I pilastri della terra
Processi di dilavamento
A causa delle precipitazioni, i versanti posso essere soggetti a importanti processi di dilavamento. Tra questi, ad esempio, troviamo vari tipi di erosione:
– da pioggia battente (splash erosion)
– areale (sheet erosion)
– a rivoli (rill erosion)
– a solchi (gully erosion)
– ecc.
Tali processi sono responsabili della rimozione e asportazione di notevoli quantità di sedimento che porta alla definizione del fenomeno di denudamento dei versanti (Fig.1).
Figura 1 – Denudamento dei versanti. Forme di erosione presenti a Belvedere M.mo (CS).
A condizionare l’entità dello scorrimento e le forme di modellamento dei versanti vi sono dei fattori che si aggiungono a tali processi tra cui:
- clima (intensità delle precipitazioni e durata, temperatura);
- movimento delle acque ruscellanti (laminare o turbolento);
- caratteristiche del suolo/terreno/roccia in superficie (litologia; dimensioni granulometriche, coesione, grado di cementazione; permeabilità);
- topografia e morfologia dei versanti (pendenza e lunghezza dei versanti);
- copertura vegetale (densità e tipo);
- azione dell’uomo (irrigazione, disboscamento)
Piramidi o pilastri della terra
Tra le forme di erosione legate alle acque dilavanti vi sono le “Piramidi di terra” o “Pilastri della terra” (Earth pillars). Esse sono costituite da rocce detritiche costituite da blocchi litoidi immersi in una matrice di sedimento più fine. Dunque tali formazioni sono costituite da una vasta eterogeneità granulometrica e litologica ossia ghiaia, sabbia, limo e argilla (Fig.2).
Figura 2 – Pilastri di terra di Belvedere M.mo (CS). Si noti l’eterogeneità granulometrica.
Come si formano?
Quando le acque scorrono nel terreno non ancora incanalate in rills (rivoli), erodono facilmente il sedimento fine senza apportare nessun particolare effetto ai blocchi litoidi. Questi risultano essere competenti e resistenti all’erosione: sono, infatti, in grado di proteggere il sedimento più fine sottostante (fungendo da vero e proprio ombrello) mentre quello circostante viene dilavato ed eroso. Il protarsi ed il ripetersi dei processi di dilavamento porterà, infine, alla formazione di numerosi “pilastri” di materiale fine alla cui estremità superiore vi saranno ciottoli e blocchi che ne costituiscono il cappellaccio (cap-stone) (Fig.3).
Figura 3 – Erosione a “canna d’organo” in loc. Santa Litterata, Belvedere M.mo (CS). Si noti come il cap-stone in cima funga da protezione.
Scalzamento al piede
Queste forme di erosione sono effimere in quanto possono subire scalzamento al piede da parte delle acque: la matrice fine che sostiene i blocchi grossolani viene via via rimossa pertanto le piramidi/pilastri, assottigliandosi progressivamente non saranno più in grado di sostenere il cappellaccio di protezione sovrastante e di conseguenza crolleranno (Fig.4).
Figura 4 – Frane coperte da vegetazione lungo i terrazzi fortemente incisi sabbioso-conglomeratici, presso Belvedere M.mo (CS).
Aspetti geotecnici
I fenomeni di instabilità che si verificano in tali depositi risultano fortemente condizionati dal grado di acclività dei versanti e dalle caratteristiche fisico-meccaniche dei litotipi affioranti. Inoltre, un altro fattore che contribuisce ad influenzare il grado di instabilità è la permeabilità dei terreni.
In particolare, considerando l’alternanza di orizzonti caratterizzati da componenti granulometriche fortemente variabili (si veda Fig.2), si ritiene necessario evidenziare il differente comportamento fisico-meccanico-idrogeologico che assumono tali orizzonti nel generare le peculiari forme di erosione precedentemente descritte.
Gli orizzonti litologici caratterizzati da componenti granulometriche prevalentemente fini (nel caso in studio: sabbie fini, limi e, raramente, argille) assumono una bassa permeabilità per porosità primaria, dovuta sostanzialmente alla ridotta dimensione degli spazi intergranulari. Tale caratteristica, unitamente all’elevata acclività, rende estremamente difficile l’infiltrazione delle acque di precipitazione, favorendo invece il ruscellamento, con conseguente asportazione del materiale fine non litificato. Bisogna, inoltre, considerare che il ridotto contributo delle acque d’infiltrazione genera, negli strati più superficiali non litificati, un aumento della plasticità e, nel caso di persistenti fenomeni pluviometrici, un aumento del grado di liquidità con conseguente innesco di fenomeni di instabilità.
Gli orizzonti non litificati o debolmente cementati, caratterizzati da componenti granulometriche medio-grossolane (sabbie, ghiaie e ciottoli) sono dotati di una medio-elevata permeabilità per porosità. La circolazione idrica sotterranea, compatibilmente con il grado di acclività, avviene prevalentemente nelle ampie interconnessioni tra i granuli. Tali litotipi assumono una medio-alta resistenza alla rottura, garantita da valori dell’angolo d’attrito ben superiori ai 35°-38°.
Gli orizzonti litoidi (arenarie e conglomerati) assumono un comportamento completamente differente, sia la permeabilità che la stabilità del fronte dipendono dal grado di fratturazione, dalla geometria delle fratture e dalla cementazione della roccia.
Un’attenta valutazione del grado di stabilità di tali versanti dipende principalmente da grado di conoscenza della geometria degli orizzonti litologici presenti e, soprattutto, dalle loro caratteristiche fisico-meccaniche.
Software e Geoapp
In tali scenari risulta di fondamentale importanza valutare accuratamente il grado di stabilità del versante attraverso software specifici quali:
Slope – Stabilità dei pendii: software che consente di effettuare la verifica di stabilità dei pendii in terreni sciolti o rocciosi con i metodi tradizionali della geotecnica (Equilibrio limite), ed il metodo ad Elementi Discreti con il quale è possibile conoscere gli spostamenti del pendio ed esaminare la rottura progressiva. In condizioni sismiche esegue sia l’analisi statica che dinamica.
La veridicità dei dati ottenuti dal programma di stabilità dipende in modo sostanziale dall’accuratezza dei parametri caratteristici dei terreni coinvolti. Pertanto, per affrontare un’accurata verifica di stabilità risulta necessario eseguire prove geotecniche mirate alla conoscenza delle caratteristiche fisico-meccaniche dei litotipi interessati.
Tra le app disponibili sul Portale delle Geoapp (servizio disponibili per effettuare calcoli on-line) da poter utilizzare per l’argomento di cui sopra, vi sono ad esempio:
Bibliografia e ringraziamenti
Fairbridge R.W. (1968) – Earth pillars or pyramids. In: Geomorphology. Encyclopedia of Earth Science. Springer, Berlin, Heidelberg.
Gutiérrez F., Gutiérrez M., Martín-Serrano Á. (2014) The Geology and Geomorphology of Spain: A Concise Introduction. In: Gutiérrez F., Gutiérrez M. (eds) Landscapes and Landforms of Spain. World Geomorphological Landscapes. Springer, Dordrecht.
Si ringraziano i fotografi C. Grosso Ciponte e M.A. Lancellotta per le foto riportate in questo articolo.
