Slope tectonics in Appennino: rinvenuto il primo caso di una basal shear zone in una deformazione gravitativa profonda di versante

diluzio1.jpg 28 Aprile 2022

Slope tectonics in Appennino: rinvenuto il primo caso di una basal shear zone in una deformazione gravitativa profonda di versante

Scritto da Redazione IGAG -News

Con il termine “Slope Tectonics” (Jabeyodoff et al., 2011) si intende la genesi di deformazioni indotte in versanti rocciosi per effetto principalmente della gravità e che possono presentare caratteristiche simili alle strutture di origine tettonica. Tra i principali temi della Slope Tectonics assume particolare rilievo lo studio delle DGPV (Deformazioni Gravitativa Profonde di Versante) o DSGSDs (Deep-Seated Gravitational Slope Deformations). Si tratta di processi deformativi molto lenti, con strain rates costanti e dell’ordine di pochi mm/y e dislocazioni ridotte (creep), ma che possono arrivare ad interessare interi versanti montuosi con aree in deformazione estese fino a diversi km2 (e.g. Discenza & Esposito 2021).

Nel contesto dell’Appennino centrale, nelle ultime due decadi nuove ricerche hanno segnalato e analizzato numerosi processi di DGPV (e.g. Di Luzio et al., 2004; Discenza et al., 2011; Moro et al., 2012; Gori et al., 2014; Della Seta et al., 2017, Esposito et al 2021). L’aumento delle conoscenze ha aperto nuovi interrogativi riguardo la cinematica di questi processi, l’interazione con gli elementi tettonici legati alla compressione neogenica e ai processi estensionali Plio-quaternari e, infine, la loro frequenza e distribuzione regionale.

Il presente lavoro, nato dalla collaborazione tra CNR-IGAG, Università “Sapienza” di Roma, Università “Federico II” di Napoli e la società Geoservizi s.r.l., offre un ulteriore e originale contributo allo studio delle DGPV appenniniche. Viene segnalata infatti, per la prima volta, la presenza sul terreno di una basal shear zone (BSZ), ovvero una zona di transizione che permette lo svincolo cinematico tra un volume roccioso interessato da una DGPV e un substrato stabile. La BSZ di Luco dei Marsi (AQ) appare come una fascia cataclastica spessa diversi metri e a geometria sub-orizzontale, debolmente immergente verso la piana del Fucino. Sottende un versante carbonatico (a struttura anticlinalica) interessato da una deformazione estesa per circa 4 km2, all’interno della quale si riconoscono i classici elementi geomorfologici riconducibili alle DGPV: downhill e uphill-facing scarps, top-ridge depressions, gravitational grabens e trenches nella parte medio-alta del versante; bulge, shear planes e processi franosi nel settore pedemontano.

Tramite l’elaborazione e l’analisi di dati e serie interferometriche (ERS 1-2, ENVISAT, COSMOSkyMed, SENTINEL 1), estesi su un intervallo temporale di 30 anni, si é potuta stimare l’attività recente della DGPV di Luco dei Marsi caratterizzata da un tasso deformativo di circa 1,5 mm/y. La sua origine é stata ricostruita invece tramite un modello concettuale dell’evoluzione morfotettonica del locale sistema versante-fondovalle, governata dalle fasi erosive e deposizionali quaternarie e dallo sviluppo, nel Pleistocene superiore, delle faglie che bordano il margine occidentale della piana del Fucino, responsabili del detensionamento della struttura. Dal modello e dalle evidenze di terreno si evince che solo alcune componenti della deformazione gravitativa si svilupparono in corrispondenza di strutture tettoniche ereditate mentre altre, inclusa la BSZ, possono essere considerate come elementi di neoformazione, dando così corpo al significato del termine “Slope Tectonics”.

Infine, vanno ricordate le possibili applicazioni dello studio delle DGPV relativament ai rischi geologici. Alla scala del versante questi processi possono evolvere in frane catastrofiche (Bianchi Fasani et al., 2014) o essere accompagnati da instabilità locali (Di Luzio et al., 2021). Allo stesso tempo, la distribuzione regionale delle DGPV andrebbe considerata per la pianificazione territoriale laddove infrastrutture e servizi da realizzare (strade, viadotti, gallerie, etc.) potrebbero localizzarsi in aree interessate da diffusa instabilità.

Riferimenti articolo:

Di Luzio, E, Discenza, M.E., Di Martire, D., Putignano, M.L., Minnillo, M., Esposito, C., Scarascia Mugnozza, G., 2022. Investigation of the Luco dei Marsi DSGSD revealing the first evidence of a basal shear zone in the central Apennine belt (Italy). Geomorphology, 408, 108249.
https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108249

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Affioramento della basal shear zone (BSZ) nel settore meridionale della DGPV di Luco dei Marsi.
Affioramento della basal shear zone (BSZ) nel settore meridionale della DGPV di Luco dei Marsi.

Carta inventario degli elementi geomorfologici riconducibili alla DGPV di Luco dei Marsi e dei principali elementi tettonici.
Carta inventario degli elementi geomorfologici riconducibili alla DGPV di Luco dei Marsi e dei principali elementi tettonici.

Carta del tasso di dislocazione medio per: a) la costellazione COSMO-SkyMed (intervallo 2011–2014), orbita discendente; b) la costellazione SENTINEL-1 (intervallo 2016–2019), orbita discendente.
Carta del tasso di dislocazione medio per: a) la costellazione COSMO-SkyMed (intervallo 2011–2014), orbita discendente; b) la costellazione SENTINEL-1 (intervallo 2016–2019), orbita discendente.

Riferimenti bibliografici:

Bianchi Fasani, G., Di Luzio, E., Esposito, C., Evans, S.G., Scarascia Mugnozza, G., 2014. Quaternary, catastrophic rock avalanches in the Central Apennines (Italy): relationships with inherited tectonic features, gravity-driven deformations, and the geodynamic frame. Geomorphology 211, 22–42. https://doi.org/ 10.1016/j.geomorph.2013.12.027

Di Luzio, E., Saroli, M., Esposito, C., Bianchi Fasani, G., Cavinato, G.P., Scarascia Mugnozza, G., 2004. Influence of structural framework on mountain slope deformation in the Maiella anticline (Central Apennines, Italy). Geomorphology 60, 417–432. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2003.10.004

Di Luzio, E., Schilirò, L., Gaudiosi, I., 2021. Cultural Heritage and Rockfalls: Analysis of Multi-Scale Processes Nearby the Lucus Angitiae Archaeological Site (Central Italy). Geosciences, 11(12), 1-21. https://doi.org/10.3390/geosciences11120521

Della Seta, M., Esposito, C., Marmoni, G.M., Martino, S., Scarascia Mugnozza, G., Troiani, F., 2017. Morpho-structural evolution of the valley-slope systems and related implications on slope-scale gravitational processes: new results from the Mt Genzana case history (Central Apennines). Geomorphology 289, 60–77. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2016.07.003.

Discenza, M.E., Esposito, C., 2021. State-of-art and remarks on some open questions about DSGSDs: hints from a review of the scientific literature on related topics. Ital. J. Eng. Geol. Environ. 21 (1), 31–59. https://doi.org/10.4408/IJEGE.2021-01.O-03.

Discenza, M.E., Esposito, C., Martino, S., Petitta, M., Prestininzi, A., Scarascia Mugnozza, G., 2011. The gravitational slope deformation of Mt. Rocchetta ridge (central Apennines, Italy): geological-evolutionary model and numerical analysis. Bull. Eng. Geol. Environ. 70 (4), 559–575. https://doi.org/10.1007/s10064-010-0342-7.

Esposito, C., Di Luzio, E., Baleani, M., Troiani, F., Della Seta, M., Bozzano, F., Mazzanti, P., 2021. Fold architecture predisposing deep-seated gravitational slope deformations within a flysch sequence in the Northern Apennines (Italy). Geomorphology, 380, 107629. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107629.

Gori, S., Falcucci, E., Dramis, F., Galadini, F., Galli, P., Giaccio, B., Messina, P., Pizzi, A., Sposato, A., Cosentino, D., 2014. Deep-seated gravitational slope deformation, largescale rock failure, and active normal faulting along Mt. Morrone (Sulmona basin, central Italy): geomorphological and paleoseismological analyses. Geomorphology, 208, 88–101. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2013.11.017.

Jaboyedoff, M., Crosta, G.B., Stead, D., 2011. Slope tectonics: a short introduction. Geological Society, London, Special Publications, 351, 1-10. https://doi.org/10.1144/SP351.1

Moro, M., Saroli, M., Gori, S., Falcucci, E., Galadini, F., Messina, P., 2012. The interaction between active normal faulting and large-scale gravitational mass movements revealed by paleoseismological techniques: a case study from central Italy. Geomorphology 151-152, 164–174. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.01.026.