RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Studi di base sull'interazione tra clima, tettonica e morfoevoluzione in Italia meridionale durante il Quaternario

Università di riferimento

Università degli Studi di BARI - GEOLOGIA E GEOFISICA - BARI(BA)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Federico BOENZI

Descrizione

Obiettivi ed aree di studio


La nostra proposta (unità di ricerca dell'Università di Bari) è mirata allo sviluppo di studi di base per stimare i tassi di erosione in aree selezionate (vedi sotto) dell'Appennino campano-lucano come "proxy" per la variabilità climatica durante il tardo Quaternario e come punto di partenza per la modellazione numerica dell'evoluzione del paesaggio.
Attualmente, sebbene alcuni aspetti morfostrutturali nelle aree selezionate dell'Appennino meridionale siano sufficientemente conosciuti (Amato & Cinque, 1999, con bibliografia) una più dettagliata analisi morfotettonica mirata alla correlazione tra le caratteristiche morfologiche a scala regionale (Schiattarella et al., 2003) e le stime dei tassi di erosione a lungo termine alla stessa scala è tuttora mancante.

Il progetto ha due obiettivi generali:
il primo è quello di fornire importanti informazioni spaziali sulle caratteristiche geomorfologiche e sugli eventi estremi (ad esempio superfici di erosione a quote più elevate, depositi lacustri, frane ed alluvioni catastrofiche, ecc) in relazione alla topografia in aree selezionate del sistema catena-avanfossa dell'Appennino meridionale.
Inoltre, un importante aspetto dello studio riguarda la caratterizzazione accurata dell'organizzazione della topografia in relazione all'erosione ed alla tettonica attraverso la valutazione degli indici statistici e dei parametri geomorfici e la loro comparazione con i tassi misurati di erosione (Howard, 1996).

Il secondo obiettivo è l'individuazione e l'uso di dati spazialmente distribuiti (DEM, immagini satellitari, dati DGPS). Per questo, il nostro progetto svilupperà due attività complementari:
1) L'utilizzo dati telerilevati come i dati topografici SRTM e dati GIS per analizzare parametri spazialmente distribuiti come topografia, geologia, caratteristiche morfostrutturali e piovosità.
2) L' utilizzo immagini satellitari ASTER, SAR, IKONOS accoppiate con dati DGPS per costruire DEM a diversa risoluzione allo scopo di valutare possibili problemi di scala.

Al fine di conseguire i due obiettivi precedentemente illustrati sono strate selezionate quattro aree di studio; una è localizzata nell'avanfossa dell'Appennino meridionale, mentre le altre sono ubicate all'incirca nella zona assiale della catena:
1) La bassa Valle del Bradano, localizzata ad ovest dell'altopiano carbonatico murgiano e sviluppata all'interno delle successione plio-pleistoceiche dell'omonima avanfossa.
2) La Val'Agri, localizzata tra il complesso carbonatico dei monti della Maddalena ed i Massicci, costituiti dalle successioni pelagiche lagonegresi, del Sirino e del Volturino e riempita da depositi alluvionali del Pleistocene medio.
3) La Valle del Malandro, fiancheggiata dai Monti della Maddalena ad ovest e dalle unità pelagiche lagonegresi ad est e riempita dai sedimenti continentali del Pleistocene inferiore.
4) La Valle del Tanagro, localizzata tra gli imponenti rilievi carbonatici dei Monti Alburni a sud e Monte Marzano a nord e riempita da successioni marine ed alluvionali plioceniche e pleistoceniche.
5) Alta Valle del Sinni localizzata ad est del mt. Sirino

Il nostro progetto ha due finalità specifiche:
1) Stimare il tasso di erosione dovuto ai movimenti di massa e possibili implicazione dei cambiamenti climatici durante il tardo Quaternario in un'area, quale la bassa Valle del Bradano, incline alle frane e dove sono presenti evidenze geologiche di antichi movimenti gravitativi alla scala del versante.
2) Quantificare ed analizzare la distribuzione spaziale dei paramenti geomorfologici più sensibili alla tettonica attiva (curve isometriche ed integrali ipsometrici, asimmetria del bacino di drenaggio, profili dei corsi d'acqua, "stream lenght-gradient index", rapporto ampiezza-altezza della valle, ecc.) ed erosione ( "stream power" (Whipple and Tucker, 1999) e il parametro "Tu" (Ciccacci et al., 1988)) nelle aree di studio scelte.

Attività

È riportata di seguito la pianificazione del lavoro, della durata di due anni, per portare a termine i vari obiettivi. Le attività possono essere schematicamente suddivise in due fasi principali:

Fase 1
- Rilevamento geomorfologico nell'alta valle del fiume Sinni con particolare riguardo per la mappatura di paleosuperfici.
- Raccolta di dati topografici ed STRM, foto aeree, immagini Aster ed Ikonos per l'area di studio e costruzione di DEM a varie risoluzioni (pixel di 90 m, 30 m e 10 m) usando metodi di interpolazione tradizionale e di stereo-autocorrelazione.
- Raccolta di dati DGPS da utilizzare come "ground control points" per eseguire la registrazione, la correzione ed il controllo della qualità dei DEM ottenuti.
- Conduzione di un'analisi statistica dei dati climatici e sismici per le aree di studio.
- Rilevamento e cartografazione di frane "fossili" a scala del versante nei pressi di Montescaglioso (bassa Valle del Bradano) finalizzata alla ricostruzione dei caratteri geomorfologici dell'area e del volume del materiale mobilizzato. Il rilevamento di campagna sarà accompagnato dallo studio multitemporale della distribuzione delle frane recenti, ottenuta attraverso l'analisi stereoscopica di foto aeree di età diversa, al fine di determinare l'attuale tasso di erosione dovuto al franamento.
- cartografazione e datazione assoluta di paleosuperfici e terrazzi erosionali di riferimento per la stima dei tassi di incisione. Le datazioni saranno condotte con metodi cosmogenici.


Fase 2
- "Data assimilation" ed analisi dei dati attraverso lo sviluppo di GIS, integrando i dati dell'unità di ricerca dell'Università della Basilicata.
- Calcolo dei parametri geomorfologici relazionati all'attività tettonica ed ai tassi di erosione; inoltre, realizzazione di un'analisi di sensitività dei parametri per la quantificazione dell'incertezze legate agli stessi e dei problemi di scala al variare della risoluzione del DEM.
- Analisi integrata di dati spazialmente distribuiti relativi ai tassi di sollevamento e di erosione ricavati sulla base del lavoro condotto dalle due unità di ricerca.

Contributo scientifico del lavoro
La presente ricerca rispondera ad alcune questioni di base. In particolare, quattro aspetti principali del presente studio dovrebbero condurre a risultati significativi:
1. ottenere importanti informazioni spaziali sulle relazioni tra le caratteristiche geomorfologiche, eventi estremi (come frane "fossili" a scala del versante) e la topografia in aree chiave dell'Appennino meridionale.
2. lo sviluppo di studi geomorfologici a scala regionale usando dati distribuiti spazialmente fornirà le basi per l'assimilazione di dati telerilevati (dati topografici SRTM) e altre informazioni sulle ricerche di "tectonic Geomorphology".
3. al fine di cercare un approccio comune per la stima dei tassi di erosione, molti ricercatori hanno utilizzato lo "stream power". Howard e Kerby (1983) hanno suggerito che i tassi di erosione dovrebbero variare con la pressione che un corso d'acqua esercita sul suo letto, che può essere espressa in termini di area di contributo (proxy per la portata) and la pendenza del corso d'acqua. In accordo con quanto detto molti dei lavori attuali nel mondo cercano di definire il ruolo dello "stream power" nel erosione. La ricerca analizza questo aspetto utilizzando questo approccio quantitativo per la prima volta in aree dell'Appennino meridionale.
4. in diverse parti del mondo, per le frane è stata proposta una distribuzione area-frequenza di tipo "power low". Questa relazione permette di estrapolare l'erosione dovuta a franamento (Hovious, 1998). Lo studio di questo tipo di relazione non lineare può aiutare a stimare l'erosione dovuta alle frane in aree chiave dell'Appennino meridionale.