Conoide di deiezione
In sedimentologia e geomorfologia, si definisce conoide di deiezione (o conoide alluvionale, cono o ventaglio alluvionale) un oggetto geologico costituito da un accumulo di sedimenti clastici [1] con forma caratteristica a ventaglio, formato da un corso d’acqua a regime torrentizio allo sbocco di una valle montana in una pianura o in una valle più grande, quando la corrente fluviale rallenta e si espande improvvisamente per una brusca diminuzione della pendenza topografica e per il venir meno del confinamento laterale. Questo tipo di accumulo costituisce un ambiente sedimentario in cui la sedimentazione è controllata da correnti fluviali ad elevata velocità a causa degli alti gradienti topografici comunque in gioco, ed è caratterizzato da un reticolo idrografico di tipo intrecciato (o braided) [2]. I sedimenti di conoide di deiezione rientrano nella categoria dei sedimenti alluvionali, o alluvium.
Descrizione
Le conoidi alluvionali[3] sono situate tipicamente nella fascia di raccordo tra la montagna e la pianura, la cosiddetta fascia pedemontana, o dello sbocco di valli laterali tributarie di una valle più importante, di origine fluviale o glaciale. Una conoide alluvionale isolata assume in pianta una configurazione semicircolare determinata dall’espansione libera dei detriti che la compongono a partire da un singolo punto di entrata (entry point) della corrente, con il vertice (apice) all’uscita della valle. Una conoide parzialmente confinata dalla valle che la origina avrà un aspetto più triangolare. È però più frequente che le conoidi si uniscano e si giustappongano lateralmente (conoidi coalescenti), a formare una fascia più o meno continua di detrito in cui sono riconosscibili talora solamente gli apici superiori (triangolari) dei singoli corpi. Il raggio delle conoidi è molto variabile: da qualche centinaio di metri a diverse decine di chilometri, in funzione principalmente della portata del corso d’acqua che origina la conoide, della superficie del bacino idrografico alle sue spalle, dei gradienti topografici in gioco e delle caratteristiche climatiche (aride o umide) del territorio.
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Le conoidi sono caratterizzate dalla diminuzione da monte a valle della granulometria dei sedimenti, determinata dalla perdita graduale di energia (e quindi capacità di carico) della corrente per il diminuire della velocità: i sedimenti più grossolani (ghiaie e sabbie grossolane) tendono a deporsi nella zona apicale dell’edificio della conoide, mentre sedimenti via via più fini (sabbie medie, fini, silt e argilla) si depongono verso il piede (o unghia) della conoide. Ne risulta un profilo complessivamente concavo verso l’alto del corpo di conoide. L’inclinazione del profilo della conoide è quindi molto variabile, in funzione della granulometria dei sedimenti, anche se raramente la pendenza massima supera i 10°. La superficie di una conoide è caratterizzata da un reticolo idrografico a configurazione radiale e centrifuga, che si espande a partire dall’apice e, come già accennato, è di tipo intrecciato. I sedimenti di conoide si raccordano gradualmente nella parte distale con sedimenti di pianura alluvionale.
Una conoide alluvionale può terminare, nella sua parte distale, in un bacino lacustre o marino: in questo caso l'interazione delle correnti fluviali con una massa d'acqua stazionaria dà origine ad un vero e proprio edificio deltizio, che si definisce delta-conoide (fan delta).
La variazione granulometrica lungo il corpo delle conoidi causa (soprattutto in clima umido) l'accumulo di acqua nella parte superiore della conoide stessa, grazie alla maggiore permeabilità dei sedimenti ghiaioso-sabbiosi, con formazione di una falda acquifera il cui deflusso verso il basso è impedito od ostacolato dalla minore permeabilità dei sedimenti fini di conoide distale o di piana alluvionale. Per questo, sovente le conoidi costituiscono riserve idriche di notevole importanza.
Ambiente sedimentario
Materiali e processi
I processi fisici e i meccanismi di sedimentazione sono di due tipi principali, in relazione con la disponibilità di acqua corrente di origine meteorica e quindi con il clima:
- correnti fluviali: tipiche di climi temperato-umidi, ma presenti anche in climi semiaridi caratterizzati da precipitazioni stagionali; il flusso è di tipo turbolento, caratteristico dei fluidi a bassa densità e viscosità; le velocità in gioco variano da pochi decimetri al secondo ad alcuni metri al secondo (fino a una decina di metri al secondo in casi eccezionali). Sono suddivisibili ulteriormente in base alla modalità di scorrimento delle acque:
- flusso incanalato (stream flood): contenuto nell’ambito di un canale fluviale; sono eventi dotati di una certa continuità temporale: perenni o comunque con durata relativamente lunga (giorni, settimane, mesi) e regime abbastanza regolare;
- flusso libero o lama di piena (sheet flood; flash flood): eventi brevi e violenti (ore o al più giorni).
- colate: tipiche di climi semiaridi e aridi caratterizzati da precipitazioni brevi e violente (temporali). In questi casi, l’acqua meteorica si infiltra velocemente nei sedimenti asciutti entro il canyon a monte della conoide, diminuendo la coesione tra le particelle e i granuli componenti, e ne provoca il movimento in massa. Il flusso è laminare, tipico dei fluidi ad alta densità e viscosità. Si tratta di masse in movimento con una densità intorno a 2.0-2.4 grammi al centimetro cubico e velocità da 1 a 3 metri al secondo (fino a 5 metri al secondo in casi eccezionali), molto pericolose sia per le persone che per opere e costruzioni. Sono suddivisibili a seconda del materiale disponibile:
- colate di fango (mud flow), in cui il sedimento è principalmente argilla;
- colate di sabbia (sand flow), in cui il sedimento è sabbia con una elevata frazione di fango;
- colate di detrito (debris flow), in cui il materiale in gioco è una mescolanza di fango e detriti (clasti) di varia granulometria.
I depositi da corrente si distinguono per buona selezione del sedimento e per la presenza di strutture sedimentarie quali laminazioni, gradazioni dirette (diminuzione della granulometria del sedimento dal basso verso l’alto, per graduale abbandono del canale e diminuzione della velocità della corrente). Vi è inoltre una stratificazione più o meno definita, di solito di tipo lenticolare più che tabulare, e sono comuni le superfici erosive alla base degli strati sabbiosi e ghiaiosi (le correnti fluviali sono in grado di erodere, cioè asportare) parte del sedimento preesistente). I margini dei singoli corpi deposizionali sono sfumati, perché si ha una certa continuità di azione delle correnti, sia pure con pulsazioni.
I depositi di colata sono mal selezionati, con molto fango infiltrato negli interstizi dell’eventuale sedimento più grossolano, privi di organizzazione interna (caotici o massivi.[4]), oppure con una rozza gradazione inversa (in cui i clasti più grandi sono nella parte alta del deposito, perché tendono a “galleggiare” nella massa in movimento). Nei depositi di colata, inoltre, i margini dei singoli corpi deposizionali sono netti e non si hanno superfici erosive poiché questi flussi sono plastici, e tendono ad adattarsi alla morfologia preesistente; inoltre l’acqua presente allo stato libero (non confinata entro entro gli interstizi del sedimento) è troppo scarsa per produrre una corrente in grado di erodere.
Morfologia e sedimentazione
La conoide è suddivisibile in tre settori:
- Settore apicale: contiene il canale principale, continuazione del corso d’acqua incassato nella valle fluviale che origina la conoide stessa; in questa zona tendono a prevalere fenomeni erosivi, e il canale principale è di solito fortemente inciso nei depositi di conoide; nel settore apicale si raggiunge il gradiente topografico più elevato, con pendenze anche prossime ai 10° e oltre. I sedimenti sono grossolani e poco selezionati (ghiaie e sabbie, con massi trascinati dal corso d’acqua nei periodi di piena).
- Settore intermedio: in questa parte della conoide il canale principale si ramifica in canali distributori con configurazione radiale; i canali sono sempre meno incisi procedendo verso la base (o piede) della conoide. A monte di questa fascia il torrente tende ad incidere il sedimento, mentre a valle prevale la sedimentazione: la zona intermedia è quindi una stretta fascia di equilibrio tra erosione e sedimentazione, che si esprime come non-deposizione di sedimenti.
- settore esterno: caratterizzato da pendenze molto basse (pochi gradi), e dai sedimenti più fini, che si raccorda gradualmente con la pianura o la valle principale.
Queste fasce tendono nel tempo a migrare longitudinalmente a seconda delle variazioni di portata del torrente: se questa aumenta, la fascia soggetta ad erosione si estende verso valle e altre di conseguenza, quindi la conoide tende a deporre sedimenti più all’esterno e a progradare sui sedimenti di piana alluvionale. Se la portata diminuisce, la fascia soggetta ad erosione si sposta verso l’alto e la conoide tende quindi a regredire.
Queste variazioni possono essere stagionali, ma anche a più lungo termine, seguendo variazioni climatiche con periodicità maggiori, fino all’ordine dei cicli di Milankovitch (da decine a centinaia di migliaia di anni). Per questo una conoide che appare stabilizzata e colonizzata dalla vegetazione può essere riattivata bruscamente nella sua dinamica erosiva e deposizionale in periodi particolarmente piovosi o per opera di una piena eccezionale[5], con fenomeni di dissesto idrogeologico di varia entità.
I sub-ambienti nell'ambito di una conoide sono essenzialmente due:
- canali; caratterizzati da sedimenti ghiaioso-sabbiosi mal stratificati nella parte prossimale della conoide; da barre con orientazione prevalentemente longitudinale nella parte intermedia e da barre tendenzialmente trasversali nella parte distale, con laminazione interna incrociata. Le strutture sedimentarie sono del tutto simili a quelle riscontrabili nei sistemi di pianura alluvionale di tipo intrecciato.
- aree di intercanale; costituite dai depositi inattivi tra i canali e dalle barre emerse; sono aree raggiunte solamente in regime di piena (lama di piena).
Di norma, solo una parte del reticolo idrografico è attiva (effettivamente sede di correnti fluviali) in un determinato momento. I canali distributori tendono però a migrare lateralmente nel tempo, ed è questo processo a "costruire" gradualmente l'edificio semicircolare della conoide. Questo fenomeno di diversione[6] fluviale avviene generalmente in fase di piena, e può essere agevolato dalla presenza nella parte distale della conoide di opere di origine antropica (argini, restringimenti dell'alveo del corso d'acqua principale, presenza di abitati) che ostacolano il deflusso delle acque, con ovvie ripercussioni sulla parte eventualmente antropizzata[7] del deposito.
Note
- ^ Depositi composti da frammenti (clasti) di rocce e sedimenti preesistenti, sottoposti ad erosione e trasporto per opera degli agenti atmosferici.
- ^ Tipo di reticolo idrografico in cui un singolo corso d’acqua è suddiviso in diversi canali secondari che si separano e si ricongiungono a più riprese formando isole fluviali.
- ^ Nella letteratura geologica in lingua italiana il termine “conoide” è utilizzato propriamente al femminile (la conoide; le conoidi); i termini "cono" e "ventaglio" vanno usati ovviamente al maschile.
- ^ Per caotico in genere si intende un deposito composto da elementi di dimensioni e/o composizione molto diverse, in cui le relazioni tra gli elementi componenti sono puramente casuali e non hanno alcun tipo di ordine derivato dal processo deposizionale; con il termine massivo si intende un deposito abbastanza omogeneo come composizione (in qualche caso anche come dimensioni dei clasti), ma del tutto privo di strutture interne.
- ^ Per piena eccezionale si deve intendere un fenomeno che ha semplicemente una ciclicità a lungo termine, con un “tempo di ritorno” molto lungo in rapporto all’esperienza e alla memoria umana. Un esempio tipico di questo fenomeno è la riattivazione (catastrofica per le opere e le comunità umane) di numerose conoidi di deiezione in Valtellina, durante l’alluvione del 1987. Alcune di queste conoidi erano considerate talmente stabili da essere sede di abitati di età pluri-secolare, come quello di Tartano.
- ^ Cambiamento di direzione.
- ^ Sede di presenza stabile e/o attività umana.
Bibliografia
Collegamenti esterni
- Conoide del Torrente Tartano (Valtellina) - esempio di analisi del dissesto e del rischio idrogeologico.
