I sondaggi di Piazza Verdi: risultati delle analisi multidisciplinari

Come anticipato in fase di premessa, i sondaggi di maggior dettaglio disponibili sono i due carotati dall’Università dell’Insubria in Piazza Verdi; la descrizione litostratigrafica dei sondaggi conferma ampiamente quella riportata nel § 6.2.1., individuando 5 fasi distinte (le profondità si riferiscono al sondaggio Sv2):

- Riporto antropico: compreso tra circa 3 e 5,5 metri, è costituito da clasti, alcuni dei quali di Calcare di Moltrasio, immersi in una matrice argillosa o sabbiosa, e da resti archeologici.

- Fase fluviale e alluvionale: presente a profondità comprese tra 5,5 e 17,5 metri; caratterizzata prevalentemente da conglomerati e livelli di ciottoli, con saltuaria presenza di sabbia e limo.

- Fase palustre-lacustre: costituita da livelli di sabbia, limo e argilla. Il limite superiore di questa fase è a circa 17,5 m, mentre quello inferiore si trova tra 32,40 e 33,05; tale limite verrà determinato con precisione in base al limite della presenza di macroresti vegetali.

- Fase glacio-lacustre: presente fino alla profondità di 61,5 metri; predominanza di argille e presenza di alcuni livelli sabbiosi; nelle argille sono visibili alcune laminazioni.

- Fase glacio-lacustre grossolana: da circa 61,5 m fino alla base della carota (65 m circa); sedimenti glaciolacustri costituiti principalmente da sabbie.

Nel corso del sondaggio Sv1 sono stati prelevati oltre 90 campioni, parte indisturbati e parte rimaneggiati, che sono poi stati sottoposti ad analisi geotecniche di laboratorio da ISPRA (ex APAT). I parametri indagati comprendono: densità della parte solida, peso di volume, umidità naturale, contenuto in carbonati, saturazione, indice dei vuoti, porosità, tenore organico, viscosità e consolidazione secondaria.

In cantiere, sono state eseguite in foro prove penetrometriche dinamiche, prove scissometriche e prove di permeabilità. Sulle carote appena estratte, si è proceduto allo svolgimento sistematico di determinazioni di resistenza alla penetrazione della punta del penetrometro tascabile (pocket penetrometer) e prove di resistenza al taglio (di picco e residua) tramite scissometro tascabile (tipo Geonor H60).

Infine, sono state condotte alcune datazioni radiometriche e sono stati identificati e studiati i macroresti vegetali, attraverso la collaborazione con il Laboratorio di Archeobiologia del Museo civico Giovio (Motella, 2007).

Sul sondaggio Sv2 sono state condotte numerose analisi di carattere geofisico, in collaborazione con varie istituzioni e università, tuttora in corso:

- analisi della radioattività naturale mediante il metodo Gamma Ray in collaborazione con la Regione Lombardia;

- analisi multiparametrica presso l’istituto ETH con Multi-sensor core logger GEOTEK, che permette di misurare tramite una scansione continua e non distruttiva di alta precisione l’attenuazione dei raggi gamma, il tempo di propagazione delle onde P e la suscettività magnetica;

- analisi geochimiche e paleomagnetiche presso le Università di Postdam e Aachen (Neotectonics & Natural Hazards Group);

- analisi paleobotaniche sui sedimenti di origine palustre, in corso di svolgimento presso l’Istituto di Scienze Botaniche dell’Università di Berna (palinologia) e il Laboratorio di Archeobiologia dei Musei Civici di Como (macroresti);

- datazioni al radiocarbonio su campioni prelevati a profondità comprese tra i 18 e i 31 m dal p.c.

L’insieme degli elementi indagati evidenzia concordemente una decisa discontinuità nella tipologia dei sedimenti e nell’ambiente di deposizione in corrispondenza della profondità di 32 m circa, dove si segnala il passaggio tra depositi di due differenti ambienti deposizionali: quello di un bacino glaciolacustre, riconducibile ad un lago proglaciale relativamente ampio e profondo, impostatosi a valle del fronte del ghiacciaio in condizioni climatiche ancora fredde e aride, e quello di un bacino lacustre prossimale, poco profondo, impostatosi in presenza di una fitta copertura vegetale e clima temperato-umido.

Tale drastica variazione dell’ambiente di sedimentazione è ben rilevata dalla distribuzione dei parametri geofisici e geotecnici.

La prospezione della radioattività naturale evidenzia tre pacchi di sedimenti con diverse facies radiogeniche, confermando la netta variazione nella composizione granulometrica e nel contenuto in sostanza organica che contraddistingue la sequenza prevalentemente fine riscontrata con le perforazioni al di sotto dei depositi torrentizi:

- tra i 16,5 e i 29,5 m dal p.c. a valori relativamente elevati del Gamma Ray si associa un alto contenuto in sostanza organica riconosciuto tramite l’esame macroscopico dei carotaggi;

- tra i 29,5 e i 48 m si incontrano i valori massimi tipici di sedimenti fini e omogenei;

- da 48 m sino a fondo foro, i valori diminuiscono sensibilmente, evidenziando nel contempo una forte variabilità puntuale; questa risposta è rappresentativa di una rilevante eterogeneità granulometrica: siamo infatti in corrispondenza delle alternanze di livelli sabbiosi e limosi, con sottili intercalazioni di ghiaie fini.

Le misurazioni dei valori di suscettività magnetica svolte presso l’istituto ETH mostrano che i valori sono generalmente molto variabili e presentano una certa uniformità soltanto nell’ambiente palustre-lacustre e tendenza alla diminuzione. Al passaggio tra palustre-lacustre e glaciolacustre il segnale raggiunge i massimi valori. Il valore della densità ha caratteristiche simili ma tende ad aumentare nella fase palustre-lacustre e nella glaciolacustre.

Questi dati necessitano di ulteriori approfondimenti e confronti con i dati geochimici in corso di elaborazione per poter essere correlati a variazioni nell’ambiente di sedimentazione e/o di composizione chimica del sedimento.

Le prove geotecniche, condotte in numero statisticamente significativo, hanno consentito di definire in modo pressoché puntuale la variabilità dei principali parametri fisici e la relativa discontinuità nei processi di sedimentazione. La Figura 38 presenta l’andamento di alcuni parametri (densità naturale del terreno, peso specifico dei granuli e tenore di sostanza organica) in funzione della profondità.

Per quanto riguarda la densità naturale, si distinguono due ampi intervalli di profondità con andamenti significativamente diversi. In quello inferiore (da 35 a 70 m) i valori di densità, pur dimostrando una certa dispersione, spiegabile con la natura dei depositi e le diverse metodologie di campionamento, si dispongono in forma abbastanza coerente, evidenziando una netta correlazione con la quota di prelievo. La densità naturale in posto aumenta progressivamente con l’incremento di profondità, passando da valori medi di 17,5 kN/m³, a -35 m dal p.c., a circa 22 kN/m³, attorno ai 65 m dalla superficie. Nel tratto superiore (da 17 m a circa 30 m dal p.c.), i singoli valori risultano invece dispersi in un campo relativamente ampio di valori compresi tra 15 e 20 kN/m³.

Il peso specifico γs presenta un andamento pressoché omogeneo tra i 70 e i 35 m dal p.c., con valori che si attestano sui 28 kN/m³. Tra i 35 e i 30 m si rileva una repentina diminuzione dei valori, molto più dispersi, che si collocano tra 26 e 27 kN/m³.

Anche il tenore percentuale in sostanza organica rivela un deciso mutamento nell’ambiente di formazione del deposito. Tra i 70 e 50 m dal p.c., il contenuto organico è molto basso, nell’ordine dello 0,2 ÷ 0,4%, e pressoché costante. Risalendo, dai 50 m di profondità il grafico evidenzia un aumento del contenuto percentuale di sostanza organica, con andamento graduale (da 1% a -45 m a circa 2% nell’intorno dei -30 m). I campioni prelevati a quote poco superiori dimostrano, al contrario, una distribuzione molto varia e irregolare, con tenori compresi tra 0,5% e 6%.

Figura 38 : Andamento di densità naturale, peso specifico dei granuli e tenore di sostanza organica in funzione della profondità nel sondaggio Sv1 di Piazza Verdi. Risulta evidente la netta discontinuità alla profondità di circa 30 m dal piano campagna.

Il comportamento meccanico dei terreni riflette naturalmente la genesi e le caratteristiche dei depositi: alcuni campioni dei sedimenti recenti di età olocenica evidenziano, fra i 25 e i 30 m, un grado di sovra-consolidazione che assume un importante significato per la storia evolutiva poiché potrebbe essere ricondotto a oscillazioni del livello freatico e a sporadiche emersioni, con formazione di croste essiccate di estensione limitata (Comune di Como, 1980). È importante sottolineare che il consolidamento e la riduzione di volume dei sedimenti (con conseguenti fenomeni di abbassamento della superficie topografica), in relazione al contesto geologico-ambientale, all’età molto recente della sequenza e alle caratteristiche riscontrate con i sondaggi, sono determinati dal semplice accumulo di nuovi sedimenti sui depositi precedenti, anche a prescindere da eventuali azioni antropiche. Il decorso di tali fenomeni è estremamente lento in funzione della composizione granulometrica e delle caratteristiche idrogeologiche dei terreni: infatti, il loro sviluppo naturale può procedere, con diretto riferimento agli elevati spessori riscontrati, per migliaia – decine di migliaia di anni.

I macroresti vegetali (legni, carboni, muschi e frammenti di frutti, semi e foglie; > 500 μm) sono presenti esclusivamente al di sopra dei 30,80 m di profondità in Sv1 e 32,83 m in Sv2. L’analisi dei macroresti ha consentito di stabilire (Motella, 2007) che l’ambiente deposizionale è stato costante nel tempo, con tassi di sedimentazione di circa 2 mm/a, ed equivalenti tassi di subsidenza; tra 17 e 32 metri di profondità si segnalano ripetuti episodi di trasporto colluviale che hanno coinvolto i versanti della convalle coperti da vegetazione boschiva.

Le analisi palinologiche condotte finora hanno portato alla realizzazione del diagramma pollinico di Figura 39 (Martinelli, 2012 a, b) che permette di delineare l’evoluzione vegetazionale dell’area.

Nella parte più profonda finora indagata (34,90 ÷ 32,94 m dal p.c.) predomina una vegetazione arbustiva ed erbacea (Juniperus, Poaceae, Artemisia), tipica di un contesto climatico di tundra – steppa. Tra i 32,89 e i 32,50 m si ha una vegetazione costituita da foreste di Pinus affiancato da piante tipicamente mesofile (Quercus, Abies alba, Corylus, Tilia, Ulmus), per poi tornare a condizioni fredde (tundra – steppa), fino a 32,03 m dalla superficie.

Tra i 31,92 e i 30,84 m si ha un’assoluta dominanza di Pinus sylvestris/mugo e Betula, indice di foresta continentale; l’assenza di arbusti suggerisce che la foresta era compatta.

Successivamente, tra i 30,62 e i 22,55 m, la comparsa e il progressivo aumento di latifoglie mesofile (quercia, nocciolo, ontano) e dell’abete bianco indicano un miglioramento climatico; per lungo tempo permane una foresta mesofila mista, con presenza di segnali di disturbo antropico (ad es. aumento di arbusti causato dalle attività di diboscamento) soprattutto a partire da 27,11 m. A partire da 30,54 m si nota la presenza di alcuni granuli di specie mediterranee (soprattutto ulivo) in modo intermittente lungo la sequenza: probabilmente a livello locale vi erano delle aree caratterizzate da un microclima sub-mediterraneo che ne permetteva lo sviluppo. Tra i 22,42 e 18,33 m si diffonde il faggio, che sostituisce l’abete bianco, praticamente estinto a livello regionale a causa di diboscamenti e incendi di origine antropica; la diffusione del faggio fu forse favorita anche da un abbassamento della temperatura e dall’aumento dell’umidità. Un segnale di impatto antropico in questa parte della sequenza è presente in corrispondenza di un calo di presenza del faggio con corrispondente aumento di ontano: quest’ultima è una specie pioniera che colonizza rapidamente aree diboscate. L’aumento della pressione antropica è poi particolarmente evidente a partire da 19,55 m, in corrispondenza dell’aumento di piante coltivate (cereali), di uso alimentare (vite, olivo) e tipiche di ambienti ruderali (acetosa e artemisia).

Figura 39 : Diagramma pollinico per il sondaggio Sv2 di Piazza Verdi; sono segnalate anche litologia e datazioni radiometriche.