RICERCA ITALIANA     

Tettonica compressiva attiva lungo il margine sudalpino padano fra il Lago di Garda e il Lago Maggiore

Università degli Studi dell'Insubria Varese-Como

Abstract

Il progetto di ricerca descritto nella presente proposta si pone l'obiettivo di applicare per la prima volta in modo sistematico le moderne tecniche di analisi nel campo della tettonica attiva e della paleosismologia per definire i caratteri delle deformazioni quaternarie nel settore del margine Sudalpino padano compreso fra il Lago di Garda e il Lago Maggiore. L'area selezionata presenta infatti un interesse particolare dal punto di vista della tettonica recente e delle sue implicazioni per la ricostruzione dei modelli di evoluzione geodinamica, nonché per la difesa dai rischi naturali.
Gran parte dei dati relativi alla neotettonica di questa regione sono stati raccolti attraverso programmi di ricerca condotti oltre 20 anni fa, mentre numerose questioni di rilevante significato scientifico restano irrisolte. Ad esempio, le strutture tettoniche responsabili dei forti terremoti storici della zona del Lago di Garda non sono ancora state identificate e analizzate. Inoltre, nelle ultime versioni delle mappe di pericolosità sismica prodotte a livello nazionale la Lombardia occidentale è considerata priva di sismicità significativa, a dispetto del fatto che l'evidenza geologica relativa alle deformazioni tettoniche recenti non sia mai stata attentamente presa in considerazione. Lo stile della deformazione recente in quest'area, la sua entità, i tassi di scorrimento e le loro variazioni durante il Quaternario, le geometrie e i criteri di segmentazione delle strutture attive, sono tutti argomenti che attendono ancora di essere analizzati nel dettaglio.
Il presente progetto di ricerca tende quindi innanzitutto ad operare un'approfondita revisione dei dati esistenti, attraverso la collaborazione tra Università dell'Insubria, Como, ENI Exploration & Production, APAT, Colorado University at Boulder, e ricercatori esperti nel settore della tettonica attiva e dell'indagine morfostrutturale su faglie quaternarie. Attraverso questa revisione si giungerà alla costruzione di una carta delle strutture tettoniche quaternarie dell'area investigata. In secondo luogo, il progetto si pone l'obiettivo di eseguire indagini di dettaglio su alcune aree campione individuate nel settore ad Ovest del Lago di Garda e ai margini del Lago di Como, che presentano indizi significativi di deformazioni tettoniche recenti. All'interno di queste aree saranno selezionati siti particolarmente favorevoli per l'applicazione di rilievi topografici (finalizzati alla definizione di elementi morfotettonici a scala metrica), di indagini geofisiche ad alta risoluzione (ad es., prospezioni georadar/GPR), e di analisi paleosismologiche da condurre anche attraverso l'esecuzione di trincee esplorative.
Le informazioni raccolte nelle aree campione serviranno per calibrare i criteri per una prima caratterizzazione delle strutture tettoniche quaternarie identificate nell'area in esame, in termini di geometria, segmentazione, tassi di scorrimento e stile della fagliazione. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Alessandro Maria MICHETTI Università degli Studi INSUBRIA Varese-Como

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'obiettivo del presente programma di ricerca è la definizione dei caratteri e dello stile della tettonica attiva nel settore situato al margine fra Alpi Meridionali e Pianura Padana lombarda, corrispondente grosso modo alla fascia pedemontana compresa fra il Lago di Garda e il Lago Maggiore. Questo settore si presenta infatti di particolare interesse per lo studio della tettonica recente. I dati disponibili in letteratura indicano chiaramente come l'area di studio appartenga ad un dominio strutturale sostanzialmente unitario, che ha subito un'evoluzione comune durante le fasi finali della costruzione della catena alpina, e presenta uno stesso stile deformativo durante il Terziario. D'altra parte, le sintesi regionali disponibili (Doglioni, 1993; Castellarin e Cantelli, 2000; Fantoni et al., 2004, e riferimenti bibliografici ivi citati) generalmente descrivono la deformazione tettonica alpina come esauritasi alla fine del Miocene, con la messa in posto dei fronti esterni all'altezza di Milano ("Milano thrust belt"; e.g., Pieri e Groppi, 1981; Bernoulli et al., 1989). Durante il Pliocene e il Quaternario il margine Sudalpino e la pianura lombarda sarebbero stati interessati essenzialmente da un basculamento regionale legato alla flessurazione verso S dell'avampaese padano conseguente allo sviluppo della subduzione appenninica (e.g., Doglioni, 1993).
In effetti, sono note da tempo evidenze di deformazioni tettoniche quaternarie nel settore investigato dal presente progetto di ricerca (ad es., Desio, 1956), ma esse non sono state analizzate in modo sistematico con le moderne metodologie sviluppate nel campo degli studi di tettonica attiva e paleosismologia negli ultimi decenni (ad es., Michetti and Hancock, 1997; Yeats et al., 1997). Salvo poche significative eccezioni (Zanchi et al., 1997), gli studi approfonditi più recenti nell'area su questi temi risalgono agli anni '80, sotto l'impulso del Programma Nucleare Nazionale (ad es., Serva, 1990). Nonostante sia chiaro che i tassi di deformazione recente nell'area in oggetto non siano elevati, la sismicità storica e strumentale in Lombardia, particolarmente importante nell'area del bresciano (Magri e Molin, 1986; Boschi et al., 2000; Guidoboni, 2002), ma significativa anche in settori più occidentali (come evidenziato dal terremoto del Lago di Iseo del 13.11.2002, M 4.2), dimostra che la tettonica del margine Sudalpino - padano lombardo è attiva tutt'oggi.
E' opportuno sottolineare a questo proposito che le strutture tettoniche responsabili dei forti terremoti del 03.01.1117 e 25.12.1222 nella zona del Lago di Garda (Magri e Molin, 1986; Guidoboni, 2002) attendono ancora di essere chiaramente identificate e caratterizzate. Inoltre, gli indizi di neotettonica descritti nella zona nord-occidentale della fascia pedemontana lombarda (ad es., Orombelli, 1976; Bini et al., 1992; Zanchi et al., 1997; Giardina et al., 2004) potrebbero indicare che il silenzio delle fonti storiche e la mancanza di osservazioni strumentali relativamente ad eventi sismici locali di intensità superiore al VI grado della scala MCS o di magnitudo superiore a circa 4.5 nella zona dell'Insubria (denominazione storica dell'area che corrisponde al settore compreso fra Lombardia occidentale, Piemonte e Ticino) non siano in effetti dovuti all'assenza di strutture tettoniche capaci di produrre terremoti rilevanti, bensì all'incompletezza dei dati disponibili a catalogo e/o ai lunghi tempi di ritorno di tali terremoti.
Il presente progetto si propone di affrontare queste tematiche sulla base 1) della revisione dei dati di letteratura e di quelli contenuti nel database ITHACA (ITaly HAzards from CApable faults) gestito da APAT - Dipartimento Difesa del Suolo, che collabora al progetto, 2) dell'analisi dei profili sismici a riflessione resi disponibili dalla collaborazione al progetto di ENI - Exploration and Production, 3) di nuove indagini sul terreno in aree selezionate, 4) dello sviluppo di studi morfotettonici basati sulla costruzione di modelli digitali del terreno e dell'interpretazione di dati telerilevati, e 5) di indagini di dettaglio su siti di particolare interesse, anche attraverso rilievi microtopografici, prospezioni geofisiche ad alta risoluzione (profili GPR) e l'esecuzione di trincee esplorative per analisi paleosismologiche.
Attraverso lo studio dei caratteri della tettonica attiva nel settore Sudalpino - padano lombardo, il presente progetto si propone quindi di offrire un contributo per A) la ricostruzione di modelli regionali sull'evoluzione recente dell'avanfossa padana, B) una migliore comprensione dell'evoluzione strutturale e dei processi di segmentazione del fascio di pieghe e sovrascorrimenti Neo-Alpini nella regione lombarda, e C) la definizione delle relazioni esistenti fra deformazione quaternaria e sismicità nell'area investigata.


Bibliografia

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Zanchi A., Bini A., Felber M., Rigamonti I., Uggeri A. (1997), "Neotectonic evidences along the lombardian foothills of the Southern Alps", Geol. Insubr. 2, pp.99-112. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Gli studi di tettonica attiva e paleosismologia nelle zone di interplacca sono ovviamente molto importanti per la comprensione del assetto geodinamico regionale (e.g., Scholz, 2002). L'identificazione e la mappatura delle pieghe e faglie, attive tra il Pleistocene e l'Olocene, e la quantificazione dei tassi di deformazione tettonica Quaternaria fornisce un fondamentale vincolo per i modelli morfotettonici e per la ricostruzione dell'evoluzione ambientale recente, comprese le variazioni del drenaggio e la dinamica dei versanti (Jackson et al., 1982; Stewart and Hancock, 1988). Da questo punto di vista, la conoscenza delle strutture tettoniche attive permette di mitigare appropriatamente la pericolosità correlata alla dislocazione e scuotimento del terreno, causata dalla fagliazione superficiale ed dalla sismicità (Yeats et al., 1997; Michetti and Hancock, 1997). Nonostante queste problematiche siano molto importanti nell'area di studio, le caratteristiche della tettonica attiva nella parte nord occidentale della Pianura Padana sono ancora poco conosciute.
L'Italia settentrionale e' caratterizzata dalla crescita di due catene che bordano la Pianura Padana: le Alpi Meridionali e l'Appennino.
Lungo l'avanfossa appenninica, i dati geologici, geofisici e geodetici (e.g., Bigi et al., 1990; Serva, 1990; Doglioni, 1993; Bello & Fantoni, 2002; Fantoni et al., 2004) mostrano chiaramente che il tasso di deformazione Quaternaria diminuisce verso Ovest, vale a dire passando dall'arco di Ferrara verso quello Emiliano e del Monferrato.
Questa tendenza è in buon accordo con il relativo abbassamento dei tassi di sismicità, lungo i tre archi, mostrato dal catalogo storico (e.g., Boschi et al., 2000; CPTI, 2004). I terremoti crostali (profondità focale di 10 -15 km; e.g., Selvaggi et al., 2001), capaci di causare danni in superficie, diminuiscono infatti di frequenza spostandosi da Est (Ferrara) verso Ovest (Monferrato). Osservazioni geomorfologiche e stratigrafiche (Amorosi et al., 1996; Benedetti et al., 2003; Boccaletti & Martelli, 2004) dimostrano che i sovrascorrimenti frontali esterni e pedeappeninici producono significativa dislocazione nei sedimenti tardo Pleistocenici ed Olocenici. Le analisi sismotettoniche (e.g., Serva, 1990; Selvaggi et al., 2001) mostrano chiaramente che alcune di queste strutture tettoniche compressive sono capaci di produrre terremoti di magnitudo dell'ordine di M 6.
Questo e' anche vero per il margine Alpi Meridionali-Pianura Padana, tra il Friuli e la parte occidentale della Lombardia, nonostante le ovvie differenze nell'evoluzione strutturale delle due catene, che implica inoltre una differenza nello stile sismico in termini di massima magnitudo e tempi di ricorrenza (e.g., Serva, 1990; Doglioni, 1993; Castellarin and Cantelli, 2000). I tassi di sismicità si riducono fortemente spostandosi dal confine Italia-Slovenia verso il Veneto e la Lombardia. In particolare, in base alle osservazioni storiche disponibili, i terremoti nelle Alpi Meridionali presentano magnitudo massime maggiori (nell'ordine di M 6.5) rispetto all'Appennino, come chiaramente mostrato dai forti eventi avvenuti in Friuli (e.g., 25 gennaio 1348 e 6 maggio 1976; Slejko et al., 1987) e nell'area del Lago di Garda (e.g., 3 gennaio, 1117, e 25 dicembre 1222; Magri and Molin, 1986; Serva, 1990; Curzi et al., 1992; Sauro and Zampieri, 2001; Galadini et al., 2001; Burrato et al., 2003). Questi forti terremoti storici hanno tempi di ritorno piu' lunghi nelle zone occidentali (Garda) che in quelle orientali (Friuli). I meccanismi focali dei terremoti recenti di piu' bassa magnitudo (come l'evento del 13 Novembre 2002, M 4.2, al Lago d'Iseo, e del 24 novembre 2004, M 5.2, a Salo', sulle rive occidentali del Lago di Garda) sono in accordo con l'assetto tettonico compressivo definito dalle evidenze geologiche e dai profili sismici lungo la base Alpi Meridionali (e.g., Castellarin and Cantelli, 2000; Fantoni et al., 2004).
Da queste considerazioni generali si intuisce che, per comprendere la tettonica Quaternaria della Pianura Padana ed il potenziale sismico ad essa associato, è necessario analizzare questa area all'interno di un modello strutturale regionale coerente.
Se questo approccio è corretto, allora sara' necessaria una nuova valutazione della pericolosità sismica della zona centro-occidentale delle Alpi Meridionali.
Nell'arco del Monferrato, lungo il fronte appenninico, alle significative deformazioni tettoniche quaternarie (illustrate ad esempio dai profili di sismica a riflessione dall'industria petrolifera; Bello & Fantoni, 2002) è associato un livello di sismicità che, anche se minore di quello presente nell'arco Ferrarese, è ben lungi dal poter essere considerato trascurabile in termini di pericolosità sismica. Al contrario, nell'area pedemontana sudalpina, di fronte all'arco del Monferrato, nonostante le chiare evidenze di tettonica pleistocenica descritte in letteratura (e.g., Orombelli, 1976; Bini et al., 1992; Zanchi et al., 1997), non esistendo registrazioni di eventi con intensità epicentrale maggiore del VI grado (scala MCS), la pericolosità sismica della regione tra la Lombardia occidentale ed il Ticino, al confine tra Italia e Svizzera (conosciuta anche come "Insubria") e' comunemente considerata insignificante (e.g., Stucchi, 2004). Ne deriva quindi che l'evidenza geologica dovrebbe essere presa in considerazione molto piu' attentamente, prima di poter arrivare a corrette conclusioni riguardo al potenziale sismico dell'Insubria, un'area tra le più economicamente sviluppate ed industrializzate d'Europa e quindi esposta a maggior rischio sismico.
La definizione dei caratteri e dello stile della tettonica attiva nella parte centro- occidentale delle Alpi Meridionali e' quindi importante per A) la costruzione di modelli regionali di evoluzione dell'avanfossa in Pianura Padana, B) la comprensione dell'evoluzione strutturale e della segmentazione delle pieghe e delle faglie della catena Neo-Alpina in Lombardia, e C) la definizione della relazione tra deformazione Quaternaria e sismicità nell'area in studio.
Un aumento nell'interesse generale riguardo questi argomenti e' testimoniato dall'organizzazione di uno specifico evento su questo tema: sessione TS21 "Paleoseismology and Active Tectonics in the Alps", durante il prossimo EGU Congress, che avverrà il 24-29 Aprile 2005 a Vienna (e.g., Michetti, 2005).
Le esperienze scientifiche dei membri del gruppo di ricerca includono lavori riguardo la geologia delle Alpi Meridionali (Muttoni et al., 2003; Giardina et al., 2004; Michetti et al., 2004; Anselmetti et al., 2004; Fanetti, 2005; Sileo et al., 2005; Michetti et al., 2005) ed una diretta esperienza nella caratterizzazione morfotettonica e paleosismologica delle faglie attive quaternarie (Michetti et al., 2000; Lee et al., 2001; Comerci et al., 2003; Roberts and Michetti, 2004). <<<