RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

ADRIA: promontorio della placca africana o microplacca?

Università di riferimento

Università degli Studi di ROMA "La Sapienza" - SCIENZE DELLA TERRA - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Massimo Santantonio

Descrizione

L'unità di ricerca agirà sia attraverso indagini lungo le linee autonome di seguito descritte, sia attraverso il contatto e lo scambio di dati ed idee con le altre unità, impegnate su temi prossimi sia in senso culturale che geografico. Il carattere marcatamente interdisciplinare del Programma di Ricerca offre infatti lo stimolo per avvicinare campi di interesse tradizionalmente distanti nelle Scienze della Terra, quali l'icnologia e la geologia strutturale ad esempio, col fine condiviso di introdurre vincoli nuovi - e spesso non considerati - per una ricostruzione dell'ambiente naturale e geodinamico della Placca Apula durante il Mesozoico.
L'attività si concentrerà lungo le seguenti linee principali, che ben riflettono il curriculum scientifico ed il campo di applicazione "elettivo" dei proponenti/partecipanti:

1. Sistemi di piattaforma carbonatica pelagica / bacino nell'Appennino umbro-marchigiano (di seguito U-M) - Proseguirà, con rilevamenti di terreno, l'analisi dell'architettura morfo-strutturale del dominio U-M nel Giurassico. 1a) Essenzialmente tramite esame di dati pubblicati, analizzeremo le variazioni laterali di spessore del Calcare Massiccio dalla Toscana orientale all'Adriatico e, per ciascuna area, l'evoluzione verticale delle facies pelagiche sovrastanti. La nostra ipotesi di lavoro è verificare se vi sia una correlazione tra spazio di accomodamento disponibile al tempo dello sviluppo del megabanco carbonatico nell'Hettangiano, e storia della subsidenza successiva in condizioni pelagiche. In una regione soggetta a rifting, infatti, la disponibilità di spazio è minima nelle zone più soggette a rigonfiamento prima della rottura, per poi aumentare brutalmente nel sin rift per subsidenza tettonica. Nelle medesime zone si attende poi anche un massimo di subsidenza per contrazione termica. Per la medesima ipotesi di lavoro, zone, come la massima parte del dominio U-M, in cui la subsidenza post-rift (termica) nel Giurassico possa stimarsi come modesta (vedi vincoli enunciati nel campo delle "basi scientifiche di partenza"), dovrebbero corrispondere a zone distanti dai massimi termici nel pre-rift e sin-rift, potendo quindi ospitare in quelle fasi successioni più spesse. Ci si propone quindi di testare questa ipotesi di lavoro, assieme ad altre che eventualmente emergano nel corso della ricerca. 1b) Le modalità di rottura ed annegamento del megabanco carbonatico nel Lias inf. sono uno step critico per qualsiasi ricostruzione paleogeografica. L'annegamento nei bassi strutturali precede di alcuni milioni di anni quello degli alti. Inoltre i due eventi hanno cause differenti, il primo essendo essenzialmente un prodotto dell'estensione sinsedimentaria, ed il secondo probabilmente dovuto a cause paleoceanografiche. Ci si propone di meglio investigare i diversi aspetti legati alla strutturazione iniziale dei diversi sistemi di piattaforma/bacino, con enfasi sul record materiale dell'annegamento (transizioni litologiche, variazioni faunistiche, geometrie deposizionali ed erosive). 1c) Dopo la definitiva cessazione della produzione di carbonato "bentonico", il sistema deposizionale umbro-marchigiano e sabino, così come quello toscano, divenne un sistema di piattaforme carbonatiche pelagiche e bacini, essendo ogni coppia di alto/basso separata da sistemi di paleoscarpate. Poichè le scarpate sottomarine dovevano avere le loro radici in faglie della fase di rift, la loro localizzazione sul terreno, unita alla retrodeformazione delle strutture post-Mesozoiche, diviene la chiave per delineare l'architettura morfo-strutturale del sistema deposizionale. Nella sezione sulle "basi scientifiche" si è accennato alle tecniche specifiche, raffinate dagli scriventi nel corso degli ultimi anni, di analisi di paleoscarpata. I dati fondamentali che si ricavano da queste analisi attengono alla spaziatura degli elementi, al rigetto delle paleofaglie, alle modalità di attività delle faglie stesse. Sono proprio questi - unitamente all'analisi di facies - gli elementi essenziali per modellizzare l'evoluzione geodinamica di un margine continentale. La base dati in nostro possesso sembra indicare la presenza di un pattern fitto di faglie con rigetti relativamente modesti (ad esempio rispetto al Giurassico del Sudalpino), con fase di massima attività pressochè sincrona attraverso centinaia di chilometri di margine continentale, e limitata a qualche milione di anni di durata. A ciò sembrerebbe far seguito scarsissima subsidenza nel post-rift in Umbria-Marche e maggiore subsidenza in Toscana. Ci proponiamo di proseguire la raccolta di dati sulle geometrie dei sistemi di paleoscarpata/bacino in aree-chiave come la dorsale umbro-marchigiana propriamente detta, i Monti Martani e la Montagna dei Fiori. Il nostro tentativo sarà quello di cercare quale modello di evoluzione crostale possa rispettare tutti questi vincoli di terreno.
1d) sabbie risedimentate provenienti da coeve piattaforme carbonatiche produttive sono diffuse e ben conosciute nei depositi bacinali giurassici dell'Appennino Sabino, provenienti dalla adiacente piattaforma laziale-abruzzese. Ben al di fuori della possibile area di influenza di questa, tuttavia, esistono nelle Marche sporadiche segnalazioni di torbiditi oolitiche nel Rosso Ammonitico e nei Calcari Diasprigni, che dunque sono di provenienza enigmatica. Nel sottosuolo adriatico sono conosciute piattaforme sia annegate che produttive nel Giurassico, investigate dall'industria petrolifera (es. pozzi "Barbara", "Scorpena" e "Malachite"), e riteniamo possibile che queste potessero essere l'area-sorgente dei depositi in questione. Il censimento e lo studio di tali depositi risedimentati, che si intende intraprendere, costituisce il "link" fisico tra strutture e corpi sedimentari giurassici noti a terra, nella loro architettura e distribuzione di facies, e strutture sepolte in Adriatico, che sono di importanza economica quali possibile reservoirs. Questa parte del programma prevede la collaborazione con uno specialista dell'ENI-Agip e si lega all'attività specificata di seguito al punto 2.

2. Analisi sismica del sottosuolo Adriatico - Per contribuire al raggiungimento degli obiettivi generali del programma sarà analizzato l’assetto strutturale e stratigrafico del dominio adriatico con particolare riguardo al settore centro-settentrionale. Tale analisi sarà sviluppata sulla base dell’interpretazione congiunta di dati sismici a riflessione multicanale costituiti dalla cosiddetta sismica riconoscitiva ministeriale (zona B) e dei risultati dei pozzi perforati per l’esplorazione petrolifera (dati disponibili presso il Ministero della Attività Produttive-UNMIG e parzialmente interpretati in studi precedenti, e.g., Bally et al., 1986; Ori et al., 1986). Tale insieme di dati sarà significativamente arricchito dalle disponibilità delle linee sismiche a riflessione acquisite nell’ambito del progetto CROP (e.g., Scrocca et al., 2003).
La re-interpretazione integrata dell’insieme dei dati potrà fornire preziose indicazioni sull’evoluzione tettono-sedimentaria Meso-cenozoica del dominio adriatico centro-settentrionale ed, in particolare, dei processi responsabili dell’individuazione dei settori di alto strutturale pelagico.
Su queste basi si cercherà di ricostruire la paleogeografia del dominio adriatico e le geometrie, le fasi di attività e i possibili rigetti orizzontali dei principali elementi strutturali che potrebbero avere rappresentato uno svincolo cinematico tra settori crostali contigui. In questo senso si investigheranno anche i rapporti tra dominio adriatico e Piattaforma Apula, allo scopo di evidenziare se si tratti di elementi crostali solidali o meno.

3. Ricerche icnologiche - L’analisi dei nuovi icnositi e di quelli già noti prevede lo studio icnotassonomico ed icnosistematico delle impronte e delle piste riconosciute. Tuttavia, data la finalità del progetto, l’obiettivo principale è rappresentato dall’individuazione dei trackmaker, al fine di utilizzare i dati paleobiogeografici ricavati dai resti scheletrici. I risultati desunti dall’analisi icnologica saranno ovviamente inseriti in un quadro geologico-stratigrafico e strutturale delle aree di ritrovamento. Superata questa fase sarà completata l’analisi della paleobiogeografia dei trackmaker individuati. Uno degli obiettivi è quello di delineare la distribuzione geografica sia delle orme sia dei resti scheletrici dei principali gruppi dinosauriani nell’intervallo Giurassico Superiore-Cretacico Superiore. Per completare il quadro delle conoscenze sarà inoltre esaminata in dettaglio la distribuzione geografica e temporale di tutte le altre testimonianze di continentalizzazione, segnalate in precedenza ma forse sottovalutate, quali livelli bauxitici, resti fossili vegetali o resti scheletrici di altri vertebrati terrestri, riguardanti in particolare il Cretacico. In stretta collaborazione con le altre unità di ricerca, i dati apportati da questa linea di studio saranno utilizzati per meglio vincolare ipotesi paleogeografiche e geodinamiche sull'evoluzione della Placca Adriatica, sviluppate attraverso differenti metodi d'indagine.

4. Paleontologia degli Invertebrati
Bivalvi e Gasteropodi - L'attività di ricerca prevista è focalizzata sullo studio dei vincoli che hanno regolato i cambiamenti paleobiogeografici delle faune a molluschi bentonici dell'area centrale della Tetide occidentale durante il Giurassico. In particolare, per quanto riguarda l'intervallo Sinemuriano-Pliensbachiano, saranno considerati i settori dei Monti Peloritani (Arco Calabro), della Sicilia nord-occidentale e dell'Appennino centrale. Per gli intervalli successivi saranno prese in considerazione, le faune della Sicilia nord-occidentale e dell'Appennino centrale. Si prevede lo studio sistematico di dettaglio di materiale originale e di collezioni museali e confronti con faune coeve di altre regioni. L'obiettivo della ricerca è l'individuazione di cambiamenti della composizione tassonomica ed ecologica di tali faune nel tempo e nello spazio e la loro analisi nel quadro dell'effetto combinato tra controllo delle facies e dei cambiamenti della paleogeografia.
Belemniti e Crinoidi - Uno dei nostri compiti sarà valutare l’importanza relativa dei vari fattori che possono controllare la presenza e la conservazione dei fossili. Il tentativo di separare i fenomeni controllati dall’ambiente o dalla biogeografia da quelli controllati dall’evoluzione e dai fenomeni di conservazione preferenziale si attua attraverso l’analisi comparativa delle storie mesozoiche dei due gruppi scelti. Nell’Appennino centrale i gruppi selezionati sono contemporaneamente presenti e ben rappresentati in pochi livelli. Il problema principale da risolvere è che, anche quando presenti, entrambi i gruppi sono rappresentati come spot e senza una distribuzione continua.
Un primo necessario passo consiste in una dettagliata analisi dal punto di vista sistematico, stratigrafico e paleobiogeografico di ogni taxon. Ovviamente, essendo i gruppi differentemente correlati all’ambiente e differentemente studiati, tali analisi saranno condotte separatamente per ogni gruppo. Per i crinoidi bentonici si analizzeranno soltanto gli adattamenti all’energia dell’acqua, al tasso di sedimentazione e al tipo di substrato. L’insieme di tutti questi dati permetterà di valutare le caratteristiche principali sia di ogni singola specie, o genere, sia di gruppi di taxa con caratteristiche morfo-funzionali comuni.
In seguito si analizzerà la distribuzione stratigrafica dei coleoidei e crinoidei relativa ai sedimenti mesozoici dell’Appennino centro-meridionale; i dati ottenuti saranno correlati con la distribuzione stratigrafica globale conosciuta.
Solo dopo questi passi sarà possibile procedere all’analisi comparativa delle storie evolutive dei due gruppi e, di conseguenza alla valutazione sia della validità sia del grado di affidabilità delle faune dell’Appennino centrale per scopi stratigrafici.