Geologia, sismica e suoli

Il sottosuolo della pianura emiliano-romagnola

La pianura emiliano romagnola è un’area morfologicamente omogenea, con modestissimi rilievi dati per lo più da rilevati di origine antropica. Al contrario il sottosuolo, al di sotto dei più recenti depositi del Po e dei fiumi appenninici, è costituito da terreni più antichi fortemente deformati.

La catena appenninica, le cui principali unità e strutture tettoniche di più recente attivazione sono riportate nella Figura 1, tratta dalla Carta Sismotettonica della Regione Emilia-Romagna (Boccaletti, et alii, 2004), non è limitata a ciò che si osserva in superficie, ma prosegue in profondità, nel sottosuolo della Pianura Padana, come ben visibile nella sezione geologica di Figura 2.

Figura 1 : Schema tettonico dell’Appennino settentrionale(da Boccaletti et alii, 2004, modificata)

Figura 1 : Schema tettonico dell’Appennino settentrionale
(da Boccaletti et alii, 2004, modificata);
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Questa sezione attraversa tutta la Regione Emilia Romagna, a partire dal crinale appenninico bolognese sino al Po nei pressi di Ferrara, e si approfondisce nel sottosuolo sino a oltre otto chilometri; la sezione mostra che al di sotto dei depositi alluvionali della pianura sono presenti le stesse unità geologiche dell’Appennino, con il medesimo assetto tettonico a faglie e pieghe che caratterizza la catena.

Le informazioni mostrate in questa sezione derivano dai dati geofisici e di pozzo acquisiti nell’ambito dell’esplorazione per la ricerca di idrocarburi.

 

Figura 2 – Sezione geologica profonda dal crinale appenninico al Po (traccia in figura 1). L’area nel riquadro è riportata in figura 4  (da Boccaletti et. Alii, 2004)

Figura 2 – Sezione geologica profonda dal crinale appenninico al Po
( traccia in figura 1). L’area nel riquadro è riportata in figura 4
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La porzione della sezione di figura 2 che va da Bologna al fiume Po illustra l’assetto strutturale del sottosuolo della pianura bolognese e ferrarese.

Essa è costituita, nella sua porzione più superficiale, dai depositi alluvionali del Po e dei fiumi appenninici di età compresa tra il Pleistocene medio e l’Olocene (unità ab in Figura 2). Questi depositi non sono interessati dalle deformazioni tettoniche che caratterizzano la parte inferiore della successione, ad eccezione della zona di alto strutturale nei pressi di Ferrara. Qui, come mostrato con maggior dettaglio più avanti nella Figura 4, le unità geologiche profonde sono più vicine alla superficie e l’unità ab è localmente interessata da faglie. Osservando con attenzione la sezione, è possibile notare che lo spessore di ab non si mantiene costante; le differenze di spessore di questa unità testimoniano che le deformazioni tettoniche delle unità più profonde sono avvenute anche durante la sedimentazione di ab, quindi in tempi geologicamente piuttosto recenti.

Tutte le unità geologiche presenti al di sotto di ab sono di origine marina, a testimoniare che  prima del Pleistocene medio (circa 900.000 anni fa) la zona in esame era occupata dal mare.

L’unità indicata come Qm (Quaternario marino) è costituita da depositi costieri nella parte sommitale e da depositi di mare più profondo (piattaforma – scarpata) verso la base. Mentre la parte alta di questa unità è tettonicamente quasi indisturbata, alla base sono presenti le terminazioni di faglie inverse (thrust) che caratterizzano la parte più profonda dell’intera successione. L’unità Qm è inoltre caratterizzata da evidenti variazioni di spessore: nella zona di sinclinale a nord di Bologna si trovano i depositi con gli spessori massimi, mentre in corrispondenza dell’alto strutturale ferrarese Qm ha spessori bassissimi o pressoché nulli. Queste variazioni di spessore sono strettamente connesse all’attività tettonica delle strutture profonde ed indicano che i movimenti che hanno interessato le porzioni basali della successione sono avvenuti mentre l’unità Qm si sedimentava.

Al di sotto di Qm sono presenti le unità P2 (Pliocene superiore) e M-P1 (Messiniano-Pliocene inferiore), costituite principalmente da sedimenti di mare profondo (bacino). Queste unità sono spesso interessate da faglie e da pieghe, oltre che da evidenti variazioni di spessore, particolarmente accentuate nell’unità P2. Anche in questo caso le faglie sono la terminazione verso l’alto delle faglie inverse (thrust) che interessano la parte inferiore dell’intera successione.

Al di sotto di M-P1 è presente l’unità M (Miocene), costituita da sedimenti di mare profondo (bacino e scarpata). A differenza delle precedenti, questa unità è sistematicamente interessata da faglie inverse ad alto e basso angolo che la dislocano e la bordano inferiormente.

Anche le unità più profonde rappresentate nella sezione, Ca (Successione carbonatica), T (Evaporiti triassiche), e B (Basamento metamorfico), sono sistematicamente interessate da faglie inverse ad alto e basso angolo che le dislocano e le bordano inferiormente.

Attraverso lo studio di numerose sezioni geologiche profonde, realizzate grazie ai dati derivanti dell’esplorazione per la ricerca degli idrocarburi, è stato possibile sin dall’inizio degli anni ’80 del secolo scorso, cartografare nella pianura la proiezione in superficie delle principali faglie individuate nel sottosuolo (Figura 3).

La Figura 3, che riporta la prima sintesi delle principali strutture tettoniche riconosciute nel sottosuolo della Pianura Padana, evidenzia i diversi sistemi di strutture sepolte qui denominate Pieghe Emiliane, Ferraresi, Romagnole e Adriatiche (Pieri e Groppi, 1981).

Per quel che riguarda la valutazione del grado di attività di queste strutture, il loro potenziale sismogenetico e le relazioni con i sismi del maggio 2012 si rimanda ai testi pubblicati ai seguenti indirizzi:

 

Figura 3 – Schema strutturale della pianura padana meridionale (Pieri e Groppi, 1981)

Figura 3 – Schema strutturale della pianura padana

Come detto in precedenza, la Figura 4 riporta un dettaglio della sezione di Figura 2 e mostra in particolare le due aree della pianura in cui le faglie inverse profonde arrivano a dislocare anche le unità ab, ovvero le più recenti e superficiali della pianura. Nella Carta Sismotettonica della Regione Emilia-Romagna, in scala 1:250'000 (2004), queste faglie sono tra quelle indicate come strutture tettonicamente attive e sono certamente accompagnate da altre faglie e fratture di importanza minore, che per motivi di scala non sono riportate nella sezione.

Figura4 – Dettaglio della sezione di Figura2

Figura 4 – Dettaglio della sezione di Figura 2

Queste strutture mettono in comunicazione il sottosuolo profondo con la superficie ed è quindi attraverso di esse che fluidi e gas presenti anche a grande profondità al di sotto della pianura possono arrivare in prossimità della superficie e dare origine a manifestazioni superficiali di idrocarburi, da sempre note in queste, ed in altre zone della Regione Emilia-Romagna.

 

La presenza di idrocarburi nel sottosuolo regionale

La presenza di idrocarburi, soprattutto gassosi,  nel sottosuolo regionale è cosa nota. Gli idrocarburi derivano dalla decomposizione della materia organica che si trova abbastanza frequentemente nel sottosuolo della pianura emiliano – romagnola.

In alcune aree della pianura, come ad esempio nel delta padano, la materia organica è presente sin dai primi metri di profondità; i tipi di depositi organici che normalmente si rinvengono sono argille nerastre (il cui il colore è proprio dovuto alla presenza diffusa di sostanza organica decomposta), livelli di torbe, o frammenti di legno diffusi nel sedimento. Questi depositi organici, attraverso un particolare processo chimico fisico, si decompongono e producono gas (principalmente metano), che è quindi presente in alcune zone della nostra pianura sin dai primi metri di sottosuolo.

Solitamente gli idrocarburi rimangono confinati nel sottosuolo per la presenza di sedimenti poco permeabili e molto continui arealmente che ne impediscono la risalita. A volte però questa continuità laterale è interrotta, come visto, per la presenza di fratture oppure per variazioni della permeabilità intrinseca dei sedimenti. In tal caso gli idrocarburi, più leggeri dei materiali circostanti, possono giungere fin sulla superficie. Le faglie e le fratture che dal sottosuolo si propagano sino alla superficie possono costituire una sorta di via di fuga per gli idrocarburi che, quindi, possono affiorare al suolo in modo del tutto naturale.  Per lo stesso motivo possono arrivare sin in prossimità della superficie anche acque di provenienza profonda che, per loro natura, sono più salate di quelle solitamente captate dai pozzi per acqua.

Già negli anni ’50 del secolo scorso, all’inizio del periodo in cui la ricerca e la produzione di idrocarburi assumeva in Italia una rilevanza importante, l’ENI fece redigere una mappa in cui venivano riportate le manifestazioni spontanee di idrocarburi in superficie e nel primo sottosuolo, ed i pozzi per idrocarburi sin ad allora perforati (Regione Emilia-Romagna, 2007).

Figura 5 - Manifestazioni superficiali di idrocarburi in Emilia-Romagna (G. Martinelli et alii, 2012)

Figura 5 - Manifestazioni superficiali di idrocarburi in Emilia-Romagna
(G. Martinelli et alii, 2012);
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Anche Scicli (A. Scicli, 1972) riporta decine di segnalazioni di manifestazioni naturali di venuta a giorno di idrocarburi sia liquidi che gassosi, note sin dall’antichità in Emilia-Romagna.

Più di recente Martinelli (G. Martinelli et alii, 2012), ha esaminato e mappato su tutto il territorio italiano le segnalazioni relative a manifestazioni di gas, olio, idrocarburi solidi e vulcani di fango. Il risultato, con riferimento alla regione Emilia-Romagna, è indicato in figura 5. La figura mostra che la presenza di manifestazioni di idrocarburi e vulcani di fango è abbastanza frequente nell’Appennino e nella porzione più alta della pianura, mentre per quel che riguarda la parte nord della pianura le segnalazioni interessano solamente la provincia di Ferrara (comuni di Bondeno, Cento e Ostellato), Reggio Emilia (comuni di Campegine, Correggio e Reggio Emilia), e Modena (comuni di Medolla e San Possidonio).

Le indagini geognostiche a bassa profondità, eseguite dal Servizio Geologico regionale per la realizzazione della carta geologica nel ferrarese e nel ravennate, hanno evidenziato la presenza di sacche di gas miste ad acqua, anche a soli dieci metri di profondità. Anche durante i rilievi idrogeologici nella bassa pianura, e lungo la costa emiliano-romagnola, sono stati trovati dei pozzi profondi anche solo pochi metri da cui fuoriesce acqua che gorgoglia per la presenza di gas.

Nel periodo dal 1930 al 1960 il gas misto ad acqua presente nelle prime centinaia di metri del sottosuolo (le cosiddette “acque metanifere del delta padano”) è anche stato sfruttato nella provincia di Ferrara e nel limitrofo Polesine. Poiché l’estrazione di questo gas implicava dei forti prelievi idrici a cui sono seguiti importanti fenomeni di subsidenza, queste attività sono state sospese ed i pozzi di emungimento di conseguenza sono stati chiusi. Ad oggi può accadere che da pozzi che non siano stati cementati nella maniera più corretta, riprenda a gorgogliare l’acqua mista a gas, presente in profondità.

Oltre al gas presente a basse profondità, come noto nel sottosuolo della pianura emiliano romagnola si trovano, a migliaia di metri di profondità, degli importanti giacimenti di gas sfruttati dalla seconda metà del secolo scorso a tutt’oggi. Attualmente l’Emilia-Romagna è la quarta regione in Italia come produzione di gas, con un volume estratto che è di poco superiore al 10% del totale italiano (Ministero dello Sviluppo Economico, 2014).

In conclusione si può dire che le manifestazioni superficiali di idrocarburi o di acque salate provenienti dal sottosuolo sono fenomeni naturali, compatibili con il contesto geologico dell’ Emilia - Romagna.

Appare quindi chiaro che tali fenomeni non siano di per se in alcun modo indicativi di un’attività sismica imminente.

 

Citazioni :

  • Boccaletti M., Bonini M., Corti G., Gasperini P., Martelli L., Piccardi L., Tanini C., Vannucci G.
    (2004) – Carta Sismotettonica della Regione Emilia-Romagna in scala 1:250.000. Regione Emilia-
    Romagna-Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli – C.N.R.-I.G.G., sezione di Firenze. S.EL.CA.,
    Firenze
  • Martinelli G., Cremonini S., Samonati E. (2012) Geological and Geochemical Setting of Natural Hydrocarbon Emissions in Italy. In: Al-Megren H.(Ed.) “Advances in Natural Gas Technology”. Consultabile on line al sito http://www.intechopen.com/books/advances-in-natural-gas-technology/geological-and-geochemical-setting-of-natural-hydrocarbon-emissions-in-italy.
    Ministero dello Sviluppo Economico, 2014.
    http://unmig.sviluppoeconomico.gov.it/unmig/produzione/produzione.asp
  • Pieri M., Groppi G. (1981). Subsurface geological structure of the Po Plain. CNR-PFG, Pubbl. 414, pagg. 23.
    Regione Emilia-Romagna, 2007. Il Radon Ambientale in Emilia-Romagna. Redazione e impaginazione a cura di Laura Gaidolfi (Sezione Provinciale di Piacenza – ARPA Emilia-Romagna) e Paola Angelini, Rossana Mignani (Direzione Generale Sanità e politiche sociali, Regione Emilia-Romagna), pagg. 98.
  • Scicli A. (1972) L’attività estrattiva e le risorse minerarie della Regione Emilia-Romagna
    Poligrafico Artioli, Modena, pagg. 728.

 

 

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