L`azione della gravità - Home SCIENZE AMBIENTALI

Corso di Geomorfologia: Lezione 10
L’azione della gravità
g
Marco Materazzi
Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 10 – L’azione della gravità
L’azione della gravità come agente morfogenetico si esplica
attraverso tre differenti tipologia di depositi/processi
Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 10 – L’azione della gravità
Comunemente si attribuisce la formazione dei detriti su una parete o su un versante all’azione del clima,
inteso come variazioni di temperatura o come congelamento di acqua lungo le fratture. Invece la
frammentazione in detriti di una parete non dipende esclusivamente da fattori climatici, tanto che alcuni
autori hanno introdotto il termine telogenesi (dal greco τελόσ, ultimo) per indicare quella fase
dell’evoluzione di una roccia che e provocata dal suo ritorno all’affioramento. I processi di telogenesi di una
parete, oltre ai fattori climatici, sono molto numerosi: decompressione della parte superficiale portata in
affioramento, instabilita sismica, alterazione biologica ecc…
Questo concetto implica quello di fatica, ossia un gran numero di sforzi applicati ripetutamente su un
materiale possono portarlo a rottura anche se ogni sforzo preso singolarmente non e assolutamente in
grado di farlo. La struttura di un materiale si modifica mentre diviene fragile. In tal modo dopo un numero
molto elevato di cicli diurni, una roccia puo rompersi per semplice termoclastismo (dilatazione termica
differenziale, senza gelo).
La base dei versanti fortemente inclinati e la base delle pareti verticali sono in genere mascherate da un
mantello di detriti di spessore variabile. Il crioclastismo, che può essere associato alla dissoluzione chimica,
e la gravità sono i principali responsabili dell’accumulo dei detriti.
La maggior parte di questi detriti è attualmente inattiva, stabilizzata e colonizzata dalla vegetazione. Questi
si sono infatti formati in ambiente periglaciale durante le glaciazioni.
glaciazioni Detriti ancora attivi sono presenti ai
piedi delle pareti in alta montagna.
Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 10 – L’azione della gravità
Gentili B. – Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 8 – L’azione della gravità
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Falda
ld detritica
d i i - Santorini
i i
Conoidi detritici – Dolomiti, Italia
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Particolare di un deposito di versante - Tapeats Cave
Canyon – Colorado USA
Ghiaioni silicatici (Miesnotta - TN)
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Conoidi detritici – Isfjorden, Norway
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In un soil creep i singoli elementi detritici di una roccia o di un terreno sono interessati da movimenti
individuali dovuti alla sola forza di gravita, per cui:
– avviene sempre, su tutti i pendii, anche con pochi gradi di inclinazione;
– e un movimento lento assolutamente impercettibile;
– e causato da cicli di imbibizione/essicamento, caldo/freddo, gelo/disgelo, sviluppo di radici, escavazioni
di animali, arature, crescita di cristalli, ecc...;
– si manifesta con scarpatine e decorticazioni del manto vegetale;
– produce un accumulo di frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene definito
deposito colluviale;
– non ha ripercussioni a scala del tempo umana;
– non si prendono misure per ostacolarlo
Gentili B. – Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 8 – L’azione della gravità
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Il soliflusso è generalmente associato ad ambienti periglaciali ed è connesso a alternati cicli di gelo e
disgelo. Tuttavia può verificarsi anche in altri contesti. Più in generale, una certa massa di terreno molto
imbevuta d’acqua
q è interessata da un colamento simile al moto di una massa molto viscosa,, pper cui:
– si verifica anche su versanti con modesta inclinazione, ma costituiti solamente da terreni argillosolimosi;
– lento ma percettibile;
– è causato
t da
d imbibizione
i bibi i
di uno strato
t t di terreno
t
oltre
lt i suoii limiti
li iti di saturazione,
t
i
con superamento
t del
d l
limite di ritiro e del limite plastico e conseguente perdita di resistenza del materiale che inizia a fluire in
diversi punti e su più livelli;
– si manifesta g
generalmente su ampie
p porzioni
p
di versante,, con lobi,, ondulazioni,, decorticazioni e
terrazzetti;
– produce un accumulo dei frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene
definito deposito colluviale;
– non ha
h ripercussioni
i
i i a scala
l del
d l tempo
t
umana;
– non si prendono misure per ostacolarlo.
Gentili B. – Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 8 – L’azione della gravità
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Solifluction Lobes, Tien Shan Mountains, Kyrgyzstan
Stone stripes
St
ti
- solifluction
lifl ti terraces
t
Ward Hill, Scotland
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Il soliflusso è generalmente associato ad ambienti periglaciali ed è connesso a alternati cicli di gelo e
disgelo. Tuttavia può verificarsi anche in altri contesti. Più in generale, una certa massa di terreno molto
imbevuta d’acqua
q è interessata da un colamento simile al moto di una massa molto viscosa,, pper cui:
– si verifica anche su versanti con modesta inclinazione, ma costituiti solamente da terreni argillosolimosi;
– lento ma percettibile;
– è causato
t da
d imbibizione
i bibi i
di uno strato
t t di terreno
t
oltre
lt i suoii limiti
li iti di saturazione,
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con superamento
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limite di ritiro e del limite plastico e conseguente perdita di resistenza del materiale che inizia a fluire in
diversi punti e su più livelli;
– si manifesta g
generalmente su ampie
p porzioni
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di versante,, con lobi,, ondulazioni,, decorticazioni e
terrazzetti;
– produce un accumulo dei frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene
definito deposito colluviale;
– non ha
h ripercussioni
i
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l del
d l tempo
t
umana;
– non si prendono misure per ostacolarlo.
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Soil slips – Bacino dell’Imera, Sicilia
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Soil slips – Marche
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L’ersoione accelerata è il fenomeno per il quale le acque piovane rimuovono lo strato piu superficiale
del suolo.
Si distingue in due fenomeni differenti:
– azione d’impatto, azione meccanica determinata direttamente dall’impatto di una goccia di pioggia
battente al suolo;
– azione di ruscellamento, azione di asportazione del materiale staccato dal terreno. Puo essere
laminare, a rivoli, concentrata.
Presenta le seguenti caratteristiche:
– sii verifica
ifi su tuttii i pendii
dii con una ridotta
id
copertura vegetale
l soprattutto se in
i terreno a
granulometria non troppo grossolana;
– agisce in maniera rapida e modifica rapidamente la morfologia di un versante;
– e causato dall
dall’impatto
impatto delle gocce di pioggia battenti al suolo, questo provoca lo spostamento delle
particelle del terreno, la distruzione della struttura del terreno e il progressivo spostamento verso
valle delle particelle;
– l’erosione laminare forma delle superfici di denudazione anche molto estese, l’erosione a rivoli
produce
d
d i solchi
dei
l hi che
h tendono
d
add approfondirsi,
f di i l’erosione
l’
i
a solchi
l hi produce
d
solchi
l hi profondi
f di edd estesii
che allargandosi verso monte tendono a diventare coalescenti producendo una morfologia a calanchi;
– il materiale mobilizzato puo essere deposto anche molto lontano dal luogo di origine;
– ll’erosione
erosione superficiale comporta una perdita di suolo fertile volumetricamente molto consistente
ogni anno e ha quindi un notevole impatto alla scala del tempo umano;
– viene normalmente contrastata con l’utilizzo di metodi di controllo meccanici o biologici
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Calanchi, Bacino dell
dell’Imera
Imera - Sicilia
Calanchi, Monte dell’Ascensione - Marche
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Calanchi, Atri - Abruzzo
Calanchi Abbadessa (gessi) – Emilia Romagna
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Calanchi, Bacino dell
dell’Imera
Imera - Sicilia
Calanchi/colamenti, Monte dell’Ascensione, Marche
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Calanchi stabilizzati, Monte dell’Ascensione, Marche
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Biancane – Val dd’Orcia,
Orcia, Toscana
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Biancane – Val dd’Orcia
Orcia, Toscana
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Biancane - Basilicata
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Con il termine di frana si indicano fenomeni molto diversi di dimensioni molto variabili per i quali si
presenta talvolta una difficoltà di definizione. Molto semplicemente una frana può essere definita
come un movimento di masse provocato dalla gravita. Le evidenze geomorfologiche di una frana
sono costituite generalmente da una zona ripida posta ad una quota più alta (detta scarpata di frana),
frana)
che rappresenta il limite superiore di distacco delle masse rocciose, e una zona convessa nella parte
inferiore, che rappresenta l’accumulo dei frammenti rocciosi. L’accumulo può essere di dimensioni
molto varie: da pochi m3 di frammenti rocciosi caduti dalle pareti oppure di materiali argillosi
scivolati sul pendio, a miliardi di m3 di rocce, come nelle grandi frane quaternarie che hanno
interessato le Alpi.
Su questa catena montuosa la frana di maggiori dimensioni si ritiene sia quella di Flims in Svizzera,
poco a Ovest di Coira,
Coira il cui volume originario e valutato in 13 km3; il movimento si verifico circa
14˙000 anni fa, generando un accumulo in seguito ricoperto dal Ghiacciaio del Reno, come e
dimostrato dai numerosi erratici che ne coprono parzialmente la superficie.
In sintesi fra i fattori che determinano le condizioni di instabilita dei versanti, occorre distinguere
quelli che riguardano il versante stesso (il tipo di roccia o di detrito con le loro caratteristiche
meccaniche, la giacitura degli strati, l’inclinazione del pendio) da quelli che si possono attribuire a
cause esterne. Fra queste vi sono sicuramente la piovosita, l’erosione dovuta alle acque incanalate o
ruscellanti il crioclastismo,
ruscellanti,
crioclastismo i fenomeni sismici e vulcanici e infine,
infine ma non ultime,
ultime le attivita
antropiche
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Varnes (1978) e Cruden & Varnes (1997) propongono una classificazione che
si basa sia sul tipo di movimento che sul materiale roccioso coinvolto. In
relazione
l i
alla
ll tipologia
ti l i di movimento
i
t sii distinguono
di ti
cinque
i
classi
l
i principali
i i li
(crolli, ribaltamenti, scorrimenti – a loro volta suddivisi in traslativi e
rotazionali – espandimenti laterali e colamenti) a cui si aggiunge una sesta
classe (fenomeni complessi).
complessi)
Ognuna di queste sei classi è poi suddivisibile, sulla base del tipo di materiale
interessato dal processo franoso (roccia, detrito e terra,), in tre sottoclassi,
per un totale
t t l di 18 tipi
ti i possibili.
ibili
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Crolli: massa in movimento staccatasi da un versante invariabilmente molto ripido o
verticale, che si sposta prevalentemente nell’aria.
Ribaltamenti: il movimento ha luogo per l’esistenza di un momento ribaltante attorno ad un
punto di rotazione posto al disotto del baricentro della massa interessata. Si sviluppano
su versanti ripidi e il trasporto si ha nell’aria. Dopo il loro innesco, dal macereto di frana
diventa impossibile riconoscere un crollo da un ribaltamento; questi ultimi processi
possono riconoscersi solo durante la loro fase incipiente.
Scorrimenti: il movimento ha luogo lungo una o più superfici di taglio:
Scorrimenti traslativi: si ha uno scivolamento lungo un piano preesistente al movimento
franoso, quale una superficie di stratificazione o di frattura o di faglia o di scistosità ecc.;
Scorrimenti rotazionali: il movimento ha luogo lungo una o più superfici di taglio di
neoformazione
f
i
concave, e consiste
i t nella
ll rotazione
t i
di una massa rocciosa
i
che
h sii realizza
li
attorno ad un punto posizionato al di sopra del baricentro della stessa massa.
Colamenti: movimenti simili a quelli dei fluidi viscosi.
Espandimenti laterali: movimenti diffusi in una massa rigida fratturata,
fratturata legati a prevalenti
forze di trazione; non si riconosce né una superficie basale di scorrimento né una zona di
deformazione plastica ben definita.
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Fenomeni Complessi: il movimento risulta dalla combinazione di due o più tipi principali
sopra descritti.
d
i i
colamenti lenti - movimenti generalmente a bassa velocità, che coinvolgono terreni ad
elevato contenuto argilloso e basso contenuto d’acqua (in versanti non molto ripidi)
colamenti
l
ti rapidi
idi - movimenti
i
ti a velocità
l ità generalmente
l
t elevata
l
t che
h interessano
i t
perlopiù
l iù
terreni sciolti in presenza di un significativo contenuto d’acqua.
Sprofondamenti - si verificano per il crollo della volta di una cavità sotterranea, antropica
o naturale,
naturale che abbia risentimento a piano campagna.
campagna Si producono in superficie strutture
tipiche chiamate camini di collasso (sinkhole).
DGPV (Deformazione Gravitativa Profonda di Versante)- Movimento di massa molto
complesso che si attua attraverso una deformazione perlopiù lenta e progressiva della
massa rocciosa,
i
senza che
h siano
i
apprezzabili
bili superfici
fi i di rottura
tt
continue.
ti
d ll’
dell’ammasso
roccioso che porta al collasso di parti di questo.
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Frana di crollo – Castellaro, Liguria, 2008
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Frana di crollo – Colorado,, USA
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Ribaltamento - Canada
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Frana di scorrimento rotazionale – Murazzano, Piemonte
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S
Scorrimento
i
t rotazionale
t i l - Fonte
F t delle
d ll Mattinate
M tti t (Colfiorito)
(C lfi it )
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Frana di scorrimento traslativo – Romania
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La Conchita, California. This landslide and debris flow
occurred in the spring of 1995. Many people were
evacuated because of the slide and the houses nearest the
slide were completely destroyed. Fortunately, no one was
killed or injured. Photograph by R.L. Schuster, U.S.
Geological Survey.
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La Conchita,
L
C hit C
California,
lif i ground-level
d l l view,
i
looking
l ki ddown a road,
d ttowards
d the
th toe
t off the
th slide.
lid
Photograph by R.L. Schuster, U.S. Geological Survey.
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Earth flow
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Valtellina,
northern
Italy,
september 1992.
A debris flow that occurred
during a great rainfall event on a
large debris fan
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Fenomeno di colamento -Thistle,
Thistle Utah - USA
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Fire-related debris flows from Storm King Mountain, near Glenwood Springs, Colorado. A very hot and fastmoving wildfire in July of that year on the slopes of Storm King Mountain denuded the slopes of vegetation. An
i t
intense
rainstorm
i t
generated
t d debris
d b i flows
fl
from
f
material
t i l on the
th burned
b
d hillslopes
hill l
andd in
i the
th channels
h
l between
b t
hills.
hill
Photograph by Jim Scheidt, Bureau of Land Management.
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