Effetto topografico di gravità

Dopo aver immesso nel software i limiti della regione di studio e preparato le griglie della topografia richieste dal codice del programma TTC (Forsberg et al., 1984), il calcolatore produce il file con l’effetto di gravità della topografia. Esso è stato computato considerando una densità media paria a 2670 kg/m³. Per le aree oceaniche viene considerato il valore di

-1640 kg/m³

ricavato dal contrasto di densità medio tra la densità dell’acqua salata (1030 kg/m3

) e la crosta (2670 kg/m³) . Il segnale viene computato su una griglia dove ad ogni nodo viene associato il contributo delle masse discretizzate. Al fine di evitare gli effetti di bordo, il programma richiede in input di definire due regioni in modo tale che la griglia creata per modellizzare la topografia sia più grande dell’area di studio entro cui si desidera calcolare il segnale. Gli effetti di bordo sono proporzionali all’altezza del punto di computazione e perciò è necessario valutare di caso in caso, la dimensione del margine di topografia in eccedenza da preparare.

a b

Fig. 2.6.2 Effetto di gravità della topografia calcolato a 0.5° (a) e 0.05° (b) quali le risoluzioni della

topografia.

I campi sono uguali anche se variano da -400 mGal a +300/400 mGal in relazione alla risoluzione che consente di campionare più o meno valori tra i nodi delle griglie. Dall’osservazione dei due effetti, si rilevano chiaramente i contributi dei seguenti rilievi.

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Atlas (A), Hoggar (H); Illizi arc; Tibesti (T); Air (A); Jos Plateau (J); Cameroun Volcanic Line (CVL); Fouta Djialon (F) e Nimba (N) per il Guinea-Leo rise.

2.6.3 Effetto topografico sul tensore gradiente

In questa sezione viene riportato il campo corrispondente all’effetto della topografia sul gradiente di gravità in modo analogo a quanto già esposto nel sotto-capitolo 2.6.2.

a b

Fig. 2.6.3 Effetto di gravità della topografia sul gradiente a 0.05° e B a 0.5°

Gli effetti della topografia sul gradiente sono stati calcolati a due risoluzioni diverse a 0.5° e 0.05°, per poter essere sottratti rispettivamente ai campi della Tzz dal modello GOCO TIM R4 ed EGM2008.

Entrambi i campi mostrano la stessa grandezza che produce effetti diversi in relazione alla risoluzione di calcolo. Le aree in mare sono negative perché la batimetria è molto profonda (fino a -6500m) rispetto alla topografia media del West Africa (ca. 300m). Si rileva che l’effetto sul gradiente della topografia delinea bene i margini continentali. Gli effetti maggiori accadono in corrispondenza degli Atlas, del Guina-Leo rise e dei massicci vulcanici Hoggar, Tibesti e Cameroun Volcanic Line.

48 2.7 Campi di Bouguer secondo il modello EGM GOCO ed EGM2008

Dopo aver calcolato l’effetto di gravità della topografia, esso può essere sottratto all’anomalia di aria libera per ottenere l’anomalia di Bouguer (BA).

Fig. 2.7.1 GOCE Bouguer anomaly (BA) a 4000m e 0.5° risoluzione. RI: Monti Rif; TA: Tell Atlas; MA: Middle Atlas; AU: Monti Aures; HA: High Atlas; SA:Saharan Atlas; AA: Anti Atlas; ILA: Illizi Arc; HP: Hoggar Plume; TP: Tibesti Plume; MN: Mauritanidi; BT: Benue Trough; CVL: Cameroon Volcanic Line; AP: Adamawa Plume.

L’anomalia di Bouguer fa risaltare l’oceano che appare positivo. Le zone a maggior anomalia positiva sono la catena dell’Atlas che è delimitata a dalla faglia dell’Atlas meridionale, dal

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Fronte Magrebino, e dalla cintura Varisica Peri-Gondwanan terranes. Un’altra interessante zona di alto gravimetrico è quella che demarca il fronte della cintura Varisica, ubicata nella Mauritania. Infine da evidenziare che, mentre la zona continentale è caratterizzata da un’anomalia negativa piuttosto marcata, legata al nucleo cratonico del WAC, permangono delle fasce ad anomalia leggermente positiva (massimo 10 mGal) che correlano con le fold belts dell’evento termo-tettonico Pan-Africano. Alcuni affioramenti della CAMP cominciano a delinearsi ma, per poter affinare l’interpretazione, è necessario sottrarre l’effetto di gravità dei sedimenti e della Moho (capitoli 4 e 5). L’anomalia negativa su tutta l’Africa nord-occidentale dipende dalla vicinanza della Moho negli oceani rispetto ai continenti. Selezionando delle aree minori all’interno del continente, le anomalie negative possono esser considerate positive per evidenziare i contrasti di densità, in maniera analoga al calcolo dell’anomalia di Bouguer realizzato per la fossa di Nara in Mali (El Abbass et al., 1993). Rimi et al. (2005) illustra la BA in Marocco che viene confrontata nei capitoli 3 e 7.

Le osservazioni ricavate dall’elaborazione dei dati sono state confrontate, ove possibile, con i dati noti in letteratura. In accordo con i risultati qui presentati, Slettene et al. (1973) ha utilizzato solo dati di terra per produrre una mappa dell’anomalia di Bouguer con proiezione di Mercatore alla scala di 1:2M e la mappa evidenzia una vasta zona negativa nella parte emersa del continente africano. Brown et al. (1980) descrive l’anomalia di Bouguer in Africa; El Abbass et al. (1993) riporta l’anomalia di Bouguer per la fossa di Nara (Mali); Dorbath et al. (1983) pubblica la BA in Senegal; katakrishnan et al. (1988) presenta la Bouguer anomaly per le Mauritanidi e molti altri autori che pubblicano marginalmente alcune misure di terra puntuali. Di questi dati di gravità terrestri si dà conto nei capitoli 3 e 7 dove essi vengono confrontati con i dati di GOCE. Infine, si rileva un’unica anomalia positiva in Marocco, alle coordinate -8.5°W, +30.5°N. Nei capitoli 3 e 7 viene evidenziato il dettaglio per quell’area. Dall’elaborazione di questa tesi, risultano molte anomalie fortemente negative che sono state osservate anche da Rimi et al. (2005). Sul punto, l’argomento viene ripreso nei capitoli 3 e 7, dopo le riduzioni per i sedimenti e per la Moho. L’interpretazione di dette anomalie richiede considerazioni sulla densità di flusso di calore, sullo spessore della litosfera e sullo spessore dei sedimenti.

L’anomalia di Bouguer calcolata per il modello EGM2008 risulta particolarmente interessante per il Marocco e per l’Algeria, stati in cui vi sono dati di buona qualità. Il campo della BA per il modello EGM2008 computato a 0.05° di risoluzione è riportato nella seguente figura.

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Fig. 2.7.2 Anomalia di Bouguer calcolata con il modello EGM2008 sviluppato fino all’ordine 720.

Concentrando l’analisi della BA in Marocco ed Algeria, calcolata a 0.05, si osservano solamente anomalie negative, anche nei sill doleritici della CAMP intrusi nei bacini di Reggane e Tindouf in Algeria (Chabou et al., 2010). Per quanto riguarda l’individuazione di depositi basaltici, l’interpretazione dei dati viene proposta nei capitoli 3 e 7, dopo la correzione per i sedimenti e per l’isostasia.