DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA Variazione della linea di costa in relazione al carico vulcanico: il caso del vulcanismo Sardo Patrizia Mariani, Carla Braitenberg DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE

SOMMARIO Altezza anomala del solco di battente (Golfo Orosei) Possibili cause dell’anomalia Modellazione dei carichi ed effetto sulla linea di costa: 1) carichi vulcanici superficiali; 2) deformazione dovuta ad intrusione (Timoshenko & Woinowski-Krieger, 1959)

Prima sezione: ANOMALIA DEL SOLCO DI BATTENTE

PROBLEMA La linea di costa Tirreniana (MIS 5.5) è ubicata a quota maggiore di quella attesa (6-8 m) e presenta inoltre un tilting: da 7.6 m (SUD) a 11.5 (NORD) per 30 km.

ESEMPIO DEL LIVELLO DEL MARE TIRRENIANO NEL GOLFO DI OROSEI MIS 5.5 solco di battente, + 9 m Solco di battente attuale

ISOLA DI TAVOLARA (Sardegna Nord-orientale) QUOTE DEL SOLCO DI BATTENTE A TAVOLARA Antonioli and Trainito, (2005)

FINALITA’ OFFRIRE UN’INTERPRETAZIONE QUALITATIVA E QUANTITATIVA DELL’ ANOMALIA DEL SOLCO DI BATTENTE

Seconda sezione POSSIBILI CAUSE DELL’ANOMALIA

Generalmente le cause di deviazione dell’ altezza del solco di battente dal livello del mare attuale: Movimenti antropogenici scarsi Movimenti isostatici  a carattere regionale e non locale 3. Attività sismica  scarsa 4. Attività vulcanica  Plio-Quaternaria

VULCANISMO DELLA SARDEGNA ATTIVITA’ EFFUSIVA PLIO-QUATERNARIA SUPERFICIALE ATTIVITA’ SOTTOMARINA

Attività vulcanica superficiale LOGUDORO MONTIFERRRO E PIANE BASALTICHE SETTENTRIONALI DORGALI-OROSEI MONTE ARCI E PIANE BASALTICHE MERIDIONALI Cocozza et al., (1974)

(Ulzega, Leone and Orrù, 1986) Attività vulcanica sottomarina (Ulzega, Leone and Orrù, 1986)

Età dei depositi : LOGUDORO: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 2.4-0.15 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.18-0.11 Ma (Petteruti et al., 2003) 3.1-0.1 Ma (Lustrino et al., 2004) 2.4-0.4 Ma (Lustrino et al., 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996) DORGALI-OROSEI: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 3.9-2.1 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.8-1.7 Ma (Petteruti et al., 2003) 3.6-2 Ma (Lustrino et al., 2004) 3.9-2.1 Ma (Lustrino et al., 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)

EFFETTO DI CARICO SULLA LINEA DI COSTA Terza sezione: EFFETTO DI CARICO SULLA LINEA DI COSTA

Modello della flessione nella compensazione regionale Equilibrio isostatico: max 1 Ma CARICO APPLICATO CARICO DI RIEMPIMENTO RIGONFIAMENTO RIGONFIAMENTO T FLESSIONE della CROSTA OCEANICA

Analisi sistematica multiparametrica Per analizzare l’effetto del carico vulcanico recente sulla linea di costa del Golfo di Orosei Si è studiato l’effetto perturbante di un carico tipo considerando la variazione dei parametri caratterizzanti la flessione 1° FASE DI STUDIO Analisi sistematica multiparametrica

FORMA DEL CARICO APPLICATO

Analisi sistematica multiparametrica in funzione di: Dimensioni carico: Raggio (r = 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 km) Altezza (H = 10, 60, 110, 160, 210, 260, 310, 360, 410 m) Eccentricità dell’area di base Distanza dalla costa (d = 5, 25, 45, 65, 85 km) Rigidità flessurale (Te=1-40 km)

Caratteristiche della curva di flessione

Togliere la A o inserire la formula (?) o va bene così?

ESEMPI DELL’ ANALISI DELLA FLESSIONE

Caratteristiche del carico: d2=25 km r=1.5 km H=200 m

Analisi dei parametri Zbot e Zhigh per un carico sintetico lungo il Golfo di Orosei. Te=10 km; Caratteristiche del carico: d2=25 km ; 10 < H < 410 m 0.4 < 2r < 8 km

Variazione dello spessore elastico

Importanza rigidità flessurale con H=200 m, r=4 km: Con basse rigidità flessurali: Zhight: 0.20 m Xbulge: 106 km Inserire simboli Zbot Zhight Z o semplificare il tutto??? Con alte rigidità flessurali: Zhight: 0.009 m Xbulge: 485 km

Riassunto modelli Per osservare il rigonfiamento bisogna aumentare la distanza tra applicazione del carico e linea di costa. Carichi vicini alla costa permettono di osservare solo la parte di flessione in abbassamento.

MODELLI DI CARICO APPLICATI IN SARDEGNA 2° FASE DI STUDIO MODELLI DI CARICO APPLICATI IN SARDEGNA Attività vulcanica superficiale A) Complesso Dorgali-Orosei: Attività vulcanica coeva al Tirreniano? (commento personale, Antonioli 2007) B) Complesso del Logudoro: Attività più recente (max 110 000 anni)

2) Attività vulcanica sottomarina  a MARE a ~12 km a largo di Punta Nera di Osalla

ANALISI ATTIVITA’ VULCANICA PLIO-QUATERNARIA CONTINENTALE-SUPERFICIALE Complesso di Dorgali-Orosei e del Logudoro

Conti et al., (1996)

COMPLESSO DORGALI-OROSEI

COMPLESSO DEL LOGUDORO COMPLESSO DORGALI-OROSEI

COSTA ORIENTALE

COSTA OCCIDENTALE

ESEMPIO DI CURVA DI FLESSIONE DOVUTA AL LOGUDORO LUNGO LA COSTA ORIENTALE DELLA SARDEGNA

In base alla modellazione sintetica le curve di flessione dovuta al carico vulcanico del complesso di Dorgali-Orosei e del Logudoro non riescono a spiegare l’anomalia del Golfo di Orosei

Modelli per simulare un’ intrusione magmatica Timoshenko & Woinowsky-Krieger, (1959)

MODELLO TIMOSHENKO Modello della flessione regionale Modellazione di una spinta dal basso verso l’alto legata alla messa in posto di un laccolite/batolite

Schema del modello applicato

Parametri testati: Pressione (p) > pressione litostatica: 0.2-0.3 GPa  Fernandez and Rundle, 1994: 0.25 GPa, a = raggio piastra 10-100 km; b = raggio sorgente  0-1 km.

PARAMETRI IMPIEGATI

CONCLUSIONI

Modelli del Carico vulcanico Dorgali-Orosei e Logudoro non spiegano l’anomalia

Perché i complessi superficiali non spiegano l’anomalia: Dorgali-Orosei, Logudoro: complessi troppo vicini all’anomalia: permettono solo l’osservazione della parte della flessione in abbassamento; probabilmente già riequilibrati isostaticamente.

MODELLO LACCOLITE/BATOLITE Il Modello di Timoshenko and Woinowsky-Krieger in buon accordo con l’anomalia

OBIETTIVI FUTURI Nuove indagini radiometriche sui campioni vulcanici nel Golfo di Orosei, per comprendere se effettivamente il vulcanismo del complesso è recente; Datazioni radiometriche sul campione vulcanico a mare.

Ringrazio per l’attenzione

MIS 5.5 in Sardegna 58 siti analizzati (Ferranti et al., 2006) Bassa variabilità verticale Inserire bibliografia anche CPTI04

Sismicità Bassa attività tettonica (Neic, 2007); Gruppo Gruppo di lavoro CPTI (2004)

3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) LOGUDORO: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 2.4-0.15 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.18-0.11 Ma (Petteruti et al., 2003) 3.1-0.1 Ma (Lustrino et al., 2004) 2.4-0.4 Ma (Lustrino et al., 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996) MONTIFERRO: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 3.9-1.6 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.8-2.3 Ma (Petteruti et al., 2003) 3.9-1.6 Ma (Lustrino et al., 2004; 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996) PIANE BASALTICHE SETT: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1976) 3.9-1.7 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.1-2 Ma (Lustrino et al., 2004) 3.7-3.5 Ma /Lustrino et al., 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996) DORGALI-OROSEI: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 3.9-2.1 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.8-1.7 Ma (Petteruti et al., 2003) 3.6-2 Ma (Lustrino et al., 2004) 3.9-2.1 Ma (Lustrino et al., 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996) MONTE ARCI: 3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975) 3.7-2.8 (Beccaluva et al., 1975) 3.7-2.7 Ma (Beccaluva et al., 1985) 3.8-2.6 Ma (Lustrino et al., 2004; 2007) 5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)

Caratteristiche dei complessi vulcanici LOGUDORO: A=> a=7 km; b=2 km; h=50 m B=> a=1 km; b=1 km; h=240 m C=> a=1.5 km; b=1 km; h=200 m; D=> a=4 km; b=3 km; h=30 m; E=> a=3 km; b=1 km; h=70m; F=> a=4 km; b=2 km; h=100 m 1 < a < 7 (km) 1 < b < 3 (km) 30 < h < 240 (m) DORGALI-OROSEI A=> a=5.5 km; b=2.5 km; h=100 m; B=> a=6 km; b=5 km; h=150 m. 5.5 < a < 6 (km) 2.5 < b < 5 (km) 100 < h < 150 (m)