Evoluzione di un lago e formazione dei depositi lacustr

Nella scala geologica dei tempi il lago rappresenta un fenomeno di durata piuttosto breve. Mediamente si può ritenere che un lago abbia una vita compresa tra poche migliaia ed alcune decine di migliaia di anni (De Marchi, 1984), esistono, tuttavia laghi, denominati “ancient lakes” che possono esistere per alcune centinaia di migliaia di anni se non per milioni di anni. Una delle principali cause di morte naturale di un lago è l'interrimento, infatti, ciottoli e sabbie trasportate dai fiumi immissari, o provenienti dall'azione erosiva che il moto ondoso del lago stesso determina sulle rive, tendono a riempire la depressione che accoglie le acque lacustri. A questa azione di riempimento contribuisce, in alcuni casi anche in maniera rilevante, la sedimentazione continua di materiale organico che dalle zone produttive superficiali va depositandosi, sotto forma di detrito, a livello di fondo e che non sempre, e comunque non completamente, viene restituito dall'attività batterica e dalla completa circolazione delle acque agli strati produttivi superficiali.

Schematicamente, il materiale che determina l'interrimento di un lago può essere distinto in:

• materiale ALLOCTONO che viene convogliato al lago dal bacino imbrifero attraverso i fiumi ed in generale con le acque di scorrimento superficiale; dal punto di vista qualitativo questo materiale è prevalentemente costituito da sostanze sedimentarie quali ciottoli, sabbie, argille ecc.;

• materiale AUTOCTONO che viene prodotto nella zona eufotica del lago ed è costituito, come è evidente, da materiale di origine organico. Poiché la quantità di materiale organico prodotto da un lago non è costante, ma soggetta, in primo luogo, ad un ciclo stagionale, avremo che il sedimento non sarà uniformemente ricco di materiale organico, ma si potrà osservare una successione di sottili strati di sedimento (denominati varve) con diversa componente organica quantitativamente e qualitativamente, in funzione del susseguirsi delle stagioni con quadri produttivi diversi; anche se non sempre è così, poiché tutto dipende da importanti caratteristiche, quali la tipologia di lago, l’efficacia del risultato di bioturbazione degli organismi viventi all’interno dei sedimenti e quindi la quantità di ossigeno sul fordo.

L'esame visivo di una carota di sedimenti di un lago consentirà di osservare un susseguirsi alternativamente di strati chiari di natura sabbiosa-limosa, dove si ha quindi prevalenza di materiale inorganico, a granulometria grossa e di maggiore spessore che corrispondono alla

38 sedimentazione estiva, e piccoli strati più scuri, là dove si ha una maggior presenza di materiale organico, a granulometria più fine e minore spessore legati alla deposizione dei mesi invernali. È intuibile, quindi, che lo studio delle varve di una carota di sedimento di un lago è di grandissima utilità, non solamente ai fini della determinazione del tasso di sedimentazione, ma anche perché ci da la possibilità di ricostruire la storia fisica e biologica del lago e di tutto il suo bacino imbrifero.

I sedimenti clastici o detritici caratterizzano principalmente i laghi che si trovano in regioni dove prevalgono condizioni di clima freddo, come alle alte latitudini o nelle regioni alpine; in queste condizioni, la scarsa copertura vegetale, associata all’intensa alterazione del substrato, permettono il trasporto verso il lago di grosse quantità di materiale minerogenico. In tali situazioni i laghi sono generalmente oligotrofici, quindi impoveriti in nutrienti organici, e conseguentemente la produttività della materia organica è ridotta se non del tutto inibita.

I sedimenti organici caratterizzano invece i laghi delle regioni umide, temperate o calde; nel bacino di questi laghi, la presenza di copertura vegetale riduce notevolmente la capacità di trasporto di materiale clastico verso il lago. L’alterazione chimica del substrato è prevalente ed il rilascio di nutrienti è elevato, si hanno quindi condizioni mesotrofiche o eutrofiche, con conseguente aumento nella formazione di materia organica sedimentaria. Il lago dunque è un fenomeno temporaneo, un bacino che va colmandosi gradualmente di detrito organico e inorganico; il quale durante la sua esistenza, mostra quale suo principale fattore di trasformazione una costante e progressiva diminuzione di profondità; ciò, contribuisce a determinare sostanziali modifiche delle sue capacità produttive (trofia). Ad esempio un lago piccolo e profondo solamente poche decine di metri avrà come caratteristica una produttività elevata, un lago di questo tipo è chiamato EUTROFO o molto produttivo; viceversa un lago con caratteristiche esattamente opposte viene denominato OLIGOTROFO o poco produttivo, perché la concentrazione dei nutrienti algali (principalmente sali di azoto e fosforo) è generalmente bassa; ciò per varie ragioni: innanzi tutto per la diluizione che realizza una grande massa d'acqua, in secondo luogo per un rapporto sfavorevole tra volume d'acqua superficiale produttivo e volume d'acqua totale, ed infine perché la grande profondità rende più difficile, e quindi più rara nel tempo, l’ideale circolazione delle acque, che ha come conseguenze la parziale o totale mancata restituzione agli strati produttivi dei sali nutritivi. Le condizioni intermedie alle due presentate vengono classificate come situazioni di MESOTROFIA o di produttività

39 intermedia, mentre un progressivo aumento della capacità produttiva di un lago che da oligotrofo passa a livelli di trofia sempre più alti fino a giungere all'eutrofia ed anche a superarla è detta IPERTROFIA; tale processo è da considerarsi un fenomeno del tutto naturale e comune, quale storia evolutiva, ad ogni bacino lacustre.

Il bacino idrografico che fa capo ad un lago comprende in generale un certo numero di corsi d'acqua immissari che convogliano acqua e soluti dilavati dal bacino imbrifero ed un emissario che sottrae acqua, soluti e materiale biologico prodotto nel lago. Come è facilmente intuibile, la concentrazione di sali nutritivi è quindi anche funzione di queste caratteristiche del bacino.

Per quanto riguarda l’inquinamento indotto dall’attività umana, è descritto dal fenomeno dell'eutrofizzazione, processo naturale, ma spesso inteso come un’effetto dovuto all’attività antropica, definito come un fenomeno di arricchimento supplementare in nutrienti (principalmente azoto e fosforo, ma non solamente) o in sostanza organica; le fonti più importanti di questi elementi derivanti dall'attività umana sono: gli scarichi urbani, gli scarichi industriali (soprattutto quelli di alcuni tipi di industrie, cioè quelle che producono concimi e fertilizzanti), le acque di drenaggio dei terreni agricoli (De Marchi, 1984).

Un lago, o anche più semplicemente una raccolta d'acqua, può essere suddiviso in senso verticale in una regione o, meglio, uno strato eufotico, che comprende tutto lo specchio d'acqua fino a quella profondità, molto diversa da ambiente a ambiente, alla quale perviene radiazione solare in quantità e con caratteristiche tali da sostenere processi fotosintetici. Lo strato eufotico comprende una zona litorale ed una zona pelagica.

La zona litorale si sviluppa lungo tutto il perimetro del bacino e delle isole eventualmente presenti, ed è limitata al largo dalla stessa profondità critica dello strato eufotico; è in questa zona che si hanno insediamenti di piante acquatiche (macrofite costiere) e di molti organismi animali specializzati.

Al largo della zona litorale, abbiamo la zona pelagica, che si estende su tutta la restante superficie con profondità maggiori, pur essendone limitato lo spessore sempre allo strato eufotico.

Al di sotto della zona pelagica, nelle raccolte d'acqua sufficientemente profonde, abbiamo la zona afotica o profonda, dalla quale è esclusa la vita vegetale autotrofa. La zona profonda, a immediato contatto con i sedimenti, si differenzia ancora in uno strato a caratteristiche ambientali del tutto particolari (zona bentica), per quanto riguarda la concentrazione dei vari soluti e per gli organismi che vi trovano dimora (fig. 3.1).

40 Dai piccoli stagni ai grandi mari dell'entroterra, gli elementi che regolano la vita nei laghi sono comuni a tutti:

- maggiore è la disponibilità di nutrienti, maggiore è la presenza di vegetali: piante radicate sul fondo e plancton;

- maggiore è la presenza delle alghe planctoniche, minore è la trasparenza dell'acqua e quindi minore è la profondità alla quale possono crescere sul fondo le piante munite di radici;

- alla disponibilità della vegetazione acquatica è legata l'abbondanza del benthos (organismi acquatici sia d’acqua dolce che marini, che vivono sul fondo), che costituisce la fonte principale di cibo per i pesci. La maggior parte dei pesci, infatti, si trova di preferenza nelle acque poco profonde dei laghi.

41 I laghi sono quindi, corpi statici di acqua che accumulano sedimenti dall’ambiente circostante e dalla propria colonna d’acqua (Zolitschka & Enters, 2010). Si tratta, inoltre, di complessi ecosistemi in quanto rappresentano, secondo la definizione di ecosistema, il risultato ultimo della reciproca interazione ed interconnessione tra l’insieme delle comunità biologiche naturali e dell’ambiente fisico e chimico nel quale gli organismi vivono (Giussani e De Bernardi, 1984).

In questa ottica quindi, il processo di formazione dei deposti lacustri è il risultato della combinazione di tre distinti meccanismi:

- il flusso di particelle minerali, tramite input fluviale dall’area di bacino che forma sedimenti clastici (i quali possono contenere anche una certa quantità di sedimenti organici);

- l’attività biologica nelle vicinanze del lago e al suo interno, che genera sedimenti organici o biogenici che si accumulano sul fondo del lago;

- la precipitazione chimica di minerali dalla colonna d’acqua, che forma sedimenti di precipitazione chimica, in generale, ed evaporitici nel caso particolare di corpi d’acqua fortemente evaporati e salini.