I modelli globali analizzati in questa tesi sono il modello EGM GOCO CONS GCF 2 TIM R3 ed R4, di Pail et al. (2011) prodotti dall’Università di Graz, University of Technology, Institute for Theoretical and Satellite Geodesy, University of Bonn, Institute of Geodesy and Geoinformation e dal TU München, Institute of Astronomical and Physical Geodesy. I modelli utilizzati nella presente ricerca sono indicati brevemente con le sigle, TIM R3 ed R4). Durante questa ricerca, detti modelli sono stati sviluppati fino al grado N=250 ed hanno una risoluzione spaziale di 80 km. In questo sotto-capitolo vengono presentati i primi risultati dell’elaborazione dei dati GOCE. Il vantaggio di usare dati globali è che essi sono transnazionali, trans-orogenici ed omogenei (Braitenberg et al., 2013).
2.4.1 Anomalia di gravità dal modello EGM GOCO
Il modello EGM GOCO (R3) è del 12 novembre 2011 . In Africa nord-occidentale l’anomalia di gravità rientra nell’intervallo da +130/140 mgal a -90/120 in relazione al modello utilizzato.
Come noto, l’attrazione di gravità decresce con la quota ed il gradiente è di circa 0.3 mgal/m. Inoltre la gravità varia con la latitudine. Se si applicano le correzioni per la quota e per la latitudine, si ottiene l’anomalia di gravità con l’assunzione che tra il punto di computazione ed il livello del mare vi sia solo aria. I risultati seguenti sono stati ricavati utilizzando la formula (2.5) mediante il programma EGM08_Syntesis1.0. La prima grandezza che solitamente si considera dopo aver esaminato il geoide è l’anomalia di gravità detta anche anomalia in “aria libera” (“free air” anomaly, FA) ovvero anomalia di Faye. La dizione “aria libera” deriva dal fatto che si ignorano le masse sotto la topografia, come vi fosse solo aria. Essa è definita come la differenza tra i valori di gravità osservati e quelli dell’ellissoide, calcolati alla medesima differenza di quota dell’ellissoide. Nelle immagini seguenti si riporta l’anomalia free air (FA) calcolata con i dati di GOCE.
39 Fig. 2.4 Anomalia free-air (FA) in Africa nord-occidentale modello GOCO R4.
La FA da sola non è significativa per identificare con precisione le unità geologiche perché non tiene conto dell’attrazione delle masse topografiche. Gran parte delle anomalie FA di seguito numerate, sono dovute alla topografia. Un’analisi più dettagliata sulle anomalie generate solo da variazioni di densità, viene eseguita sull’anomalia di Bouguer (BA), sul residuo isostatico e sul residuo corretto per i sedimenti di cui si parla nei Cap. 4 e 5. Per la fig. 2.4 vale la ta.4.1. Come si osserva, i modelli sono molto simili. Nella prima parte del lavoro sono state calcolate le grandezze anche di altri modelli ma, considerate le somiglianze, si è scelto di rappresentare solo i modelli R4. Le aree blu sul margine dell’Africa corrispondono ai bacini sedimentari. Le Sono evidenti i segnali positivi delle isole Canarie e di Madeira. Si rilevano diverse anomalie positive nelle Rockelidi, Mauritanidi e negli Atlas. Nella tabella che segue sono descritte le principali anomalie.
40 N.
Free-air (mgal)
Note geologiche Alcune ricerche nelle
aree presso le anomalie (e.g.)
1 -63 CAMP El Hachimi et al (2010)
2 +106 Complesso igneo vulc. alcalino;
CAMP
Bailey et al. (2005) El Hachimi et al (2010)
3 +113 Complesso igneo vulc. alcalino;
CAMP
Bailey et al. (2005) El Hachimi et al (2010); Millesi et al. (2013);
4 -63 Basalti del Quaternario Smithsonian Institute,
(2014)
8 -59 Complesso igneo vulc. alcalino Bailey et al. (2005)
9 +33 Complesso igneo vulc. alcalino e
rocce ignee carbonatiche
Bailey et al. (2005)
10 +65 CAMP (Argana) Terrence. et al. (2013);
11 +52 Vulcani recenti (Is. Canarie) Fagan (1990)
15 -100 Episodi vulc. Cenoz-Quat. Lucazeau et al. (1991)
16 +46 Episodi vulc. Cenoz-Quat. Lucazeau et al. (1991)
21 +25 Episodi vulc. Cenoz-Quat. Lucazeau et al. (1991)
24 +27 Vicino al Plume dell’Hoggar Verati et al. (2005)
25 +5 Taoudenni basin Verati et al. (2005)
30 +20/30 Plume dell’Hoggar Autori vari
32 +50 Mauritanidi/CAMP Dauteuil (2009)
33 +42 Mauritanidi Autori vari
34 +17 Pianura microplacca Senegal Venkatakrishna et al.
(1988); Ritz et al. (1988)
35 +52 Basalti di Dakar; Hot spot Schmidt (1996); Bailey
(2005);
36 +5 Grande dicco Mauritania
Ahmeyim
Tait et al. (2012)
37 +32 Gambia e Pianura Senegal De Min (2003)
39 +23 Monte Kakoulima Konaté et al. (2013)
40 +55 Fouta Djuon Deckart et al. (2005)
41 +83 Complesso stratificato di Freetown
(CAMP)
Chalokwu et al. (1999)
44 +57 Monti Nimba/transizione
Precambriano-Cambriano
Doblas (2002)
47 +20 Pressi fossa di Nara Milesi et al. (2013)
50 +4 Lac Faguibine Svensen (2003)
Tab. 2.4.1 Interpretazione preliminare delle anomalie free-air (Fig. 2.4)
Per la fig. 2.4 b, valgono le seguenti abbreviazioni. RT: sill CAMP nei bacini Reggane e Tindouf. AT: Atlas; WS: West Sahara; FD: Fouta Djalon (CAMP). Alla fig. 2.4.b sono stati sovrapposti anche i lineamenti principali di Neev et al., 1982b. L’anomalia di gravità free-air
41
correla molto bene con la topografia locale a piccole lunghezze d’onda (Doucouré et al., 2000).
2.4.2 Gradiente dal modello EGM GOCO
Il campo è stato calcolato con il programma EGM2008_Syntesis1.0 integrato nel software LithoFLEX (Braitenberg et al., 2007) tramite la seguente formula 2.10. Come rilevato dal confronto di essa con i domini geologici a livello regionale, a Tzz enfatizza le zone superficiali ad alta densità.Dal confronto con la FA, si osserva che la Tzz non rileva le variazioni di masse planari a profondità diverse, riscontrate ad esempio nei bacini sedimentari, nelle zone di underplating o dove non vi sia un bilanciamento isostatico. Per contro, la Tzz identifica meglio della gz (l’anomalia di gravità, FA) le variazioni laterali di densità. Nel prosieguo si riportano i valori della Tzz calcolati per il modelli TIM R3 ed R4 con dati solo del satellite GOCE.
42
Nella fig. 2.4.2 è rappresentato il campo della Tzz dal modello GOCO TIM R4. La grandezza computata varia da -16 E.U. a +23 E. U. Dalla fig. 2.4.2 rilevano 8 anomalie potenzialmente interessanti ai fini di questa ricerca e sono elencate di seguito. Anomalia 1, 2 e 3: rispettivamente negli Atlas, Middle Atlas ed Anti Atlas in Marocco. 4: West Sahara; 5: largo di Free Town (complesso igneo stratificato appartenente alla CAMP con possibile continuazione a mare, Chalokwu, 1999); 6: Fouta Djialon; 7: anomalie positive e negative fossa di Nara (Mali).