Delta fluviale
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Un delta fluviale o semplicemente delta è un accumulo di sedimenti, o corpo sedimentario, che si forma in un'area di foce dove un corso d'acqua convoglia sedimenti terrigeni in un bacino con una massa d'acqua relativamente stazionaria. Dipendentemente dal tipo di bacino (mare o lago), si può avere quindi un delta marino o un delta lacustre.
[modifica] Formazione di un delta
Un delta marino si forma per la combinazione di processi sedimentari fluviali (correnti fluviali) e marini (moto ondoso, correnti costiere e maree), in condizioni ambientali sia subaeree (emerse) che subacquee.
Il termine "delta" deriva dalla forma triangolare che molti corpi sedimentari di questo tipo mostrano in pianta (a somiglianza della quarta lettera dell'alfabeto greco). In realtà, la morfologia e le dimensioni di un edificio deltizio dipendono da molteplici fattori:
- quantità di sedimento apportato dal fiume (portata solida);
- granulometria del sedimento: principalmente il rapporto tra materiali fini, (argilla e silt, trasportati prevalentemente in sospensione dalle acque fluviali) e grossolani (sabbie e ghiaie, trasportate a contatto con il fondo);
- velocità della corrente;
- tipo ed energia dei processi costieri (onde, maree, correnti);
- morfologia del bacino che riceve i sedimenti;
- tasso di subsidenza (abbassamento naturale del suolo).
In particolare, la tipica forma a "delta" si realizza nel caso in cui i processi fluviali tendono a prevalere su quelli marini (delta "costruttivo") e l'edificio deltizio tende ad avanzare (progradare) entro il bacino.
Viceversa, la prevalenza dei processi marini determina lo smantellamento dell'edificio deltizio più rapidamente di quanto si formi, redistribuendo i sedimenti lungo la costa. In questo caso si forma un estuario, in cui il canale fluviale sfocia direttamente in mare.
L'immagine accanto offre una panoramica delle forme assunte dagli apparati deltizi in funzione della prevalenza dei processi marini (maree, onde, correnti costiere) o dei processi fluviali (correnti fluviali). La classificazione più utilizzata per definire gli apparati deltizi è basata sull'effetto combinato di tre fattori [1] : volume di sedimento trasportato dal corso d' acqua, energia delle maree ed energia del moto ondoso. Quello del Mississippi rappresenta il caso tipico di delta la cui costruzione è dominata dal volume di sedimenti, quello del São Francisco (Brasile) è rappresentativo di delta dominato dal moto ondoso e quello del Gange-Brahmaputra di delta modellato dall'azione delle maree.
[modifica] Geometria e organizzazione interna
L'immagine seguente è una sezione geologica ideale in senso longitudinale (parallelo alla direzione prevalente delle correnti fluviali) di un edificio deltizio [2].
La parte emersa del delta si definisce piana deltizia, spesso in continuità con una pianura alluvionale, ed è caratterizzata da fenomeni e morfologie simili a quelli alluvionali e dai sedimenti più grossolani.
La fronte deltizia si trova in condizioni sia subaeree che subacquee, a seconda delle fluttuazioni del livello del mare. È caratterizzata dalla presenza di barre di foce (accumuli di sedimenti deposti dalla corrente fluviale entrante per perdita di carico dovuta alla brusca diminuzione di velocità). Le strutture sedimentarie più comuni sono stratificazione e laminazione obliqua e incrociata a piccola e media scala (cross bedding e ripples da onda e da corrente).
Il prodelta è la parte interamente subacquea dell'edificio deltizio, e ne costituisce la parte prevalente in volume. È caratterizzato da sedimenti sempre più fini (sabbie fini, silt, argille) allontanandosi progressivamente dalla foce. Le strutture sedimentarie più frequenti sono laminazioni (sempre meno frequenti verso il bacino) e bioturbazioni (strutture prodotte dall'attività di organismi viventi, come vermi, molluschi etc.).
La fronte deltizia e il prodelta sono caratterizzati da clinostratificazione (stratificazione inclinata) a grande scala. L'angolo di giacitura degli strati (esagerato verticalmente nell'immagine sopra) dipende dal tipo di sedimenti. È maggiore per i sedimenti grossolani (ghiaie, sabbie) e minore per i sedimenti fini (silt, argille). La sovrapposizione e la deposizione verso l'interno del bacino in tempi successivi (nell'esempio sopra t1 - tn) di strati e corpi sedimentari dà origine ad un assetto geometrico di tipo progradazionale. L'immagine sopra riportata fornisce un esempio di progradazione sigmoidale (dalla forma degli strati in sezione, simile alla lettera sigma dell'alfabeto greco).
[modifica] Tipi di apparato deltizio
Di seguito sono riportate, in sintesi, le descrizioni dei principali tipi di apparato deltizio e le relative condizioni di sedimentazione.
[modifica] Delta digitato
La piana deltizia forma una linea di costa molto articolata, con lingue di terra emersa di forma allungata ("digitazioni") che si protendono in mare, a somiglianza delle dita di una zampa d’uccello (vedere l'esempio del delta del Mississippi nell'atlante fotografico). Queste digitazioni sono prodotte dalla rapida deposizione ai lati del flusso del canale distributore di sedimenti che si elevano in forma di argini naturali, favorendo quindi il confinamento del canale stesso che mantiene la propria individualità e avanza verso mare. I depositi di fronte deltizia sono barre derivate dalla deposizione del carico di fondo più grossolano alla bocca dei canali distributori, per l’improvvisa diminuzione di velocità della corrente. Si tratta tipicamente (come nel caso citato dell’apparato attuale del Mississippi) di un delta di mare basso, con processi marini (correnti costiere, onde e maree) molto deboli e con un basso gradiente topografico della piattaforma continentale, cui si contrappongono correnti fluviale di notevole portata e con abbondante carico sospeso. Condizioni del genere si realizzano in regioni marine protette rispetto al mare aperto come golfi (ad esempio il Golfo del Messico) e bracci di mare, in cui sfociano fiumi che drenano grandi bacini idrografici. In tali condizioni, il delta tende a progradare rapidamente verso mare; i canali distributori avanzano erodendo le barre precedentemente deposte alla foce fino a che non sono abbandonati in favore di nuovi distributori che si aprono entro le baie interdistributrici.
[modifica] Delta lobato
In questo caso non si hanno vere e proprie digitazioni ma lobi più o meno arrotondati. Un apparato di questo tipo si sviluppa in condizioni simili al precedente, ma con una azione più accentuata da parte di onde e correnti costiere, che riescono a ridistribuire il sedimento entrante in una fascia di sedimenti più continua formata dalla giustapposizione di più barre. Il reticolo di canali distributori è più fitto e più instabile rispetto al delta digitato, con frequenti occlusioni e divagazioni. La presenza di correnti lungo costa permette la formazione di cordoni e “frecce” litorali.
[modifica] Delta cuspidato e arcuato
Caratterizzato dalla presenza di un solo o pochi canali distributori e da un decorso più regolare della linea di costa. Il tipo a cuspide corrisponde ad un indice di efficienza dei processi fluviali maggiore rispetto a quello ad arco, ma i due tipi hanno dinamiche sostanzialmente simili. In questo caso, il gradiente topografico della parte sommersa di costa è più elevato e i processi marini (onde e correnti longshore) sono più attivi che nei tipi precedenti: la loro azione ripulisce i sedimenti entranti dalla frazione fine (portandoli al largo) e redistribuisce i sedimenti sabbiosi accumulandoli in cordoni paralleli alla linea di costa ai lati dei canali distributori. Il delta tende ad avanzare nei periodi di piena formando barre che vengono in gran parte demolite dall’attività di onde e correnti nei periodi di magra. Nel delta cuspidato (come ad esempio il delta del Po) le barre di foce sono intaccate solo in parte e rimane una zona di “retrobarra” in cui decantano sedimenti fini, che poi con l’avanzare del delta diviene sede di stagni e acquitrini (come le Valli di Comacchio). Il prevalere delle correnti costiere sul moto ondoso può dare luogo allo sviluppo di cordoni litorali paralleli alla linea di costa (è sempre il caso del Po). Il prevalere del moto ondoso dà luogo generalmente a corpi deposizionali a ventaglio, con barre concentriche.
[modifica] Delta-estuario
Si forma quando un fiume sbocca in un bacino a regime “macrotidale” (con escursione di marea superiore ai 2 m). In questo caso l’azione di flusso e riflusso delle maree dà luogo a correnti che hanno un’energia di trasporto maggiore rispetto alle correnti fluviali entranti. I canali distributori (di forma svasata a imbuto) funzionano anche come canali di marea e sono percorsi due volte al giorno dalle correnti di flusso e riflusso, che rielaborano continuamente il sedimento. I sedimenti sabbiosi sono caratterizzati da una tipica laminazione a “lisca di pesce” (herringbone), con lamine immergenti alternativamente verso terra e verso mare per il flusso e riflusso mareale (prevale comunque tipicamente l’inclinazione verso terra). Questi processi portano frequentemente all’intasamento dei canali, con occlusioni e divagazioni che portano alla formazione di un reticolo idrografico piuttosto complesso a monte delle bocche di estuario. Non vi sono vere e proprie barre di foce, ma cordoni di marea allungati in senso perpendicolare alla costa per l’azione delle correnti di marea, che non migrano lateralmente, mantenendo una forma lineare. Tipicamente, non vi è trasporto significativo lungo la linea di costa, essendo prevalente l’azione delle maree. Quando le condizioni di attività delle maree si fanno decisamente prevalenti, non si forma alcun apparato deltizio ma il fiume sfocia direttamente in mare con un estuario.
[modifica] Delta-conoide (Gilbert)
Il delta tipo "Gilbert" (dal nome del geologo statunitense G.K. Gilbert che li studiò in dettaglio alla fine del secolo diciannovesimo), è stato studiato classicamente in contesti lacustri (tanto che per alcuni autori "Gilbert" è tuttora sinonimo di delta-conoide lacustre), anche se la letteratura scientifica più recente offre numerosi esempi da contesti marini costieri. Si tratta sistemi deltizi poco caratterizzati dal punto di vista topografico, con una morfologia a ventaglio simile esternamente a quella delle conoidi di tipo alluvionale. La geometria interna presenta però una netta tripartizione in tre elementi:
- "topset", l'insieme di strati sub-orizzontali nella parte alta e più interna dell’edificio deltizio, caratterizzato dai sedimenti più grossolani;
- "foreset", caratterizzato da una clinostratificazione (inclinazione marcata degli strati verso bacino);
- "bottomset", caratterizzato dai sedimenti più fini al piede della fronte deltizia.
Questo tipo di delta si forma generalmente con sedimenti piuttosto grossolani e gradienti topografici costieri abbastanza ripidi, ed è caratteristico degli ambienti marini periglaciali, con corsi d’acqua a regime torrentizio con portata e carico di sedimento notevoli che sfociano direttamente in mare. Si riscontrano anche su coste tettonicamente attive, dove la presenza di faglie o pieghe sin-sedimentarie (il cui movimento è cioè contemporaneo alla sedimentazione) porta a locali e improvvisi aumenti del gradiente topografico e dell’erosione a monte degli edifici deltizi.
Ovviamente, questa tipologia non esaurisce tutto lo spettro di variabilità degli apparati deltizi naturali: esistono infatti tipi misti determinati da gradazioni tra i termini puri di questa classificazione, anche a seconda dell'importanza che viene data a determinati processi da diversi autori e ai parametri di classificazione utilizzati. Ad esempio il delta del Po è in realtà al limite tra un apparato deltizio di tipo lobato (per il profilo complesso e l'elevato numero di canali distributori) e il tipo cuspidato (per la rilevanza dei processi costieri, soprattutto le correnti lungo costa, che redistribuiscono il sedimento e danno luogo al particolare tipo di progradazione descritto per questo tipo di delta).
[modifica] Morfologia degli apparati deltizi - Atlante
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[modifica] Ambiente sedimentario
Il delta fluviale costituisce un ambiente sedimentario assai complesso e articolato in vari subambienti:
- Subareo
- piana deltizia
- canali distributori (canali più o meno ramificati, caratterizzati da elevata energia del mezzo e sedimenti grossolani sabbiosi)
- piana deltizia
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- fronte deltizia
- area interdistributrice (aree situate tra i canali distributori e caratterizzate da bassa energia del mezzo e sedimenti fini argilloso-siltosi)
- lago o acquitrino interdistributario
- depositi di rotta (depositi di forma irregolare o a ventaglio da rottura locale di un argine naturale)
- baia interdistributaria
- piana e canali di marea
- area interdistributrice (aree situate tra i canali distributori e caratterizzate da bassa energia del mezzo e sedimenti fini argilloso-siltosi)
- fronte deltizia
- Subacqueo
- prodelta
- prossimale (alta energia)
- barre di foce
- spiaggie e cordoni litorali (prodotti dalle correnti lungo costa)
- barre e cordoni di marea (prodotti dalle correnti di marea)
- distale (bassa energia)
- barra distale
- spiaggia esterna
- prossimale (alta energia)
- prodelta
[modifica] Regime di flusso
Generalmente, l'entità della portata d'acqua e il tipo di carico di sedimento del corso d'acqua entrante risentono della stagionalità, con l'alternarsi di regimi di magra (nella stagione meno piovosa) e di piena (nella stagione piovosa). Questa stagionalità può avere un impatto notevole sulle modalità di sedimentazione.
- In regime di magra, il corso d'acqua è caratterizzato da scarsa portata d'acqua, minore velocità della corrente e scarso carico di sedimento, prevalentemente in sospensione. Come conseguenza, il flusso entrante in bacino tende ad avere minore densità rispetto alla massa d'acqua che lo accoglie, soprattutto se questa è salata (flusso ipopicnale), e a formare uno strato superficiale fino a una certa distanza dalla foce, perdendo gradatamente il carico di sedimenti in sospensione che si depositano per decantazione.
- In regime di piena, aumenta la portata d'acqua e la velocità della corrente e aumentano sia il carico in sospensione sia il carico di fondo (cioè il materiale trasportato a contatto con il fondale e negli strati d'acqua immediatamente sovrastanti il fondo). La parte più densa della corrente fluviale con il carico di fondo dà origine a flussi di tipo iperpicnale (con densità maggiore rispetto alle acque del bacino), che tendono a muoversi a contatto con il fondale. Sovente, la notevole densità delle correnti fluviali in regime di piena, per la presenza del carico di fondo, dà origine nel bacino prospiciente l'apparato deltizio a correnti di tipo torbiditico, che depongono sedimenti grossolani anche a notevole distanza dal delta propriamente detto.
[modifica] Esempi di delta in Italia e nel mondo
In Italia hanno la foce a delta sia il fiume Po (naturale), sia il fiume Tevere (due soli rami di cui uno artificiale).
Sul delta del Tevere sorgono Ostia (ramo naturale) e Fiumicino (ramo artificiale). Nell'ampio delta del Tevere sorge l'Isola Sacra (frazione di Fiumicino).
Un esempio di apparato deltizio marino fossile in Italia è la formazione geologica Arenaria di Val Sabbia (Triassico Superiore), affiorante nelle Alpi meridionali (Bergamasco-Bresciano).
Tra le più importanti ed estese foci a delta c'è quella del Nilo, di 24.000 km², mentre la più grande foce a delta d'Europa è quella del Danubio, con un'estensione di 3.446 km².
[modifica] Ambiente naturale
I delta fluviali costituiscono ecosistemi di notevole importanza, rifugio di numerose specie animali e vegetali. Si tratta di un ambiente molto complesso e articolato che permette la contiguità di biocenosi sia marine che continentali, spesso con sviluppo di adattamenti peculiari (si pensi ad esempio, tra i mammiferi, allo stenodelfo, il delfino del Rio de la Plata). Nei delta sono rappresentati diversi geotopi:
- fluviale (canali distributori): alghe e piante superiori continentali di ambiente umido; notevole sviluppo delle faune ittiche; faune ad anfibi, rettili e mammiferi di ambiente acquatico.
- di pianura costiera (piana deltizia): a seconda del clima e della latitudine possiamo avere lo sviluppo di tundra, foresta temperata, foresta pluviale, con relative faune.
- palustre (rappresentato da acquitrini e torbiere nelle aree interdistributarie): sviluppo sia di alghe che di piante superiori; mangrovie nei climi tropicali. Ricche faune ittiche, anfibi e rettili; notevole anche lo sviluppo dell'avifauna e dei mammiferi di ambiente acquatico.
- lagunare (baie protette da cordoni litorali): ricca fauna ittica; sviluppo di faune adattate a condizioni salmastre e schizoaline (con ampie fluttuazioni della salinità);
- litorale (spiaggia e spiaggia sommersa): sviluppo di conifere nelle zone di retrospiaggia protette dalla salsedine; presenza nelle immediate vicinanze del mare di vegetazione pioniera (piante alofile e psammofile); faune a molluschi e crostacei adattate a condizioni di alta energia; presenza frequente in talune zone di mammiferi marini.
La complessità di questo ambiente lo rende anche particolarmente fragile ed esposto alle conseguenze dell'attività antropica [3], con diversi fattori di rischio. Tra i principali vi sono:
- inquinamento: da attività industriale, agricola e zootecnica, ma anche dalla semplice presenza di concentrazioni abitative (l'inquinamento può essere, oltre che di natura chimica e organica - il più evidente - anche di natura acustica e luminosa);
- attività estrattiva: estrazione di materie prime (ghiaie e sabbie, torbe e ligniti, metano di origine biogenica). Queste attività possono avere conseguenze rilevanti:
- l'asportazione di sedimenti può alterare l'equilibrio del profilo dell'alveo fluviale provocando fenomeni erosivi;
- l'estrazione di idrocarburi da accumuli e giacimenti a bassa profondità può provocare incremento della subsidenza, con fenomeni di ingressione marina su ampie aree del delta. Questo fenomeno è presente attualmente (e attentamente monitorato) in tutto l'alto Adriatico e nel delta del Po, come conseguenza dell'attività estrattiva di gas metano prolungatasi per decenni.
- attività di caccia e pesca: ovviamente dannose se non adeguatamente regolamentate, in quanto possono portare all'impoverimento della fauna e alla riduzione della biodiversità dell'ambiente;
- attività di navigazione (sia da diporto che da trasporto): fonte di inquinamento, principalmente chimico e sonoro, e di perturbazione delle acque.
I recenti mutamenti climatici, con il riscaldamento globale del pianeta e l'aumento del livello medio del mare dovuto allo scioglimento dei ghiacci polari, porterebbero inoltre all'inondazione di gran parte delle aree deltizie, con conseguenze drammatiche sull'ambiente naturale e sulle attività umane. Un'altra grave conseguenza sarebbe l'aumento della salinità delle acque costiere e l'aumento delle infiltrazioni di acqua salata nelle falde acquifere della fascia litoranea.
In Italia, l'esempio più notevole di parco naturale in ambiente deltizio è il Parco del Delta del Po (suddiviso tra le regioni Veneto ed Emilia-Romagna), che raggiunge una superficie di 52000 ettari.
[modifica] Importanza economica
I delta forniscono primariamente vaste estensioni di terreno coltivabile ed edificabile. Gran parte delle popolazioni rivierasche in tutto il mondo vive in aree deltizie, come ad esempio il delta del Niger, il Bengala e il delta del Nilo. Queste aree tuttavia, per la natura intrinsecamente instabile dell'ambiente deltizio, sono spesso minacciate da inondazioni fluviali o marine e soggette a un forte rischio idrogeologico, conseguente ai fattori ambientali e antropici riportati nei capitoli precedenti.
Gli ambienti deltizi sono importanti anche nel campo della geologia mineraria relativamente alla ricerca delle risorge energetiche fossili. L'elevato tasso di sedimentazione terrigena, con possibilità di accumulo, seppellimento e quindi maturazione termica di grandi quantità di materia organica, rendono potenzialmente importanti i giacimenti deltizi per accumuli di carbone ed idrocarburi (petrolio e metano).
[modifica] Carbone
Giacimenti di carbone possono aversi dalla trasformazione di depositi di torba tipica delle aree paludose sviluppatesi nelle piane deltizie alluvionali attornianti i canali distributori. Regressioni ed ingressioni marine regolano la distribuzione degli accumuli torbosi e la migrazione laterale dei canali distributori, assieme ad una continua subsidenza favorisce la formazione di tipici cicli sedimentari ripetitivi in direzione verticale.
Parte dei giacimenti di carbone delle "Coal measures carbonifere" del bacino inglese sono di origine deltizia, altri esempi sono nel Carbonifero Superiore (pensylvaniano) dell'Illinois [4].
[modifica] Idrocarburi
L'ambiente deltizio è particolarmente favorevole alla creazione di giacimenti di idrocarburi. Questo in quanto la posizione dell'apparato deltizio permette di mettere in contatto le argille marine (roccia madre), ricche in materia organica atta a produrre idrocarburi, con le sabbie deltizie che costituiscono degli ottimi serbatoi, e la continua sedimentazione di materiale fine argilloso permette il deposito di argille di copertura che sigillano verso l'alto i potenziali luoghi di accumulo degli idrocarburi.
Giacimenti petroliferi importanti sono stati esplorati e messi in produzione nel delta del Niger, nei depositi deltizi del Giurassico Medio della formazione delle Arenarie del Brent nel bacino del Mare del Nord, nel bacino pannonico entro giacimenti miocenici.
[modifica] Materiali da costruzione
Le aree di delta possono essere considerate anche una fonte di ghiaia e sabbia, materiali economicamente rilevanti per l’edilizia.
[modifica] Note
- ^ Galloway W.E. "Process framework for describing the morphological and stratigraphic evolution of deltaic depositional systems", in Deltas, Models for exploration (1975) p. 87-98
- ^ L’immagine, qui riportata perché particolarmente didattica, si riferisce specificatamente al delta tipo "Gilbert" (vedi capitolo seguente). In molti casi (ad esempio nel caso dei delta digitati e lobati), gli edifici deltizi presentano una geometria interna molto più articolata, anche se la dinamica deposizionale e gli elementi morfologici e geometrici sono sostanzialmente simili.
- ^ dell'uomo, relativa alla presenza dell'uomo e alle attività umane
- ^ Selley, Cap 5, (1985)
[modifica] Bibliografia
- AA.VV., Clima impazzito. Gli effetti dei mutamenti climatici in Italia e nel mondo in Dossier Legambiente, Roma, 2005, pp. 2- 4 [1].
- (EN) M. L. Broussard (Editor) Deltas, Models for explorations. 2nd edition, Houston Geological Society, 1975.
- Ricci Lucchi F. Sedimentologia. Bologna, CLUEB, 1980. Parte 3, cap. 5, pp. 119-172.
- Sestini A. Introduzione allo studio dell'ambiente. Fondamenti di geografia fisica. Milano, Franco Angeli editore, 2003, pp. 224, fig. 58.
- (EN) R.C. Selley Ancient Sedimentary Environments, third edition, 1985, ISBN 0-412-25730-0
[modifica] Voci correlate
[modifica] Atlante fotografico
[modifica] Delta marini
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[modifica] Delta continentali
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[modifica] Atlante cartografico
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