Inquadramento geologico

L’Appennino settentrionale è una catena a falde derivata dalla deformazione terziaria di un settore del paleomargine continentale della microplacca adriatica prospiciente al Dominio oceanico ligure (Boccaletti et al., 1971; Kligfield, 1979).

A partire dal Miocene la deformazione compressiva si è propagata da occidente ad oriente attraverso la penisola fino all’Adriatico (Merla, 1952). Contemporaneamente un’importante tettonica distensiva ha interessato le strutture compressive nella parte interna della catena. Questa porta alla formazione di una serie di bacini di sprofondamento a partire del Miocene Superiore (Tortoniano Superiore- Messiniano) tra i quali il bacino pisano versiliese (fig. 3.6).

Il bacino è delimitato da una serie di faglie normali, molto inclinate, che tagliano le strutture precedenti formando una serie di graben orientati NO-SE. La pianura pisana rappresenta il riempimento di questo sistema di half-graben formatosi lungo il margine tirrenico della catena appenninica, e in relazione all’apertura del Mar Tirreno e alla contemporanea migrazione antioraria del sistema catena avanfossa

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avampaese (Sarti et al. 2008, Sarti et al. 2010). Il riempimento del bacino è costituito da un notevole volume di sedimenti neogenico-quaternari potenti fino a 3.800 m (Mariani e Prato, 1988). Il sottosuolo più profondo della pianura pisana comprende le formazioni della Serie Toscana e dell’Alloctono ligure. Successivamente nella parte intermedia risulta costituito dai sedimenti neoautoctoni depositati entro le depressioni distensive dalla fine del Tortoniano fino al Quaternario (Bartolini et al., 1983; Liotta, 1991), subordinati alle unità magmatiche e metamorfiche, riferibili prevalentemente alle fasi compressive. La grande varietà di formazioni geologiche, sedimenti continentali, lacustri e marini prevalentemente sedimentari, sono legate agli estesi fenomeni di deposizione legati alla dinamica distensiva.

Fig. 3.6 – In alto: stralcio della carta geologica della Pianura di Pisa con indicate le principali formazioni, faglie e la traccia della sezione sismica sottostante. In basso: profilo sismico lungo la pianura di Pisa che evidenzia il carattere estensionale del bacino di Viareggio (da Sarti, 2012 modificato).

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Fig. 3.7 - Stralcio della carta geologica tratta dalla Carta Geologica d'Italia alla scala 1:100.000, foglio 104, Pisa.

A lato: Legenda depositi quaternari affioranti nell’area di studio.

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3.3 Inquadramento geomorfologico e sedimentologico

La fascia costiera della Pianura di Pisa si estende verso terra per circa 4-7 km, è costituita prevalentemente da dune recenti, cordoni sabbiosi paralleli alla costa, aree depresse intracordone, derivanti dall’interazione tra dinamica eolica, costiera e fluviale che si sono formati in seguito all’apporto di sedimento da parte dei bacini fluviali dell’Arno e del Serchio.

Il trasporto litoraneo dei sedimenti all’interno dell’unità fisiografica da Bocca d'Arno fino circa a Forte dei Marmi risulta diretto da Sud verso Nord (Cipriani et al., 2001). Questo drift litoraneo (fig. 3.2) è responsabile dello spostamento verso Nord e dei cambiamenti morfologici della foce del fiume Serchio. Infatti l’area è caratterizzata dalla presenza di una freccia litorale che è condizionata dalla corrente lungo costa, spesso ostruisce e sposta la bocca di foce ma senza chiuderla completamente in quanto è influenzata anche dagli eventi di piena. Attualmente il materiale che alimenta il litorale in esame deriva principalmente dal trasporto solido e dallo smantellamento di parte del delta dell’Arno in erosione. I fiumi Arno e Serchio trasportano a mare sabbie di diversa composizione. Le sabbie del Fiume Arno hanno una composizione più matura, quelle campionate nel fiume Serchio hanno un maggior contenuto in frammenti litici in particolare basalti, selci ed argilliti. I campioni delle sabbie raccolte lungo il litorale hanno mostrato raggruppamenti composizionali affini solo a quelli delle sabbie del fiume Arno (Sarti, 2005), anche in zone dove il segnale del Serchio dovrebbe essere presente, come a nord della sua foce. Questo può essere dovuto alla portata solida media annua del Serchio che è molto bassa, circa 23 x 103 t/anno (Cavazza, 1984). Questo scarso apporto solido è causato da vari fattori tra i quali le caratteristiche litologiche del bacino e i numerosi sbarramenti artificiali presenti lungo il suo corso e su quello degli affluenti (Cipriani, 2001). L’Arno risulta quindi l’alimentatore principale del litorale.

La figura 3.8 è un dettaglio del foglio 104 Pisa (scala 1:100.000) dell’Atlante delle Spiagge Italiane, stampato nel 1985, che fornisce un quadro di sintesi sulle conoscenze dell’ epoca dello stato di conservazione dei litorali, con particolare

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riferimento alle condizioni morfo-sedimentologiche ed alla tendenza evolutiva. La legenda dei fogli dell'Atlante rappresenta una sintesi grafica delle conoscenze e delle informazioni dell'assetto delle spiagge, della tendenza evolutiva e delle principali caratteristiche morfo-sedimentologiche. Si nota come nel tratto litorale oggetto di studio le opere umane (in verde) che rappresentano lo stato di occupazione della fascia costiera, siano limitate, fatta eccezione per le sponde fluviali arginate presso la foce dei fiumi Serchio e Morto. Nella sezione dinamica idrologica e sedimentaria (in blu) è indicato il verso del trasporto solido netto lungo riva e al largo e il tipo di apporti solidi che alimentano il liotrale. I tipi naturali (in rosso) elencano tutte le caratteristiche sedimentologiche e geomorfologiche di dettaglio della spiaggia emersa e sommersa. Sono evidenziati cordoni di dune allo stato naturale non in erosione, è presente una singola barra davanti alla foce del fiume Serchio ed è indicata la pendenza del fondale marino sottocosta. Sono riportate inoltre la tendenza evolutiva della linea di riva (avanzamento/arretramento), le aree litoranee subsidenti con una stima dell’abbassamento medio per periodo di riferimento. Tutta l’area costiera è indicata come subsidente (colore rosa), in particolare per il periodo 1978/1981 è fornita una stima dell’abbassamento di 7 mm/anno nell’area a nord della foce del fiume Serchio e 8 mm/anno in quella a sud. La tendenza evolutiva nell’area di studio è indicata stabile nell’area di studio, in avanzamento nel tratto settentrionale e in erosione nel tratto meriodionale.

I fondali del litorale in destra idraulica della foce dell’Arno fino al confine settentrionale della Provincia di Pisa sono caratterizzati dall’alternanza di diverse barre sommerse fino all’isobata 6 m e da un canale continuo che si sviluppa da sud verso nord a profondità variabile tra 5 e 6 m. La spiaggia sommersa mostra una pendenza con i -3 m a circa 100-130 m dalla costa e i -10 m a circa 1,2 km (Casarosa, 2016)

Fig. 3.8 –Dettaglio foglio 104 Pisa dell’ Atlante delle Spiaggie Italiane (scala 1:100.000). Nella legenda sono riportate informazioni relative allo stato di occupazione del litorale e agli interventi eseguiti (le opere umane), alle caratteristiche sedimentologiche e geomorfologiche di dettaglio della spiaggia emersa e sommersa (tipi naturali) e a quei caratteri dinamici che contraddistinguono il trasporto dei sedimenti (dinamica idrologica e sedimentaria).