Genesi delle forme erosionali calanchive

Il presente capitolo prende in considerazione dapprima le forme calanchive ed relativi processi di modellamento, per poi focalizzare l’attenzione sui fattori che ne influenzano la genesi, l’evoluzione e la differenziazione.

I calanchi s.l. rappresentano forme d’erosione accelerata concentrata, impostate su litologie a forte componente argillosa. La loro genesi è legata principalmente al ruscellamento superficiale concentrato e, quindi, all’azione erosiva delle acque meteoriche; è opportuno inoltre, sottolineare il ruolo dei processi gravitativi nell’evoluzione di queste forme.

Tra i vari fattori che influenzano il ruscellamento superficiale, l’intensità e la durata delle precipitazioni sono aspetti favorevoli allo sviluppo del dilavamento e del suo ruolo come agente diretto di erosione, trasporto e deposizione.

I processi erosivi legati alle precipitazioni meteoriche possono svilupparsi lungo i versanti in maniera diffusa dando luogo a fenomeni detti di tipo areale, oppure in maniera concentrata, originando processi di dissezione lineare.

Da considerare innanzitutto è l’erosione da impatto della pioggia battente (splash erosion), dovuta all’azione meccanica diretta delle gocce ; queste, cadendo al suolo, sono in grado di modificare le posizioni delle singole particelle di terreno e/o piccoli aggregati che su morfologie più o meno acclivi, per gravità, si spostano progressivamente verso valle lungo le linee di massima pendenza.

L’effetto della splash erosion è legato, oltre che all’intensità della pioggia, anche alla granulometria del sedimento e al suo grado di coesione; è facilitata, inoltre dalla pendenza e dalla assenza o scarsa protezione della copertura vegetale.

Secondo Vittorini (1977), ad esempio, il massimo dell’effetto d’impatto viene raggiunto in presenza di granuli con diametro compreso tra 175 e 250 micron, riducendosi man mano che questi diventano più piccoli. Nel caso specifico delle argille, l’effetto dell’ impatto è maggiore quanto maggiore è la loro capacità di dispersione. Dall’interazione del substrato argilloso con le acque di infiltrazione o ruscellamento, può determinarsi una maggiore concentrazione di cationi monovalenti (come Na+ e K+), che inducono una maggiore dispersione delle argille e quindi una più facile erodibilità, viceversa una maggiore concentrazione di cationi bi- o trivalenti,

Battaglia et al.,2002 le biancane si sviluppano in presenza di un’alta concentrazione di cationi Na+ rispetto ai cationi Mg++ e Ca++, mentre i calanchi si sviluppano in condizioni opposte di concentrazione cationica.

Quando il ritmo di infiltrazione diminuisce rispetto al ritmo delle precipitazioni, cioè è raggiunta la saturazione del terreno, l’acqua comincia a scorrere lungo il pendio, determinando un vero e proprio scorrimento superficiale che inizialmente è di tipo laminare (sheet flow).

Il susseguirsi ciclico di più eventi pluviometrici può provocare nel tempo un’erosione anche marcata del suolo, facilitata soprattutto dall’assenza, o quasi, di copertura vegetale, dando origine al cosiddetto deflusso in rivoli (rill flow) e alla conseguente rill erosion. I rivoli sono prodotti dal riunirsi di filetti idrici secondo linee di scorrimento preferenziali, sono spesso paralleli tra loro e incidono il piano di campagna su cui scorrono con carattere effimero.

La confluenza di tali rivoli provoca un’erosione lineare accentuata, formando solchi di maggiori dimensioni, che hanno carattere permanente. Il fenomeno è indicato con il termine di gully

erosion, cioè erosione a solchi.

Esistono principalmente due tipologie di forme erosionali calanchive: • Calanchi s.s.

• Biancane

2.1.1 Calanchi s.s.

I calanchi s.s. rappresentano morfologie legate all’erosione lineare. Essi sono caratterizzati da un reticolo di drenaggio superficiale di tipo dendritico, spesso molto fitto, con impluvi stretti ed acclivi, e interfluvi affilati (a lama di coltello) oppure arrotondati.

Sono anche conosciuti con il nome di badlands: il loro nome allude alla conformazione aspra, e all’assenza di vegetazione che li rende inadatti agli insediamenti antropici,e non consentono attività agricole.

I calanchi sono largamente diffusi anche in Italia, in particolar modo nelle zone collinari

dell’Emilia Romagna, della Toscana, dell’Umbria, delle Marche, della Basilicata e della costa ionica calabrese. Le dinamiche che si verificano in questi ambienti sono principalmente il risultato dell'azione dei fattori climatici particolarmente aggressivi (come il regime pluviometrico del Mediterraneo caratterizzato da un significativo contrasto stagionale e precipitazione concentrata in autunno-inverno ed in primavera) su substrati teneri (sabbioso- limoso-argilloso riferibili ai cicli marini Plio-Pleistocenici).

L'attività morfogenetica non è solo limitata all’erosione lineare di solchi (rill, gully), ma è anche dovuta all’azione dei processi gravitativi. Al tal proposito Moretti et al. (2000) suggeriscono di considerare il calanco come il risultato di processi di "erosione combinata".

Anche nei rari casi di calanchi isolati, è possibile individuare un sistema idrografico a “barbe di penna”, formato da un canale centrale nel quale confluiscono i canali laterali del primo ordine (Vittorini, 1977).

Secondo(Battaglia et al. (2002) i calanchi si sviluppano su materiali della classe tessiturale da limoso-argillosa a limoso-argilloso-sabbiosa, con una considerevole frazione sabbiosa

Secondo Rodolfi e Frascati (1979) i calanchi possono essere distinti in funzione di alcune peculiarità morfologiche e del substrato in:

• TIPO A: si sviluppano su substrati prevalentemente limoso-sabbiosi, sui quali le acque di ruscellamento superficiale concentrato incidono forme molto marcate; essi sono costituiti da profondi solchi con sezione trasversale a V.

• TIPO B: si modellano su terreni prevalentemente argillosi, con forme più arrotondate, dovute ad un’azione di un processo erosivo verticale non particolarmente accentuato e ad una maggiore efficacia di movimenti gravitativi, che originano colate fangose.

2.1.2 Biancane

Le biancane sono piccoli rilievi argillosi a forma di cupola, cioè una sorta di collinette, spesso dette anche “rilievi a dorso d’elefante”.

Il termine “biancana” fu usato per la prima volta per indicare gli affioramenti argillosi e marnoso-argillosi pliocenici del Senese e Volterrano che si presentavano quasi privi di vegetazione, biancastri, di forma mammellonare. Esse infatti devono il loro nome al colore chiaro, biancastro, dell’argilla secca; talvolta questo colore è dovuto al formarsi di effluorescenze saline sui fianchi della biancana. Esse raggiungono altezze massime di una

decina di metri e presentano fianchi incisi più o meno profondamente; si sviluppano in genere su sedimenti fini di classe tessiturale argilloso-limosa, e quindi con un alto contenuto d’argilla (Battaglia et al ., 2002).

La presenza delle efflorescenze saline, insieme alla frequente esistenza di bande giallastre d’alterazione ubicate in corrispondenza delle principali fratture, sono sintomi di una sviluppata circolazione idrica subsuperficiale. Le bande di alterazione si possono trovare spesso

raggruppate, allineate secondo direzioni perpendicolari al pendio e separate in senso longitudinale da solchi d’erosione più o meno marcati (Vittorini, 1977).

Le biancane, secondo vari autori (Del Prete et al. 1997) risultano essere il prodotto finale dell’erosione lineare che interessa i calanchi, o per meglio dire la fase evoluta dei calanchi s.s in relazione al loro progressivo smantellamento.

2.1.3 Piping

Nei paesaggi calanchivi sono spesso presenti strutture di piping, cioè sistemi di “condotte” sub- superficiali situate a diversi metri di profondità. Il loro diametro può variare da qualche centimetro ad oltre due metri, mentre la loro lunghezza può arrivare a valori di decine di metri. Il piping, detto anche pseudocarsismo, è un processo di erosione interno al versante, che avviene in corrispondenza di zone maggiormente permeabili ed è operato dalle acque sotterranee, che circolano lungo i sistemi di fratture che interessano i sedimenti argillosi. Le acque sotterranee si muovono sotto l’influenza della gravità verso la parte terminale del pendio ed il loro deflusso sotterraneo, può arrivare ad avere un’energia tale da asportare e trasportare particelle di terreno che incontra nel suo percorso, scavando così progressivamente tali condutture.

I fattori genetici di questo fenomeno sono gli stessi visti per l’erosione superficiale (variabilità delle precipitazioni e discontinuità della copertura vegetale), cui si aggiunge la crepacciatura del suolo e di alcuni substrati durante la stagione arida, connessa con la presenza di livelli con caratteristiche particolari di tessitura (Selby, 1982).

La presenza di fenomeni di piping, è relativamente comune in ambienti semiaridi (Parker & Higgins, 1990; Gutierrez, 1997) ed è il risultato di una complessa combinazione di diversi fattori (Stocking, 1976; Bryan & Yair, 1982).

Proprio come avviene per gli altri tipi d’erosione, anche la rete di “tubazioni” sotterranea è localizzata, preferenzialmente, in aree dove il clima presenta forti contrasti stagionali e, soprattutto, alta variabilità nella distribuzione della pioggia (Jones, 1981; Bryan & Yair, 1982; Selby, 1993).

Un'estate asciutta e calda, che può portare ad un’eccessiva esposizione dei pendii a radiazione solare, seguita da precipitazioni estremamente variabili, è fra i fattori critici che predispongono l'area ad erosione sub-superficiale (Crouch, 1976).

Queste condizioni climatiche aumentano la rete di condotti sotterranee nell’argilla influendo, in tal modo, direttamente sull’erosione.

Più in generale la formazione ed evoluzione del fenomeno piping, nei badlands, possono essere spiegate, secondo molti autori, attraverso la combinazione di questi diversi fattori:

1. caratteristiche geo-strutturali delle argille;

2. proprietà dei materiali (proprietà fisico-chimiche ed alto tasso di assorbimento del sodio); 3. condizioni climatiche favorevoli;

4. gradiente idraulico (percorso controllato dalla pendenza);

cui si aggiungono le attività umane che, possono avere un’importanza rilevante nel condizionamento della formazione di calanchi e/o biancane.

Nei badlands del Bacino Dell’Ebro i piping sono stati trovati fondamentalmente in due collocazioni geomorfologiche: nei pendii esposti d’argilla del Miocene e nei sedimenti di riempimento di valle d’origine olocenica recentemente incisi.

La natura del piping presenta delle chiare differenze tra queste due zone, con un’alta densità nei primi ed una maggiore copertura spaziale nelle seconde.

I tunnel di drenaggio, nei pendii sono frequenti, ma di ridotte dimensioni (con taglie di alcuni centimetri), mentre nei sedimenti di valle sono di minor numero, ma con diametri di 10 centimetri e oltre.

Nel piping prodotto sui pendii, la densità di fessure ha un ruolo importantissimo, infatti, alla dispersività del materiale contribuisce, in modo positivo, il trasporto d’argilla, la quale sigilla le piccole lacune, riducendo la permeabilità, e favorendo di conseguenza l’aumento del sovrascorrimento.

Anche altri fattori, quali ad esempio, alberi sradicati e cespugli, possono aumentare l’erosione sotterranea, perchè i buchi che si lasciano dietro le radici che seccano, rappresentano vie preferenziali per lo scorrimento delle acque, le quali muovendosi all’interno di queste cavità, accelerano la loro capacità erosiva.