Sedimentologia

Questo tipo di analisi prevede l’uso di un potente sonar che invia un impulso attraverso la colonna d’acqua ed attraverso i sedimenti sul fondale e che, sulla base del ritorno dell’impulso sonoro, riesce ad ottenere informazioni sulla stratigrafia locale e sulle caratteristiche dei sedimenti (in maniera analoga all’ecografia). La tecnica permette quindi di sapere cosa si trova al di sotto del fondale e di capire quindi se i punti individuati sono adatti oppure no a un eventuale carotaggio.

Siccome il progetto intende focalizzarsi sullo studio dei primi metri di sedimento che racchiudono informazioni relative agli ultimi 2500 anni, si è scelto uno strumento dotato di altissima risoluzione (Edgetech SB424), in grado di risolvere strati di sedimento con un spessore fino a 3 cm.

I dati raccolti hanno permesso di constare che nell’area in esame non sono presenti tracce di escavazioni o altre attività antropiche che potrebbero precludere i carotaggi o inficiare la validità dei risultati scientifici raccolti. Le immagini sonar indicano inoltre che la stratificazione è molto chiara e non confusa o disordinata dall’azione delle onde e degli organismi bioturbatori, confermando che con lo studio delle carote di sedimento sarà possibile investigare in dettaglio i diversi strati legati alle varie piene del fiume Magra. Lo studio ha anche permesso di individuare importanti elementi geomorfologici quali una grande superficie erosiva probabilmente legata alla risalita olocenica del livello del mare (legata alla fine dell’ultima glaciazione circa 11000 anni fa) e antichi canali fluviali creatisi quando, durante l’ultima glaciazione, il livello del mare era un centinaio di metri inferiore a quello attuale. Oltre alla riduzione dei rischi durante i carotaggi, questo studio geofisico permetterà infine di correlare fra loro le carote usando la traccia degli strati individuati dal sonar, permettendo così di unire in un quadro completo i dati forniti dai carotaggi.

Le sabbie e i sedimenti portati dal fiume sono il risultato dell'azione erosiva dell'acqua e degli agenti atmosferici sulle rocce che costituiscono il bacino. Rappresentano un processo lento ma inesorabile che modifica il paesaggio. Questo processo spesso però non è lento, ma anzi avviene in maniera rapida e distruttiva. Durante le alluvioni il fiume trasporto enormi quantità di fango (i sedimenti fini), sabbia (i sedimenti di dimensioni intermedie), ciottoli e massi (i cosiddetti sedimenti grossolani), erode le sue sponde, e lungo i versanti che lo circondano possono verificarsi frane. Per queste ragioni i sedimenti del fiume rappresentano una testimonianza del clima e degli eventi alluvionali e per questo sono uno degli argomenti di studio del progetto.
Il Magra è un fiume particolare, nella maggior parte dell'anno ha una portata moderata, ma durante le piene cresce in maniera enorme. Questi eventi però non sono generalmente il frutto di precipitazioni persistenti prolungate nel tempo e diffuse su tutto il bacino, al contrario sono per lo più legate a eventi estremi (le cosiddette bombe d'acqua), che in poche ore rovesciano grandissime quantità di pioggia in un area molto localizzata. Un simile comportamento è comune alla maggior parte dei fiumi liguri ed è causa di danni e vittime, quasi a cadenza annuale. Riuscire a capire quindi quando e dove pioverà, è un cosa molto importante.
Il bacino idrografico del Magra si presta molto bene a utilizzare i sedimenti per questo scopo. Il Magra ha infatti due affluenti maggiori, il Vara e l'Aulella. Il primo drena le montagne alle spalle di La Spezia che sono ricche di Ofioliti (rocce verde scuro e molto dense, che costituivano la crosta profonda di oceani antichi). Il secondo drena invece le Alpi Apuane e i loro Marmi. Quindi quando le piogge insistono sullo spezzino (come nell'alluvione del 2011) vengono erose maggiormente le Ofioliti. Quando le piogge si concentrano sulle Apuane (come nell'alluvione della Versilia del 1996), vengono maggiormente erosi i Marmi. Tutto questo viene "ricordato" dai sedimenti e ci permette di tracciare, anche nel passato remoto per cui non esistono ne giornali ne tanto meno rilevazioni meteo, dove ha piovuto con maggiore intensità

Per fare questo studieremo le sabbie che il fiume ha accumulato nel tratto di mare antistante la foce. Tuttavia una volta presi i campioni di sabbia in mare è comunque necessario ricondurre ogni tipo di sabbia all'affluente (e quindi al bacino idrografico) di provenienza. Siamo quindi andati sui vari affluenti principali del Magra ed abbiamo prelevato delle sabbie recenti per vedere che cosa effettivamente portano questi fiumi. Abbiamo quindi preso dei campioni dalla foce del Magra (1), dal Magra poco dopo la confluenza con il Vara (2, 3, 10), dal Vara (4, 5), dal Magra prima della confluenza con il Vara (6, 9), dal Magra prima della confluenza con l'Aulella (7) e dall'Aulella (8). Questi primi campioni verranno utilizzati come una stele di rosetta per capire la provenienza di quelli che saranno raccolti sul fondale del mare.

I campioni verranno successivamente trattati in laboratorio per studiarne la composizione mineralogica. Questo studio si dividerà in due parti, lo studio dei singoli minerali e lo studio del sedimento in bulk. Lo studio dei singoli minerali è lo strumento più accurato (ma ovviamente più dispendioso in termini di costi, tempo e fatica), perchè permette di individuare in maniera chiara i minerali presenti, le loro varietà e il loro segnale geochimico. Con queste informazioni è possibile individuare chiaramente le rocce da cui la sabbia si è formata (e quindi dove ha piovuto). Per fare questo è però necessario setacciare i sedimenti, dividere i grani sulla base della loro dimensione, del loro peso e riconoscerli uno a uno. Non vengono identificati tutti i grani del campione ovviamente, ma solo un numero statisticamente rappresentativo. Questo numero è comunque abbastanza grande da far impazzire anche le persone più pazienti. Le analisi in bulk (cioè in massa) permettono invece di studiare rapidamente tutti i minerali della sabbia, tutti insieme. Questo approccio è certamente meno accurato ma molto più rapido. I due tipi di analisi verranno quindi usati in tandem per analizzare rapidamente e con precisione i moltissimi campioni che saranno prelevati a mare.

Memorie del Magra

Rilievi geofisici in preparazione ai carotaggi

Missione per lo studio delle sabbie del Magra e dei suoi affluenti