ANALISI MORFOMETRICA DEI PRINCIPALI CANYON

La “morfometria” ha come oggetto la misura delle forme, ossia delle caratteristiche geometriche del rilievo o di qualsiasi elemento naturale (Strahler, 1958).

L’analisi morfometrica applicata allo studio di reticoli idrografici rappresenta un valido strumento per analizzare in modo quantitativo (mediante una serie di parametri statistici) alcune caratteristiche di un reticolo idrografico quali geometria ed organizzazione allo scopo di individuarne i processi evolutivi che lo hanno originato. In particolare, in questa tesi, lo studio morfometrico è stato applicato allo scopo di capire se i numerosi canyon che si osservano nell’offshore etneo abbiano subito un certo controllo tettonico da parte di preesistenti lineamenti strutturali.

Tale studio si basa sui modelli di Horton (1945) e Strahler (1958) che sono stati tra i pionieri in questo campo, applicando i primi studi di carattere statistico-matematico ai reticoli idrografici.

Sebbene tali modelli siano stati formulati per un’analisi dei reticoli idrografici subaerei, si è tentato, in via del tutto sperimentale, di applicarli anche in ambiente sottomarino, nel tentativo di provare a dare un significato all’organizzazione dei vari canyon dell’area analizzata.

L'analisi morfometrica si basa sulla gerarchizzazione delle aste di un bacino, in base al modello di Horton-Strahler, attribuendo un preciso ordine gerarchico (U) a ciascun segmento che compone il reticolo idrografico. Si definiscono come aste di I ordine tutti quei rami che non presentano affluenti, di II ordine le aste nate dalla confluenza di due aste di I ordine, aste di III ordine quelle date dall'incontro di due aste di II ordine e così via, fino alla completa gerarchizzazione del bacino. Quando un'asta di un ordine confluisce in quella di un ordine gerarchicamente superiore (ad esempio un'asta di I ordine in un segmento di III ordine), non ne modifica l'appartenenza gerarchica, ma rappresenta un’anomalia. Un bacino risulta perfettamente gerarchizzato quando tutte le aste di un ogni ordine confluiscono sempre in aste di ordine immediatamente superiore (tutte le aste di I ordine nel II, tutte quelle di II nel III e così via). Al termine di un simile processo si può procedere all'individuazione di un'asta principale, di ordine massimo (collettore principale), che caratterizza l'ordine del bacino.

- RAPPORTO DI BIFORCAZIONE (o di Confluenza) (Rb): Rb = Nu/ (Nu + 1)

Rapporto di Biforcazione del bacino considerato: Rb^= Rb(1-2) + Rb (2-3) + Rb (3-4) + Rb (n -n+1)/n

Il Rapporto di Biforcazione indica la media dei rapporti tra il numero di segmenti di un dato ordine Nu e il numero dei segmenti dell’ordine immediatamente superiore (Nu+1) Il valore 2 è il minimo teorico e corrisponde ad un reticolo perfettamente gerarchizzato (difficilmente riscontrabile in natura). Valori normali sono compresi tra 3 e 5. Per Rb>5 si ha una rilevante disorganizzazione del reticolo con presenza di molte anomalie; questi casi sono riscontrabili in zone in cui la tettonica è particolarmente attiva e in il reticolo tende a svilupparsi una fitta rete di drenaggio superficiale. Per tali valori si può ipotizzare, con ragionevolezza, un controllo di tipo strutturale. Quanto più Rb è elevato, tanto più il reticolo è disorganizzato.

- RAPPORTO DI BIFORCAZIONE DIRETTO (Rbd): Rbd = Nud/(Nu+1):

Nud: numero di aste di ordine u che confluiscono in un'asta di ordine immediatamente superiore u+1.

Rbd non può essere mai maggiore di Rb. Il minimo teorico è pari a 2.

- INDICE DI BIFORCAZIONE (R):

tenendo conto contemporaneamente dei valori di tutti i parametri.

Sulla base della forma del reticolo e del grado di organizzazione delle aste al suo interno si è cercato di classificare i vari reticoli idrografici dei canyon.

Esiste una nomenclatura di classificazione dell'idrografia superficiale in base al disegno, alla densità e al tipo di confluenza delle linee di impluvio che determinano una configurazione detta pattern.

I principali tipi di patterns sono:

• Dendritico: di forma arborescente sviluppatesi uniformemente in ogni direzione, con un canale principale che si suddivide in rami via via meno importanti procedendo verso monte; è tipico di terreni omogenei e a limitata acclività.

• Subdendritico: si differenzia dal precedente per la direzione preferenziale ad andamento più o meno parallelo di alcuni rami; indica un certo controllo tettonico di un sistema di fratture più o meno parallele.

• Pinnato: si caratterizzato da una esigua lunghezza dei collettori secondari; è tipico di terreni omogenei e a morfologia pianeggiante.

• Divergente: da un ramo principale si dividono più collettori e da questi altri rami secondari, a formare un ventaglio; caratterizza i delta e le conoidi.

• Convergente: al contrario del precedente, mostra una serie di rami che si dirigono verso uno stretto tratto di confluenza; caratterizza terreni a sensibile acclività.

• Parallelo: è costituito da collettori subparalleli fra loro; caratterizza terreni con un controllo strutturale di fratture subparallele e a sensibile acclività.

• Angolato: mostra una ramificazione con due direzioni prevalenti; indica un controllo strutturale di due fasci di faglie, fratture o discontinuità litologiche.

• Centrifugo o Radiale: i collettori si irradiano da un'area, che può costituire un cono vulcanico, un duomo tettonico, una cupola diapirica, ecc.

• Centripeto: al contrario del precedente i collettori si dirigono a raggiera verso una stessa area depressa.

• Anulare: le aste mostrano in prevalenza andamenti concentrici; si forma su rilievi pseudoconici a gradinata, determinata da alternanze di litotipi a diversa erodibilità.

• Meandriforme: ad associazioni di anse regolari più o meno simili fra loro; caratteristici, ma non esclusivi, di aree pianeggianti.

A titolo di esempio si riportano in fig. 5.2 alcuni di tipi di reticoli idrografici

Fig. 5.2 Alcuni tipi di reticoli idrografici che caratterizzano i bacini subaerei

Altro parametro morfologici utilizzato in questa analisi è la frequenza di drenaggio che dipende dalla spaziatura tra gli alvei principali e quelli di 1° ordine, che fornisce indicazioni in merito al grado di erodibilità del substrato; maggiore è la frequenza di drenaggio maggiore sarà l’erodibilità del substrato.

La procedura che ha permesso di individuare le aste all’interno di ogni singolo bacino è stata realizzata servendosi dell’analisi di carte delle pendenze, carte ombreggiare secondo diverse direzioni e prospettive 3D.

Tuttavia occorre precisare tale analisi i dati da essi estrapolati, sono il risultato delle interpretazioni soggettive dell’operatore.

Di seguito verranno riportate le analisi morfometriche realizzate sui principali canyon dell’offshore etneo e cioè, da nord verso sud: Valle di Fiumefreddo, Canyon di Riposto, Canyon di Acireale e Canyon di Catania.

CENTRIPETO PARALLELO RADIALE