Pianura alluvionale

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In sedimentologia, si definisce pianura alluvionale (o piana alluvionale) un ambiente sedimentario in cui la sedimentazione è controllata dalle correnti fluviali. Le pianure alluvionali si sviluppano in valli e bacini intra-continentali, e sono costituite da sedimenti clastici^[1], ai quali si dà il nome di alluvium (sedimenti alluvionali). Si tratta di aree tra le più popolate ed economicamente rilevanti della Terra, per lo sviluppo che vi assumono l'agricoltura (nelle zone favorevoli dal punto di vista climatico), e l'industria. Vi si sviluppano anche le maggiori aree a foresta tropicale del mondo (ad esempio i bacini del Rio delle Amazzoni e del Congo), e le più estese aree a prateria (come ad esempio la prateria nordamericana e le Pampas), di importanza fondamentale per l'equilibrio ecologico a scala globale, oltre che di grande interesse naturalistico.

Descrizione

Le pianure alluvionali sono aree più o meno estese (con ampiezze che possono andare dalle centinaia di metri alle migliaia di chilometri), pianeggianti, di solito con debole inclinazione verso la costa continentale^[2] che tende progressivamente a decrescere nella stessa direzione. Si tratta di prismi sedimentari con forma grossolanamente a conca o a truogolo, in cui la granulometria dei sedimenti decresce da monte verso costa, con il diminuire del gradiente topografico e quindi della velocità delle correnti fluviali. La caratteristica più evidente delle piane alluvionali è la presenza di un reticolo idrografico, scavato nell'alluvium dalle acque superficiali in forme che dipendono principalmente da tre fattori:

gradiente topografico
portata dei corsi d'acqua
granulometria del sedimento trasportato

Ambiente sedimentario

Una pianura alluvionale è l'espressione geomorfologica di un sistema alluvionale, composto da due tipi di elementi:

canali: elementi attivi^[3], di origine erosiva, riempiti di sedimenti prevalentemente sabbiosi deposti da correnti fluviali;
piane di inondazione (o piane inondabili): elementi passivi, formati da depositi prevalentemente fini (argilloso-siltosi) di riempimento derivati dalla tracimazione delle acque dai canali.

Le maggiori irregolarità morfologiche in queste aree sono date dai canali stessi (depressioni), dai loro argini naturali e dalle barre formate dai depositi da corrente (rilievi). Gli argini naturali sono accumuli di sedimento formati dalla tracimazione delle acque in regime di piena, mentre le barre sono accumuli di sedimento determinati dall'azione delle correnti.^[4]

Una pianura alluvionale è costituita solitamente da due zone concentriche: l'alta e la bassa pianura, disposte a forma ellittica, il cui asse maggiore è il fiume che le origina.

Alta pianura

La zona più esterna è detta "alta pianura", in cui tendono a prevalere i processi erosivi e nella quale possono essere presenti affioramenti di rocce lapidee alterate e/o fessurate o terrazzi di sedimento consolidato e cementato, attraverso le quali l'acqua piovana viene filtrata, raccogliendosi in falde freatiche.

La superficie in questa zona è quindi prevalentemente secca, con idrografia caratterizzata da pochi corsi d'acqua ad andamento rettilineo per i gradienti topografici più elevati, con depositi prevalentemente grossolani (ghiaioso-sabbiosi).

I corsi d'acqua in questo settore della pianura tendono ad assumere un tracciato diritto o debolmente ondulato, e la configurazione più tipica è quella di canale intrecciato (braided), contraddistinto dalla presenza di barre fluviali: cumuli di ghiaia o sabbia di forma grossolanamente romboidale che tendono a migrare nel verso della corrente per il progressivo trasporto del materiale clastico nelle fasi di piena.

Queste barre sono caratterizzate internamente da laminazioni oblique incrociate, di origine trattiva, inclinate nella direzione della corrente, con tipica forma a "festoni" (cross bedding). Le rapide variazioni nella direzione della corrente e la turbolenza locale del flusso determinano superfici erosive concave (a truogolo), rapidamente riempite di nuovo sedimento laminato, che danno il tipico aspetto incrociato di queste strutture. I corsi d'acqua intrecciati sono caratterizzati da elevata instabilità e da frequenti diversioni per rottura degli argini naturali durante le piene. Spesso questi fenomeni danno origine a depositi grossolani a forma di lingua o di ventaglio (ventagli di rotta o crevasse splays), ricchi di frammenti d'argilla (clasti pelitici di materiale più fine strappato agli argini).

Se la piana alluvionale confina con una catena montuosa, la sua parte alta è caratterizzata dalla presenza di conoidi di deiezione allo sbocco delle valli, depositi di sedimenti grossolani a forma di ventaglio che si originano per il rallentamento della corrente di fiumi e torrenti montani allo sbocco delle valli, causato dalla brusca diminuzione di pendenza.

Bassa pianura

Il materiale più fine, quindi più leggero, come sabbie fini e argille, viene trasportato più a lungo dal fiume, e deposto nella zona detta "pianura bassa", avente una pendenza mediamente inferiore rispetto alla pianura alta.

Qui il suolo è prevalentemente argilloso-siltoso, quindi tendenzialmente impermeabile, ed è facile la formazione di marcite, paludi e acquitrini. Il terreno risulta essere più fertile e facilmente coltivabile. Quando le acque sotterranee di falda incontrano i sedimenti a bassa permeabilità della pianura bassa, sovente risalgono in superficie formando risorgive, fenomeno tipico ad esempio della pianura padano-veneta.

I canali, a causa del bassissimo gradiente topografico, tendono a divagare assumendo un andamento a meandri. La formazione dei meandri avviene a causa di un fenomeno di migrazione laterale del corso d'acqua, determinato da processi di sedimentazione ed erosione ai due lati dell'alveo del corso d'acqua. Si distinguono infatti in un alveo di forma sinuosa (non rettilinea) un lato convesso (lato interno della sinusoide definita dall'alveo) e un lato concavo (il lato esterno della sinusoide). La massa d'acqua contenuta nel canale è soggetta alla forza centrifuga, che tende a spostare la massa d'acqua verso il lato concavo, dove la velocità della corrente e quindi la sua capacità di erodere i sedimenti sono maggiori e dove il fenomeno prevalente è l'erosione. Viceversa, nel settore di canale in prossimità del lato convesso, la velocità della corrente è minore: quindi il sedimento in carico tende a deporsi e prevale la sedimentazione.

Evoluzione di un meandro fluviale: l'accentuazione progressiva della curvatura, prodotta dalla migrazione delle barre di meandro, porta al fenomeno noto come *taglio del meandro* e all'abbandono del vecchio alveo, che diviene una lanca.

Quindi, mentre sul lato convesso si ha progressivo accumulo di materiale e in quel settore il canale viene colmato, sul lato opposto la corrente erode gradualmente i sedimenti di piana alluvionale e il canale si espande. Come conseguenza, il meandro assume una curvatura a "laccio" sempre più accentuata. Questo processo prosegue fino a quando il "collo" del meandro (figura a fianco) diviene tanto sottile da cedere ad una piena, determinando il taglio (bypass) del meandro stesso e la formazione di un nuovo alveo che unisce i due punti a maggiore curvatura. L'alveo corrispondente al meandro abbandonato rimane come lanca stagnante e viene gradualmente colmato di sedimento fine (tappo di argilla o clay plug). Il materiale sabbioso-siltoso che si accumula sul lato convesso costituisce un corpo di barra (barra di meandro o point bar), caratterizzato da una stratificazione inclinata nella direzione di accrescimento del meandro.

Il materiale fine portato in carico dalla corrente durante le piene, quando le acque tendono a tracimare dall'alveo, tende a depositarsi ai lati dell'alveo stesso e a formare depositi a forma di cuneo, gli argini naturali (natural levees), composti da alternanze di sottili strati sabbiosi e siltoso-argillosi, che si assottigliano gradualmente verso l'esterno fino a confondersi con la piana d'inondazione. Il fenomeno, nei canali sinuosi e meandriformi, è più accentuato sul lato concavo delle sinuosità, dove la forza centrifuga tende a spostare la direttrice di maggiore velocità della corrente. La rottura di questi argini, determinata talora da eventi di piena eccezionali, dà luogo a depositi più grossolani a forma di ventaglio o conoide (i ventagli di rotta o crevasse splays).

La pianura bassa a ridosso della costa e presso le foci dei fiumi che la costruiscono, può passare gradualmente ad una piana deltizia.

Comunità biologica

Le pianure alluvionali possono sviluppare una grande varietà di ecosistemi, a seconda della fascia climatica e del regime delle precipitazioni. In estrema sintesi, si possono ricordare le seguenti categorie, localizzabili nelle zone morfologiche tipiche di questo ambiente:

Canali fluviali e immediate adiacenze
- Ambiente fluviale: alghe e piante superiori continentali di ambiente umido; notevole sviluppo delle faune ittiche; faune ad anfibi, rettili e mammiferi di ambiente acquatico. Nel caso di canali intrecciati, le barre più stabili (emerse anche nei periodi di piena) possono essere in parte colonizzate dalla vegetazione continentale (prevalentemente arbustiva o erbacea), mentre entro l'alveo di piena si può sviluppare solo vegetazione palustre e algale. Nei canali di tipo meandriforme, le barre hanno spesso carattere di maggiore stabilità e possono formare vere e proprie isole fluviali, con sviluppo di vegetazione ad alto fusto. Isole possono essere formate anche dai meandri tagliati, nel breve periodo di stabilizzazione del nuovo alveo (in cui quello vecchio è ancora attivo).
- Ambiente palustre: rappresentato dalle lanche corrispondenti agli alvei abbandonati; questi specchi di acqua stagnante sono destinati a rapido interramento, e inoltre sono soggetti spesso a episodi di anossia: in queste condizioni l'ittiofauna può essere poco sviluppata oppure oligotipica^[5]. L'avifauna può essere ben rappresentata per le condizioni protette di questi microambienti e per la folta vegetazione nei climi umidi, con sviluppo sia di alghe che di piante superiori. Spesso inoltre tra le successive barre di meandro si hanno rughe concentriche (scroll bar) intervallate da depressioni che possono essere sede di acquitrini: per la loro instabilità, dovuta alla rapida migrazione delle barre, questi microambienti sono popolati prevalentemente da anfibi e dai loro predatori, e da pesci rimasti intrappolati nei periodi di piena, oltre che da alghe e vegetazione palustre.
Piane di inondazione
- Ambiente palustre (rappresentato da acquitrini e torbiere): sviluppo sia di alghe che di piante superiori. Ricche faune ittiche, anfibi e rettili; notevole anche lo sviluppo dell'avifauna e dei mammiferi di ambiente acquatico.
Aree di intercanale
- Ambienti di prateria, savana, steppa, tundra: ambienti caratterizzati complessivamente da vegetazione bassa, erbacea e arbustiva, con pochi alberi d'alto fusto. Vi prosperano mammiferi erbivori, talora di grande mole, spesso gregari, e i loro predatori; le specie variano a seconda della fascia climatica (subartica, temperata, tropicale). Nei climi temperato-caldi si ha una certa abbondanza di rettili terricoli (in particolare serpenti).
- Ambiente di foresta temperata: foreste di latifoglie, caratterizzate da un ricco sottobosco, che si sviluppano nella fascia temperata. Mammiferi erbivori e carnivori, anfibi e rettili. Notevole ricchezza di uccelli.
- Ambiente di foresta alluvionale: foreste che sviluppano in piane alluvionali, stagionalmente allagate. Si trovano solitamente nella fascia tropicale, caratterizzata da stagioni di alta piovosità o monsoni. La fauna vede una notevole presenza di anfibi e un basso numero di mammiferi terrestri (solitamente in grado di nuotare, o prevalentemente arboricoli).
- Ambiente di foresta pluviale tropicale: tipica della fascia equatoriale, in aree con elevate precipitazioni stagionali. Si tratta delle aree con più elevata varietà e ricchezza di vita animale e vegetale del pianeta. Le foreste pluviali più estese si sviluppano in grandi bacini alluvionali, come quelli del Rio delle Amazzoni e del Congo.

Storia geologica

Questo ambiente sedimentario è presente da quando sulla superficie terrestre vi è stata acqua libera allo stato liquido su aree continentali stabili. Queste condizioni sono comparse e si sono gradualmente stabilizzate nel corso dell'Archeano, da 3700 a 2700 milioni di anni fa. Rocce sedimentarie di questa età sono state studiate in America settentrionale (Canada e Stati Uniti), Africa del sud (Sudafrica e Zimbabwe), India meridionale e Australia occidentale. I primi veri depositi di piana alluvionale, caratterizzati da canali fluviali di tipo intrecciato, sono stati studiati in India^[6] nella regione del Dharwar; datano a 3200-3000 milioni di anni fa, e presentano caratteri sedimentologici assimilabili a quelli attuali.

Le pianure alluvionali sono state a lungo prive di forme di vita documentate, almeno fino alla comparsa delle prime forme di vita vegetale in ambiente subaereo, nel Siluriano. È però con il Paleozoico Superiore che le aree continentali vengono diffusamente colonizzate dalla vegetazione e da forme di vita animali. In particolare, con il Carbonifero le pianure alluvionali costiere sono sede di foreste con clima umido e di ricche faune ad artropodi (insetti e aracnidi) e anfibi. Nel Permiano i rettili fanno la loro comparsa nelle pianure continentali, dapprima con forme primitive, poi con i Terapsidi: forme evolute ben differenziate tra erbivori e carnivori. Nel Mesozoico questo ambiente è invaso progressivamente dagli Arcosauri, i cui rappresentanti più evoluti sono noti come Dinosauri, che evolvono ecosistemi con relazioni trofiche complesse. Con l'evento di estinzione tardo-cretacico questi sono rimpiazzati dai mammiferi, con forme prevalentemente di foresta nel Paleogene, mentre dal Miocene, con l'aumento della temperatura e l'impostazione di condizioni relativamente più aride, si diffondono le praterie e si evolvono gli ungulati di tipo moderno.

Esogeologia

La condizione di base per lo sviluppo di facies geologiche e geomorfologiche di pianura alluvionale sulla superficie di un corpo celeste è la presenza stabile di liquidi in grado di scorrere. Nel sistema solare, oggetti geologici ed elementi geomorfologici riconducibili a processi di tipo fluviale e alluvionale sono presenti (oltre che ovviamente sulla Terra) anche su Marte, Titano (il satellite maggiore di Saturno), e Venere (questi ultimi di origine ancora controversa).

Marte

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Marte, Gale Crater. Immagine ripresa dal rover Curiosity. Affioramento roccioso composto da arenarie stratificate, con laminazione obliqua tipo cross bedding originata da correnti fluviali. I frammenti rocciosi di forma laminare presenti nella parte bassa dell'immagine sono verosimilmente sedimenti più fini (argilla o silt), il che sembrerebbe indicare la presenza anche di sedimenti di piana d'inondazione.

Sedimenti assimilabili a depositi alluvionali sono probabilmente presenti anche sul pianeta Marte, verosimilmente sviluppatisi in condizioni simili a quelle della Terra primitiva. Sono stati rilevati per mezzo delle sonde spaziali (tramite soprattutto il telerilevamento fotografico) canali sia di tipo intrecciato che a meandri situati entro solchi vallivi (un esempio molto citato è Melas Chasma, nell'immagine a destra), e formazioni geologiche simili ad apparati deltizi^[7]. Si ritiene che queste formazioni si siano originate nella parte finale del Noachiano, era geologica di Marte la cui datazione è stimata da 3800 a 3500 milioni di anni fa (corrispondente quindi alla parte più antica dell'Archeano terrestre).

La distribuzione e la configurazione di queste strutture sono in accordo con una rete di drenaggio naturale e presentano indubbie analogie con le morfologie associate sulla Terra ad acque correnti in aree continentali. Ciò supporterebbe l'ipotesi che nel passato geologico di Marte vi fosse acqua allo stato liquido. Attualmente, le condizioni di pressione atmosferica e temperatura della superficie marziana non consentono la presenza di acqua libera se non forse nelle regioni più basse, che si possono trovare al di sopra del punto triplo dell'acqua^[8]. Secondo ipotesi alternative, le formazioni geologiche indicate potrebbero essere state originate anche da anidride carbonica^[9] allo stato liquido (attualmente presente in quantità considerevoli come ghiaccio nelle calotte polari di Marte) o da metano^[10] liquido.

Recentemente, la missione (in corso) del Mars Science Laboratory (noto come Curiosity), ha consentito per la prima volta la ripresa di immagini ravvicinate di sedimenti marziani interpretabili come depositi alluvionali. Si tratta di rocce sedimentarie clastiche con granulometria molto variabile (conglomerati, arenarie e siltiti). I granuli (clasti), di cui sono composti i sedimenti più grossolani sono contraddistinti da discreta selezione e sovente da un buon arrotondamento, caratteristiche che suggeriscono una rielaborazione da parte di acque correnti. I depositi arenacei appaiono organizzati in strati, talora con evidenti strutture sedimentarie (laminazione incrociata o cross bedding), che sono espressione di ripple marks e dune subacqueee, alternati con siltiti laminate. La granulometria, peraltro, è tale (sabbie grossolane e molto grossolane, con granuli fino a oltre 2 mm) da escludere che si tratti di strutture da duna eolica (originate cioè dal vento). Questi sedimenti sono quindi interpretabili come depositi di canale fluviale e, in generale, di piana alluvionale.

Titano

L'unico altro corpo celeste (oltre alla Terra) sulla cui superficie sono attualmente presenti stabilmente liquidi è il satellite maggiore di Saturno, Titano, dotato di un'atmosfera molto più densa di quella di Marte e con una pressione atmosferica maggiore del 50% rispetto a quella terrestre. Le condizioni di superficie di Titano sono conosciute da alcuni anni grazie alla recente missione spaziale Cassini-Huygens. Il satellite è ricoperto in gran parte da mari e laghi di idrocarburi allo stato liquido (metano ed etano soprattutto); è stato anche rilevato un vero e proprio reticolo idrografico, sia di tipo ramificato che meandriforme, con morfologia del tutto analoga a quella degli equivalenti terrestri. Sul satellite, secondo tutte le evidenze finora raccolte dalla missione Cassini, è presente un ciclo idrologico impostato non sull'acqua ma sugli idrocarburi, con evaporazione, precipitazioni atmosferiche, una rete di drenaggio e bacini di raccolta dei fluidi. Anche se le immagini radar finora raccolte non hanno sufficiente dettaglio per il riconoscimento di elementi morfologici a piccola e media scala (come ad esempio argini naturali e barre, ventagli di rotta...), è del tutto verosimile che depositi di tipo alluvionale si possano essere formati in questo contesto.

L'immagine ravvicinata (a destra) della superficie titaniana riportata dal modulo Huygens mostra depositi di aspetto e consistenza^[11] simili a quelli della sabbia, con ciottoli ben arrotondati analoghi a quelli presenti nei sedimenti fluviali terrestri di corsi d'acqua di tipo intrecciato. In questo caso, i ciottoli sono composti di ghiaccio d'acqua^[12], e il sedimento è probabilmente costituito sempre da frammenti di ghiaccio. È interessante notare le evidenti depressioni situate alla base di alcuni ciottoli (ad esempio alla base del ciottolo tondeggiante poco sotto il centro dell'immagine), che per analogia con sedimenti terrestri sono interpretabili come fenomeni di erosione prodotti dall'azione di correnti fluide con caratteristiche reologiche simili a quelle dell'acqua, anche se occorre notare che non vi sono evidenze dirette della presenza di fluidi al momento della ripresa dell'immagine. Le fotografie qui sopra riportano a titolo esemplificativo due casi di depositi terrestri (in questo caso un banco di sabbia e ciottoli e il dettaglio di un ciottolo in contesti di estuario fluviale), con aspetto simile a quello del sito di atterraggio del modulo Huygens.

Venere

Anche su Venere è stata riscontrata la presenza di canali con pattern sia intrecciati che meandriformi e formazioni interpretabili come barre di meandro ed edifici deltizi, con caratteri morfologici del tutto simili agli analoghi terrestri e sviluppo talora pari a centinaia e migliaia di chilometri.

Considerate le condizioni estreme di pressione e temperatura alla superficie venusiana, è generalmente accettato che né l'acqua né alcun altro dei liquidi sopra citati possano essere all'origine di queste strutture. Nemmeno l'acido solforico originato dalle nubi atmosferiche può averle determinate, poiché l'elevata temperatura negli strati bassi dell'atmosfera (437-467 °C) ne induce la vaporizzazione. È ugualmente poco probabile che si tratti di strutture createsi nel remoto passato del pianeta, in condizioni ipoteticamente meno estreme di quelle attuali, a causa dell'elevata dinamicità della crosta venusiana^[13] (diversamente da quella di Marte).

Recentemente^[14], è stata avanzata l'ipotesi che i canali e le strutture relazionate siano state create dallo scorrimento di lave non-silicatiche (a composizione carbonatica), la cui viscosità a temperature come quelle della superficie di Venere è compatibile con queste morfologie e con i tempi necessari allo scavo dei canali stessi (mentre lave silicatiche a composizione basaltica, le meno viscose conosciute, solidificherebbero comunque troppo in fretta e darebbero origine a strutture molto diverse). Le uniche eruzioni carbonatitiche osservate sulla terra (vulcano Ol Doinyo Lengai, Tanzania), hanno dato origine a lave a bassa temperatura (500-600 °C) e bassissima viscosità, di aspetto e consistenza simili a quelle del fango. Si tratterebbe quindi di magmi con caratteristiche reologiche abbastanza prossime a quelle dell'acqua e in grado di dare origine a strutture sedimentarie confrontabili. In questo caso, l'equivalente dei sedimenti alluvionali terrestri sarebbero frazioni cristallizzate del magma e frammenti di roccia erosi e presi in carico dallo stesso.

Interesse economico

Storia della presenza umana

Queste aree sono di primaria importanza per l'economia umana, poiché contengono le maggiori concentrazioni di popolazione e le maggiori risorse agricole e industriali (per dare alcuni esempi, le valli del Fiume Giallo, del Gange, dell'Indo, del Nilo, del Tigri e dell'Eufrate, del Volga, del Po).

Questa preminenza ha origini storiche, dal momento che le culture urbane si sono sviluppate a partire dal Neolitico preferenzialmente in questo contesto ambientale. Per citare le più conosciute: la cultura sumera e quella egiziana, sviluppatesi nella cosiddetta mezzaluna fertile, regione definita dalle pianure alluvionali del Nilo, del Giordano e del Tigri-Eufrate, ma anche ad esempio le culture della valle dell'Indo e quelle delle pianure della Cina. L'ambiente di piana alluvionale infatti offriva da un lato un'ampia disponibilità di risorse agricole il cui surplus potesse essere investito nelle comunità urbane, dall'altro una maggiore facilità di comunicazione che favorisse il trasporto e lo scambio delle merci e quindi il sorgere di un commercio organizzato. Per queste ragioni, il controllo di queste aree è stato fondamentale per lo sviluppo delle compagini statali e ne ha spesso determinato la politica di espansione^[15].

Questa situazione ha accompagnato e sicuramente condizionato tutta la storia umana, fino alla Rivoluzione industriale europea avvenuta nella seconda metà del diciottesimo secolo. Da questo evento in poi, le aree di pianura alluvionale (dapprima in Europa, poi in tutto il mondo) hanno subito spesso uno sviluppo urbano e industriale sempre maggiore, con fenomeni di immigrazione dalle campagne alle città (urbanesimo) che talora, almeno nei paesi più sviluppati, ne ha messo in ombra l'originaria vocazione agricola. Parallelamente a questo tipo di sviluppo, sono anche sorti diffusi problemi di ordine ambientale, come l'inquinamento e il dissesto idrogeologico, collegati sia all'aumento delle concentrazioni urbane e industriali, sia allo sfruttamento del territorio da parte di un'agricoltura sempre più intensiva e tecnologica.

Agricoltura e allevamento

Come si è accennato, sono le attività economiche di origine più antica praticate in queste aree, che vi si prestano particolarmente per l'accessibilità, la presenza di vaste aree pianeggianti e di acque per l'irrigazione delle colture e per il bestiame^[16]. Le caratteristiche di fertilità del suolo variano notevolmente in funzione del clima. I corpi sabbiosi alluvionali sono importanti anche come sedi di falde acquifere, soprattutto artesiane.

La necessità di irrigare i campi allo scopo di garantire apporti d'acqua costanti e nei tempi opportuni per le colture ha portato allo scavo di canali d'irrigazione, con notevole impatto sull'idrografia locale, spesso modificata in maniera radicale con la deviazione di corsi d'acqua preesistenti e il collegamento di vie d'acqua prima separate. Parallelamente, la necessità di regolamentare le piene fluviali e di eliminare o limitare le inondazioni ha portato alla costruzione di argini artificiali e dighe.

Potenziale minerario

I sedimenti sabbiosi e arenacei di origine alluvionale sono, a scala globale, tra i più abbondanti nelle sezioni stratigrafiche. I sedimenti argillosi sono anche molto diffusi nelle zone di piana d'inondazione. Questo ne fa delle fonti di materiali inerti per l'edilizia di primaria importanza, fondamentali per sviluppo dell'industria delle cave per la fabbricazione di cemento, malta e mattoni.

Nei sedimenti alluvionali possono trovarsi isolati per opera dell'erosione minerali pregiati o di uso industriale. Esempi classici sono le sabbie aurifere (presenti anche in alcuni fiumi italiani, come il Ticino), e le alluvioni diamantifere presenti nei paesi sud-africani (Sudafrica, Botswana e Namibia) e in India (ad esempio nella regione di Golconda, nell'India centro-meridionale). L'estrazione in questi giacimenti, ove la concentrazione del minerale li rende economici, è condotta sia a giorno, in miniere di superficie, sia mediante cunicoli sotterranei.

Potenziale di ricerca degli idrocarburi

Il sistema alluvionale è poco favorevole alla formazione e alla conservazione degli idrocarburi. Questo perché spesso le condizioni di sedimentazione di questo ambiente sono ossidanti e quindi non favoriscono l'accumulo e la preservazione della materia organica. Inoltre la materia organica, anche quando si conserva, è di tipo continentale, più favorevole alla formazione di carbone e gas naturale che di petrolio^[17]. D'altro canto, le rocce e i sedimenti alluvionali sabbiosi e arenacei sono rocce serbatoio di primaria importanza, per le loro buone caratteristiche petrofisiche (porosità e permeabilità), quando le condizioni strutturali del bacino sedimentario permettono ai livelli di origine alluvionale di venire a contatto con rocce madri di buona qualità.

Rischio idrogeologico e ambientale

Anche se nell'accezione comune questo contesto ambientale è considerato tra i più stabili e privi di rischio, in realtà vi sono diversi elementi di criticità.

Il rischio di dissesto idrogeologico in questo tipo di ambiente riguarda soprattutto gli eventi alluvionali, che sono normalmente stagionali (le piene del Nilo sono un esempio tipico di regime stagionale in clima semiarido). Gli eventi di piena presentano una marcata ciclicità, in relazione con i cicli climatici a breve e a lungo termine: la prevedibilità di eventi di piena eccezionali, che possono causare alluvionamenti, è definita come tempo di ritorno di un evento con data magnitudine (espressa come portata).
L'intervento umano sull'idrografia (opere di canalizzazione e arginamento) ha ovviamente un impatto sul territorio, con la modificazione delle sue caratteristiche fisiografiche (in particolare la topografia e la pendenza). Il profilo degli alvei fluviali può risultarne alterato, e quindi il regime del flusso di corrente, con conseguenze sulla distribuzione delle aree sottoposte ad erosione e sedimentazione. Ugualmente, l'attività estrattiva di sedimenti (sabbie e ghiaie) può modificare il profilo degli alvei fluviali, innescando fenomeni erosivi.
La sottrazione di acqua ai fiumi per scopi agricoli può portare ad una diminuzione della portata degli alvei fluviali e della velocità della corrente, con perdita della capacità di carico e deposizione dei sedimenti in aree prima sottoposte ad erosione.
L'attività di emungimento delle falde acquifere e degli idrocarburi (gas naturale e petrolio), può causare un aumento locale della subsidenza, con ripercussioni dirette sulla stabilità di edifici e impianti, e facilitando il ristagno delle acque superficiali.
L'attività delle cave può interferire con la falda acquifera, causando problemi di inquinamento.
L'urbanizzazione ha come conseguenza anche l'impermeabilizzazione del territorio, che impedisce l'assorbimento delle precipitazioni da parte dei suoli e dei sedimenti e provoca lo scorrimento della maggior parte delle acque in superficie, amplificando le conseguenze delle alluvioni. Come già ricordato, infine, lo sviluppo urbano, industriale e agricolo ha un impatto pesante sull'ambiente in termini di inquinamento (di tipo organico, chimico, acustico, elettromagnetico) e di degrado del territorio, soprattutto in assenza di una pianificazione territoriale accurata.

Note

^ Sedimenti composti di frammenti (clasti) di rocce preesistenti.
^ In alcuni casi, tuttavia, le pianure alluvionali possono essere adiacenti od occupare bacini endoreici, privi di sbocco al mare.
^ Attivi in quanto sono i vettori dei sedimenti, la sede dei processi fisici a più alta energia e tendono a migrare lateralmente incidendo l'alluvium più antico.
^ Tutti questi elementi sono legati geneticamente tra loro: le barre fanno parte dei canali e gli argini naturali sono costruiti dai canali stessi.
^ Con poche specie e un gran numero di esemplari).
^ Srinivasan e Ojakangas (1986).
^ Bhattacharya (2006).
^ Punto sul diagramma di fase pressione-temperatura che rappresenta la coesistenza delle tre fasi dell'acqua: solida, liquida e gassosa.
^ Read et al. (2004)
^ Tang et al. (2006).
^ Determinata dalla sonda mediante un penetrometro.
^ Verosimilmente in forme compatibili con la temperatura di -180 °C della superficie di Titano
^ La superficie di Venere presenta pochi crateri da impatto meteoritico (similmemte alla Terra), e questa particolarità è ritenuta generalmente una prova del fatto che la superficie stessa è piuttosto giovane dal punto di vista geologico e in continua trasformazione per opera della tettonica.
^ William-Jones et al. (1998)
^ Si pensi all'enorme importanza che i rifornimenti di cereali provenienti dalla valle del Nilo ebbero per l'impero romano in età imperiale (I-V secolo).
^ Il concetto di agricoltura è qui inteso nel senso più ampio, comprendente anche l'allevamento del bestiame (che comunque impiega le risorse vegetali del territorio).
^ La materia organica originata da processi biologici può essere di origine sia continentale che marina. La materia organica di origine continentale contiene prevalentemente materiale legnoso, erbaceo e humico, povero di lipidi, che tende a dare più facilmente origine a gas naturale e carbone, mentre la materia organica di origine marina o mista (principalmente da alghe, cianobatteri, resine e cuticole di piante terrestri) origina sia petrolio che gas naturale. Gli idrocarburi e il carbone si formano dalla trasformazione post-seppellimento della materia organica (il cosiddetto kerogene). Il kerogene di tipo III è quello che si origina più frequentemente nell'ambiente di piana alluvionale.

Bibliografia

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Voci correlate

Processi fisici

Alluvione

Strutture sedimentarie

Laminazione prodotta da correnti unidirezionali: le strutture più tipiche dell'ambiente fluviale.
Laminazione prodotta da decantazione: strutture che si producono in acque stagnanti o con bassissima velocità di corrente: in questo ambiente sono tipiche le lanche e gli acquitrini presenti nelle piane di inondazione.

Geomorfologia

Ambiente naturale

Ecosistema fluviale

Ambienti sedimentari relazionati

Piane alluvionali del passato

Verrucano Lombardo: formazione geologica di età permiana presente nelle Alpi meridionali lombarde, composta di sedimenti di piana alluvionale depostisi in ambiente arido.

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Collegamenti esterni

Rischio idrogeologico connesso ad eventi alluvionali. Dal sito del dipartimanto della Protezione Civile [1]

[1] Sedimenti composti di frammenti (clasti) di rocce preesistenti.

[2] In alcuni casi, tuttavia, le pianure alluvionali possono essere adiacenti od occupare bacini endoreici, privi di sbocco al mare.

[3] Attivi in quanto sono i vettori dei sedimenti, la sede dei processi fisici a più alta energia e tendono a migrare lateralmente incidendo l'alluvium più antico.

[4] Tutti questi elementi sono legati geneticamente tra loro: le barre fanno parte dei canali e gli argini naturali sono costruiti dai canali stessi.

[5] Con poche specie e un gran numero di esemplari).

[6] Srinivasan e Ojakangas (1986).

[7] Bhattacharya (2006).

[8] Punto sul diagramma di fase pressione-temperatura che rappresenta la coesistenza delle tre fasi dell'acqua: solida, liquida e gassosa.

[9] Read et al. (2004)

[10] Tang et al. (2006).

[11] Determinata dalla sonda mediante un penetrometro.

[12] Verosimilmente in forme compatibili con la temperatura di -180 °C della superficie di Titano

[13] La superficie di Venere presenta pochi crateri da impatto meteoritico (similmemte alla Terra), e questa particolarità è ritenuta generalmente una prova del fatto che la superficie stessa è piuttosto giovane dal punto di vista geologico e in continua trasformazione per opera della tettonica.

[14] William-Jones et al. (1998)

[15] Si pensi all'enorme importanza che i rifornimenti di cereali provenienti dalla valle del Nilo ebbero per l'impero romano in età imperiale (I-V secolo).

[16] Il concetto di agricoltura è qui inteso nel senso più ampio, comprendente anche l'allevamento del bestiame (che comunque impiega le risorse vegetali del territorio).

[17] La materia organica originata da processi biologici può essere di origine sia continentale che marina. La materia organica di origine continentale contiene prevalentemente materiale legnoso, erbaceo e humico, povero di lipidi, che tende a dare più facilmente origine a gas naturale e carbone, mentre la materia organica di origine marina o mista (principalmente da alghe, cianobatteri, resine e cuticole di piante terrestri) origina sia petrolio che gas naturale. Gli idrocarburi e il carbone si formano dalla trasformazione post-seppellimento della materia organica (il cosiddetto kerogene). Il kerogene di tipo III è quello che si origina più frequentemente nell'ambiente di piana alluvionale.

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