RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

SULLE TRACCE DI HOMO ERECTUS LUNGO LA COSTA OCCIDENTALE DEL MAR ROSSO DALL'ERITREA AL SUDAN: AMBIENTI E POPOLAMENTO UMANO DURANTE IL PLEISTOCENE

Università di riferimento

Università degli Studi di FERRARA - SCIENZE DELLA TERRA - FERRARA(FE)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Paolo BILLI

Descrizione

Le competenze scientifiche dei componenti di questa unità di ricerca riguardano i campi della geomorfologia fluviale, la paleoidrologia, l'analisi di immagini da satellite e la climatologia. Queste risultano necessarie per lo svolgimento della ricerca i cui obiettivi principali sono:
a) ricostruzione delle caratteristiche paleoidrologiche, paleoidrauliche e paleomorfologiche dei sistemi fluviali e fluvio-lacustri della fascia costiera eritreo-sudanese durante il Quaternario;
b) ricostruzione dell'evoluzione recente del reticolo idrografico e della geomorfologia in generale delle aree di studio attraverso l'analisi di immagini satellitari del tipo Landsat TM, di immagini satellitari radar del tipo ERS-1-2 SAR. e della tecnica interferometrica (In SAR).
c) analisi dei processi che regolano la dinamica morfologica e sedimentaria dei sistemi fluviali effimeri attuali con particolare riferimento alla definizione di elementi diagnostici distintivi degli alvei grossolani di ambiente arido e semi-arido;
d) studio delle caratteristiche climatiche ed idrologiche attuali, come riferimento per le ricostruzioni paleoambientali, ed analisi di eventuali trend ottenuti con dati storici strumentali.
e) approfondire le conoscenze dei sistemi fluviali di clima arido. Questa tematica, oltre a validare i risultati delle ricostruzioni paleoidrologiche, basate sulle caratteristiche fisiche dei sedimenti, le associazioni di facies, le caratteristiche geometriche delle forme di fondo e la geometria idraulica di eventuali paleo-sezioni trasversali, permette il confronto con i dati paleoclimatici ottenuti da altre unità di ricerca, mediante l'analisi degli isotopi stabili dell'ossigeno e del carbonio.

In particolare, per raggiungere questi obiettivi oltre alle acquisizioni di dati di campagna, saranno interpretate sia in modo analogico che digitale immagini satellitarie del tipo Landsat TM (Thematic Mapper) nelle bande del basso visibile, in sequenze temporali relative a periodi secchi ed umidi, allo scopo di cartografare aree a differente umidità correlabili alla presenza di reticolati fluviali sub-superficiali non affioranti e di paleo zone umide. Questa fase servirà anche per la verifica dell'indagine morfodinamica sul reticolo fluviale condotta sul terreno. Uno studio morfo-neotettonico condotto sempre mediante l'utilizzo delle immagini satellitarie Landsat TM nelle bande alte del visibile e dell'infrarosso, sarà effettuato allo scopo di individuare sul terreno elementi lineari, associabili a faglie e/o fratture a differente grado di attività tettonico. L'individuazione di tali elementi attivi associati alla analisi del reticolo idrografico ed alla presenza delle sopraccitate zone umide permetterà di definire la dinamica evolutiva del sistema idrografico del territorio oggetto di indagine. Il censimento del campo totale delle fratture e delle faglie e le successive elaborazioni statistiche (diagrammi di densità, frequenza, orientazione) porteranno ulteriori dati conoscitivi utili alla definizione del quadro geodinamico territoriale.
Un ulteriore passo in avanti, a livello conoscitivo, acquisitivo dati e metodologico della ricerca sarà l'utilizzo delle immagini satellitari e radar del tipo ERS-1-2 SAR. e della tecnica interferometrica (In SAR). Il sensore radar su piattaforma ERS, fortemente reattivo alla presenza di differenti gradi di umidità del terreno fornirebbe ulteriori dati a conferma della presenza di paleoalvei, zone di ristagno di acque, ecc. Con la tecnica In SAR applicata sia alla ripresa multitemporale che multiorbitale sfasata sulla stessa zona/terreno si creerebbero modelli digitali del terreno DEM di elavata precisione utilissimi nella definizione e conferma della evoluzione morfodinamica del territorio.

Le aree dove sarà condotta la ricerca sono essenzialmente tre:
a) Dancalia settentrionale (Eritrea): si propone di approfondire l'analisi paleoidrologica nel bacino di Buia con particolare riferimento ai depositi continentali fluvio-lacustri che formano la successione stratigrafica di Dandiero ed eventualmente estendere lo studio a bacini limitrofi a nord (Massaua) e a sud (Badda);
b) Fascia costiera sudanese a sud di Port Sudan. Dall'altopiano eritreo e dal suo margine nord-occidentale si originano diversi sistemi fluviali effimeri e/o intermittenti che terminano verso il Mar Rosso con apparati di delta-conoide di notevoli dimensioni (per es. fiume Barca e apparato deltizio del Tokar). Questa fascia è stata inoltre sede di sedimentazione probabilmente plio-pleistocenica ma di incerta caratterizzazione deposizionale e paleoambientale.
c) Area di Kassala (al confine eritreo-sudanese), nei pressi della quale il fiume Gash chiude con una ampia conoide terminale, sono presenti sequenze fluvio-lacustri più antiche anch'esse di incerta caratterizzazione deposizionale e paleoambientale.

In tutte e tre le aree considerate, compatibilmente con le situazioni di esposizione dei depositi e la disponibilità di documentazione aereofotogrammetrica, saranno condotte indagini simili per metodologia dei rilievi sul terreno e delle elaborazioni dei dati raccolti. La ricerca proposta si svilupperà in un arco di tempo di due anni e le attività di ricerca e studio saranno articolate in due fasi principali:

I fase
1) Effettuazione di tre missioni di rilevamento sul terreno nelle tre aree di ricerca principali delineate sopra (indicate con le lettere a) b) e c).
2) Raccolta ed analisi di ulteriore documentazione bibliografica reperibile in Italia e nei paesi delle aree di studio.
3) Ricognizione preliminare delle aree di studio ed individuazione degli affioramenti di depositi continentali pleistocenici che presentano le caratteristiche sedimentologiche e di esposizione migliori per le ricostruzioni paleoidrologiche e paleogeografiche;
4) Misure di campagna della geometria idraulica di sezioni trasversali di paleoalvei e possibilmente della pendenza del fondo attraverso il rilievo di più sezioni contigue con l'ausilio di una stazione totale.
5) Misure in affioramento della granulometria dei sedimenti e delle caratteristiche morfometriche dei clasti mediante prelievo di campioni rappresentativi.
6) Misure in affioramento delle caratteristiche geometriche delle forme di fondo, della loro distribuzione statistica e delle strutture sedimentarie ad esse associate.
7) Calcolo di paleo-portate liquide caratteristiche (portata formativa - "bankfull discharge") e dei termini energetici della corrente ad esse riferite tramite equazioni empiriche e fisicamente basate, selezionate tra quelle disponibili in letteratura sulla base di criteri di similitudine con le condizioni paleoidrologiche e paleomorfologiche presunte.
8) Analisi della distribuzione areale di livelli deposizionali guida ascrivibili a sistemi fluviali antichi e ricostruzione di paleo-tracciati fluviali anche attraverso l'ausilio dell'interpretazione dell'evoluzione geomorfologia e strutturale recente delle aree di studio, desunta dall'elaborazione di immagini satellitari ed aereofotogrammetriche.
9) Individuazione, attraverso l'analisi multispettrale di immagini satellitari, di zone umide sub-superficiali come testimonianze di possibili antichi alvei o zone di ristagno d'acqua associabili a paleo specchi lacustri.
10) Individuazione sul terreno di elementi lineari, associabili a faglie e/o fratture a differente grado di attività tettonica che, unitamente all'analisi del reticolo idrografico attuale ed alla presenza di zone umide evidenziate dall'analisi di immagini satellitari, permetterà di definire la dinamica evolutiva dei sistemi idrografici delle aree di studio.
11) Censimento del campo totale delle fratture e delle faglie e successive elaborazioni statistiche (diagrammi di densità, frequenza, orientazione) che porteranno ulteriori dati conoscitivi utili alla definizione del quadro geodinamico territoriale.
12) Analisi delle caratteristiche morfologiche, sedimentologiche ed idrauliche di sistemi fluviali effimeri attuali attraverso il rilievo con stazione totale della geometria idraulica di sezioni trasversali rappresentative, e definizione della sezione al bankfull. Rilievo della caratteristiche geometriche e granulometriche delle forme di fondo e loro distribuzione statistica ed areale. Raccolta di serie storiche di dati giornalieri di portata liquida (ed eventualmente solida) dei principali corsi d'acqua attuali. Calcolo delle portate caratteristiche con assegnato tempo di ritorno. Raccolta di serie storiche di dati di pioggia, temperatura, vento e pressione atmosferica, elaborazione e caratterizzazione del clima attuale, analisi di eventuali trend di variazioni climatiche degli ultimi decenni. Verifica degli effetti di teleconnessioni con l'oscillazione mediterranea, con l'oscillazione nord Atlantica, El Niño - La Niña, sul clima delle aree di studio. Tutti questi dati serviranno come chiave di lettura e confronto per stabilire le condizioni paleoidrologiche e paleoclimatiche durante il Pleistocene.

II fase
Sulla base dei risultati emersi dalle tre missioni di rilevamento di cui alla fase I saranno selezionate dei sistemi fluviali sia antichi che attuali su cui concentrare l'attività di ricerca intensificando il dettaglio delle indagini sedimentologiche, paleoidrauliche e geomorfologiche.