Sicilia: carso nei gessi, di tipo alpino, carso tettonico e fluviale, delle medie latitudini. Serra Ciminna, Sicilia, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CARSO DINARICO Carso del Velebit centrale: carso nei calcari, di tipo alpino, puro (o glacio o fluvio-carso), delle medie latitudini. Velebit meridionale, Croazia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PARTE II: IL GEO-ECOSISTEMA CARSICO Il concetto di geo-ecosistema carsico (chiamato anche geo-sistema o geosistema), non si limita all’osservazione, analisi e descrizione delle caratteristiche delle interfacce, ma punta a una comprensione completa di un sistema naturale, come quello carsico, attraverso la messa a punto di modelli sulle sue caratteristiche e sul suo funzionamento. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CHE COS’È UN GEO-ECOSISTEMA Geo-ecosistema è un sistema spaziale complesso, nel quale è possibile riconoscere cinque componenti fondamentali (litosfera, atmosfera, idrosfera, biosfera e antroposfera), ciascuna caratterizzata da elementi e processi specifici, ma continuamente interagenti nel determinare sia la struttura che la dinamica del geosistema nel suo insieme. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 LE SFERE DINAMICHE Si può quindi affermare che il geosistema si origina proprio dalle relazioni reciproche che si stabiliscono tra queste “sfere dinamiche”, e che determinano i flussi di materia e di energia che circolano nel sistema stesso. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LE SCALE DEL GEO-ECOSISTEMA Un geosistema carsico può essere considerato a scale diverse: può trattarsi di un gruppo montuoso, di una grotta, di una dolina o di un singolo karren come un solco carsico. Una zoomata dal generale al particolare permette di meglio cogliere la dinamica di un grande geosistema e di suoi singoli elementi costituenti, considerati come meso o micro-sistemi. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

UNITÀ MORFOCARSICA COME GEO-ECOSISTEMA Montello (DEM di Francesco Ferrarese) Il concetto di geosistema viene qui applicato a un preciso tipo di unità geografica, l’unità morfocarsica, cioè un rilievo con una sua individualità topografica, costituito prevalentemente di rocce solubili, nel quale la perdita di massa e/o il relativo modellamento sono connessi con i processi carsici di soluzione della roccia. Le forme che ne derivano non sono presenti soltanto in superficie, ma all’interno di tutta la massa rocciosa. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 LE PARTI COMPONENTI DI UNA “SCATOLA NERA” Un'unità orografica morfocarsica in una dimensione sistemica può essere considerata in tutte le sue componenti geologico-strutturali, geomorfologiche, pedologiche, fisico-chimiche, biologiche e antropiche, ed è paragonabile ad una scatola nera, dalla quale si possono estrarre informazioni sia cercando varchi per penetrare all'interno della "scatola", sia studiando il flusso di materia e di energia che entra, attraversa ed esce dal sistema. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 IL FLUSSO DELL’ACQUA Il flusso dell’acqua può essere paragonato a un nastro trasportatore di materia e di energia che attraversa il sistema. L'analisi dei diversi aspetti degli afflussi e dei deflussi e l'esplorazione delle cavità interne permette di trasformare le scatole nere in scatole grigie e/o, nei casi fortunati, in scatole "bianche“. Sorgenti Bianche, Brenta, Italia (foto A. Borsato) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

GLI ELEMENTI DEL GEOSISTEMA Gli elementi del geosistema sono le entità fisiche (o gruppi di entità fisiche) che ne definiscono la struttura e possono essere diffusi nell’ambito di tutto il sistema (es. la roccia, il suolo, l’acqua, l’aria), oppure essere localizzati, puntiformi (es. una dolina, una grotta, un manufatto). Talvolta gli elementi vengono raggruppati in base a una caratteristica comune (es. elementi solidi, liquidi, gassosi; elementi abiologici, biologici; elementi fissi, mobili; elementi naturali, antropici etc...). Tra i principali elementi diffusi in tutto il geosistema carsico che ne costituiscono la “struttura”, ve ne sono presenti in fasi diverse della materia, solida, liquida e gassosa: la roccia solubile, l’acqua, anche sotto forma di vapore ed, eventualmente, di ghiaccio. Fa parte del sistema anche la porzione di atmosfera che lo lambisce e che penetra nelle cavità sotterranee. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

BASI DELLA MODELLIZZAZIONE La modellizzazione del geo-sistema deve essere preceduta da un percorso di analisi che procede per fasi successive, a un livello via via crescente di complessità per l’introduzione di nuove variabili e nuove chiavi di lettura. Ciascuna delle fasi previste permette di considerare un aspetto della realtà sistemica; in particolare si prende in considerazione il sistema carsico come: - insieme di elementi (struttura); - sede di processi; - sede di flussi; entità in continua evoluzione. Questi diversi aspetti possono essere studiati secondo l’ordine indicato; si possono inoltre individuare momenti di analisi successivi, che qui chiameremo fasi e che permettono di delineare un modello complesso del tipo abbozzato nella slide che segue. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FASI DELLA MODELLIZZAZIONE Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FASE A – STRUTTURA: LE FORME In corrispondenza delle interfacce tra le diverse fasi del geosistema carsico esistono delle “forme” che possono essere considerate elementi spaziali di “pieno” o di “vuoto”; sono “forme” o “volumi” le stesse masse rocciose che costituiscono l’unità morfocarsica; forme superficiali sono i karren, le doline, le valli secche e i polje; forme sotterranee sono le grotte con gallerie suborizzontali, pozzi verticali, sale di varie dimensioni, corpi sedimentari di materiali clastici e concrezionali etc... (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 FORME SUPERFICIALI E SOTTERRANEE Particolarità di questo sistema sono dunque il suo spessore verticale e la presenza di forme ipogee, che ne determinano una struttura distinta in due porzioni, una subaerea e una sotterranea; e se diamo il nome di paesaggio all’aspetto sensibile del geosistema, possiamo distinguere due tipi di paesaggio, profondamente differenti, uno “illuminato” e uno “senza sole”. Ponte di Veja, Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LA COMPONENTE BIOLOGICA Oltre alla componente abiologica, infatti, fanno parte del geosistema carsico anche la copertura vegetale e la fauna, che talvolta assumono caratteri particolari proprio in relazione con le forme carsiche (ad es. la fauna delle grotte, oggetto di studio della biospeleologia, oppure la composizione e la struttura della vegetazione in relazione con le condizioni microclimatiche presenti nelle doline). Mallorca, Spagna (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LA COMPONENTE ANTROPICA Infine, molti elementi che oggi caratterizzano un geosistema carsico sono direttamente o indirettamente conseguenza della presenza dell’uomo: dalle parcelle scelte per diversi tipi di uso del suolo e le relative sistemazioni, agli abitati (come i centri, i nuclei e le dimore sparse, di foggia tradizionale o moderna), dai sistemi di raccolta dell’acqua, alle strutture per il turismo, ai segni dell’abbandono dell’agricoltura e dell’esodo rurale. Polje, Montenegro (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FASE B - I PROCESSI E LE INTERFACCE Le interfacce, cioè le superfici di contatto e separazione tra litosfera, idrosfera e atmosfera, o, più in generale, tra le componenti solida, liquida e aeriforme del sistema, sono importanti come sede di processi. Possono essere distinte le seguenti interfacce: - l’interfaccia roccia-aria; - l’interfaccia roccia-acqua; - l’interfaccia acqua-aria. Esse sono in buona parte riconducibili alle relazioni intercorrenti reciprocamente tra litosfera e atmosfera, litosfera e idrosfera, idrosfera e atmosfera. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FASE B - I PROCESSI E LE INTERFACCE Le dinamiche e i processi nell’ambito di un geo-sistema interessano prevalentemente una o più componenti o interfacce del sistema stesso, come si può vedere nell’esempio. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

INTERFACCE E SOLUZIONE In un geo-sistema carsico nei calcari, il processo più importante che caratterizza le due interfacce roccia-aria e roccia-acqua è la soluzione chimica della roccia a opera delle soluzioni acquose naturali acidulate dall’anidride carbonica presente nell’aria e nel suolo. Tale processo comporta fenomeni di interscambio tra le diverse fasi della materia e si traduce nel prelievo, a spese della fase solida e ad opera della fase liquida, di carbonato di calcio che passa in soluzione. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 PERDITA DI MASSA Una parte del carbonato di calcio in soluzione può precipitare sotto forma di travertino o di concrezioni di grotta restando ancora nell’ambito del geosistema, mentre un’altra parte viene definitivamente allontanata per il deflusso dell’acqua che la trasporta sotto forma di soluzione ionica. Questi coralli fossili silicizzati in rilievo, rispetto al calcare che li ingloba, sono la conseguenza della soluzione del carbonato di calcio, che è molto più veloce di quella della silice. Nelle regioni di clima umido delle medie latitudini l’acqua può asportare mediamente tra 2 e 10 millimetri di spessore di calcare per ogni secolo. Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

ALTRI TIPI DI DEGRADAZIONE Un altro processo frequente all’interfaccia tra litosfera, atmosfera e idrosfera in questo tipo di geosistemi è quello della degradazione clastica della roccia in seguito al processo crioclastico. L’acqua penetra nelle fessure o nei pori della roccia, e, quando è soggetta a congelamento, aumenta di volume, favorendone la disgregazione. Pale di San Martino, Dolomiti, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 IL SUOLO Il suolo, insieme agli animali e alla vegetazione che gli sono associati, è l’espressione della dinamica complessa che deriva dall’interazione tra tutte le componenti del geosistema; in esso, infatti, si ritrovano tutte le tre diverse fasi della materia e si verificano continue trasformazioni delle componenti inorganiche, organiche e biologiche. Karren coperti da suolo su gessi, Santa Ninfa, Sicilia, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FORME RISULTANTI DA PROCESSI DIVERSI Alle medie e alte latitudini o nelle catene montuose esistono molte forme di origine mista risultanti dalla combinazione nello spazio e nel tempo tra processi diversi, che possono essere definite a seconda dei casi: fluviocarsiche; glaciocarsiche; carsico-periglaciali; carsico-costiere; tettono-carsiche. o anche di altri tipi. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

EQUILIBRI E UOMO L’uomo si comporta come un agente modificatore di equilibri e di processi. In relazione al diverso uso delle risorse può determinare, con le sue attività (ad esempio insediamenti, agricoltura, allevamento, cave, discariche), variazioni nei caratteri della copertura vegetale e del suolo, accelerazione di processi, come quello dell’erosione del suolo, asportazione di materiali come la stessa roccia, copertura di superfici con edifici, strade, immissione nell’ambiente di solidi e liquidi inquinanti etc.. Cava di calcare, Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL CICLO DI FORMAZIONE DEL CALCARE FASE C - FLUSSI O CICLI Per numerosi elementi di un geosistema è possibile riconoscere una serie di tappe di formazione e/o trasformazione, che vanno a costituire una “storia” degli elementi stessi. Questa storia può di frequente essere ricondotta a un ciclo, o a un flusso, o ricollegarsi agli eventi ciclici o ai grandi flussi presenti nelle dinamiche dell’intero pianeta. IL CICLO DI FORMAZIONE DEL CALCARE Nel geosistema carsico, ad esempio, il calcare – ovvero la roccia solubile che costituisce la maggior parte della sua massa – è il risultato di una lunga storia che è iniziata con la fissazione dell’anidride carbonica presente in grandi quantità nell’atmosfera primitiva della Terra da parte della biosfera. La roccia, che oggi appare come costituente passiva del geosistema, è pertanto il risultato di un flusso di materia fra l’idrosfera e la litosfera, che si è esplicato come cicli, in seguito all’attività della biosfera, alla scala dei tempi geologici. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL CICLO DELL’ACQUA Il flusso che percepiamo in modo più immediato nei geosistemi è quello dell’acqua, che scende sotto forma di precipitazioni e scorre sia in superficie sia in profondità, alimentando i corsi d’acqua superficiali, i flussi sotterranei, le sorgenti, i fiumi e le falde della pianura e il mare. Se consideriamo i processi di evaporazione dell’acqua e di formazione delle nubi tale flusso è assimilabile a un ciclo. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FLUSSO IDRICO E AMBIENTE Nel geosistema carsico il flusso dell’acqua assume caratteri molto particolari, a causa del suo sviluppo notevole nella porzione “nascosta” ipogea del sistema stesso, ed è di fondamentale importanza come “registratore” delle dinamiche del sistema stesso. Tavaran Grando, Montello, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

L’ACQUA COME “TRACCIANTE” Il tempo impiegato dall’acqua di deflusso per raggiungere le sorgenti può variare da pochi minuti ad alcuni anni. Quest’acqua cambia nel corso della sua storia; se si confrontano l’acqua delle precipitazioni, di scorrimento superficiale, dei corsi d’acqua sotterranei e delle sorgenti, si può verificare che si tratta di soluzioni diverse. Infatti l’acqua delle precipitazioni è simile all’acqua distillata, quella delle sorgenti è invece relativamente ricca di sali disciolti e in particolare di carbonato di calcio e di carbonato di magnesio. Pertanto l’acqua nel suo deflusso si va arricchendo di sali, che preleva dalla stessa roccia. Le variazioni nel tempo di temperatura e conducibilità sono espressione di cambiamenti ambientali. Variazioni di temperatura e conducibilità delle sorgenti di Oliero, Prealpi Venete, Italia. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

IL CICLO DEL RILIEVO TERRESTRE I processi dell’erosione meccanica e “chimica”, connessi con il ciclo dell’acqua, determinano quindi una perdita di massa del rilievo che si esaurirebbe se non intervenissero i processi geologici che tendono a rigenerarlo attraverso il sollevamento e la strutturazione tettonica. Nella foto, una parete risultante da un fenomeno di fagliazione superficiale causato da un terremoto il quale ha modificato la struttura del rilievo. Monti Lessini, Prealpi Venete, Italia (foto U. Sauro) Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

FASE D - EVOLUZIONE TEMPO E MUTAMENTI L’analisi dei cicli e flussi di energia e di materia ha dimostrato come un geosistema carsico sia un sistema aperto, in continua evoluzione. Il sistema scambia materia ed energia con i sistemi contigui sia in corrispondenza delle interfacce, sia all’interno delle diverse fasi della materia. TEMPO E MUTAMENTI Possiamo considerare l’evoluzione di un geosistema nell’ambito di diverse dimensioni spaziali e temporali, come ad esempio lo sviluppo di un karren del tipo scannellatura, oppure possiamo anche impegnarci a ricostruire la storia geologica e geomorfologica di una grande unità morfocarsica in un tempo di molti milioni di anni. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LE PRINCIPALI FASI EVOLUTIVE La storia geologica di un geosistema carsico complesso può essere schematizzata nelle seguenti fasi principali: - fase pre-orogenetica con formazione delle rocce che oggi costituiscono l’ossatura del geosistema; - fase orogenetica con sollevamento e strutturazione del rilievo; - fase morfogenetica con individuazione ed evoluzione delle forme del rilievo; - fase pedogenetica e climacica recente con sviluppo degli ambienti biologici che noi conosciamo; - fase antropica, con modificazione, ad opera dell’uomo, delle forme e degli equilibri naturali e introduzione nell’ambiente e nel paesaggio di nuovi elementi, estranei agli ambienti precedenti. È evidente che le diverse fasi non sono nettamente distinte tra di loro, ma che esiste una più o meno ampia sovrapposizione nello spazio e nel tempo. Nelle figure che seguono è esemplificata l’evoluzione di un paesaggio di tipo “normale” (fluviale) (disegni di Marianna Sauro). Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LA FASE PRE-OROGENETICA Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 LA FASE OROGENETICA Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LE FASI MORFOGENETICHE + PEDOGENETICHE E CLIMACICHE Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 LA FASE ANTROPICA Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

PARTICOLARITÀ DELLA FASE ANTROPICA In quest’ultima fase la scala temporale si modifica radicalmente, con una notevolissima accelerazione dei cambiamenti avvenuti nel sistema; gli ultimi decenni, in particolare, rappresentano un periodo in cui le modificazioni si sono susseguite con ancora maggiore velocità, a causa delle trasformazioni delle tradizionali forme dell’uso del suolo (agricoltura, allevamento e silvicoltura) e della introduzione di forme nuove (in particolare il turismo) che hanno provocato diminuzione della presenza antropica in alcune aree e aumento in altre. Rispetto al passato sono cambiate le modalità di impatto umano sull’ambiente, tradizionalmente consistenti nel disboscamento, e nell’uso del suolo per il pascolo e l’agricoltura. Oggi molte aree vengono urbanizzate, con accelerazione del deflusso superficiale, ci sono molte forme di inquinamento e in alcune aree si praticano attività intensive di cava di calcare o di rocce per la produzione di cemento. È pertanto importante capire la dinamica dei sistemi naturali, tra i quali i geosistemi carsici risultano particolarmente fragili e vulnerabili. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

LA VERIFICA DEL MODELLO Mettere a punto dei modelli dei sistemi naturali può permettere di comprenderne la dinamica. Quindi, la modellizzazione e la verifica della bontà dei modelli, sulla base del monitoraggio di alcuni parametri fondamentali e dell’effettuazione di particolari esperimenti (come il tracciamento delle acque con speciali coloranti), stimola a una sperimentazione rivolta a una mitigazione delle forme di impatto, la quale è in grado di fornire importanti indicazioni sulla stabilità o instabilità e sulla vulnerabilità dei geosistemi. In definitiva, una sperimentazione mirata può fornire una base di conoscenza fondamentale per la presa di coscienza dei caratteri dei geosistemi e sulle nostre responsabilità nella loro gestione, pianificazione e sviluppo compatibile. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

ESEMPIO DI MODELLO Un modello, anche semplice, come quello del disegno riferito all’altopiano dei Sette Comuni (Asiago), evidenzia le interrelazioni tra le singole componenti e i loro comportamenti nei confronti dei fenomeni di input, flussi e output. Modelli più sofisticati aiutano a prevedere i comportamenti di un sistema, come i tempi di residenza e flusso dell’acqua attraverso il sistema e le sue parti componenti. In questo modo è possibile capire come utilizzare al meglio risorse come le acque sotterranee e come mitigare gli impatti su di esse. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009 PER SAPERNE DI PIU’ CASTIGLIONI B. & SAURO U. (2002), Paesaggi e geosistemi carsici: proposte metodologiche per una didattica dell’ambiente. In: Varotto M. & Zunica M. (ed.), Scritti in ricordo di Giovanna Brunetta. Dipartimento di Geografia “G. Morandini”, Università di Padova, pp. 51-67; SAURO U. (1999), Analisi e modellizzazione dei geo-ecosistemi carsici: verso un approccio globale per la comprensione della dinamica e della vulnerabilità degli acquiferi carsici, Quaderni di Geologia Applicata, 1999, pp. 1235-1242; SAURO U., MENEGHEL M., BONDESAN A. & CASTIGLIONI B. (2004), Dalla carta topografica al paesaggio, Atlante Ragionato. Istituto Geografico Militare, ZetaBeta Editrice, p. 178. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009

CREDITI Questa lezione è stata preparata da Ugo Sauro con la collaborazione di Benedetta Castiglioni. Tutte le foto e i disegni, ove non specificato, sono di Ugo Sauro. Per la parte fotografica si ringraziano i fotografi Andrea Borsato (slide 31) e Francesco Sauro (slide 10). I disegni relativi ai geosistemi sono di Benedetta Castiglioni e Ugo Sauro; quelli sulle fasi evolutive di un sistema naturale sono stati preparati da Marianna Sauro (slides 54-57). © Società Speleologica Italiana Ogni parte di questa presentazione può essere riprodotta sotto la propria responsabilità, purché non se ne stravolgano i contenuti. Si prega di citare la fonte. Paesaggi e geo-sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009