Oltre agli acquiferi precedentemente richiamati, la Bassa Pianura Friulana è caratterizzata dalla presenza di un ulteriore acquifero profondo che si sviluppa in seno ai carbonati sepolti. I calcari, ritenuti ovunque di età mesozoica prima della realizzazione del pozzo Grado-1, sono caratterizzati da porosità stimate di almeno 8-10 % (per analogia con quanto verificato lungo l’offshore croato); essi costituiscono un vero e proprio reservoir geotermico a bassa entalpia. Il tetto dei calcari è caratterizzato da una morfologia piuttosto articolata nella quale si possono individuare due culminazioni sepolte in corrispondenza della fascia costiera:
la dorsale di Cesarolo – Lignano la dorsale di Grado,
rispettivamente a circa 800 e 1000 m di profondità dal piano campagna. Queste culminazioni sarebbero delimitate da linee tettoniche dinariche ed antidinariche impostatesi in corrispondenza di originari limiti paleogeografici (margini di piattaforma con corpi di reef e thalus), ben evidenti dalle linee sismiche.
Figura 2-16. Mappa delle Isobate del tetto dei Carbonati (in blu) con il limite di avanzamento del Flysch eocenico (in marrone), e le isoterme in corrispondenza dell’anomalia geotermica (rielaborazione di: Nicolich et al. - in Cucchi at al. 2009; Della Vedova et al., 2000).
Il tipo di meccanismo tettonico ipotizzato per queste aree era ritenuto di tipo prevalentemente distensivo, con faglie subverticali a direzione dinarica ed antidinarica legate alle direzioni di sviluppo della piattaforma mesozoica ed, in particolare, cretacica superiore; non veniva dunque contemplata l’eventuale presenza di strutture, originatesi in fase orogenetica dinarica ed alpina, di tipo compressivo.
All’interno del corpo di piattaforma le riserve geotermiche sono costituite da acque fossili ad alta conducibilità che si concentrano nelle porzioni più porose e sono in grado di circolare e migrare anche verticalmente all’interno del corpo carbonatico permeabile a lungo sistemi di fratture e reticoli da incarsimento. Indizi di incarsimento sono stati trovati anche presso i pozzi Merlengo-1, Cavanella-1, San Donà-1 e San Stino-1 (Figura 2-17), le cui carote sono state esaminate presso la sede di AGIP – div. E&P di San Donato Milanese (MI) nell’ambito del Progetto 1. Si riporta, come esempio, la carota 2 del Pozzo San Stino, prelevata a circa l700 m di profondità al tetto dei carbonati di piattaforma di età Cretacico superiore (riferiti ai Calcari di Monte Cavallo); in corrispondenza del tetto dei carbonati sono stati registrati notevoli assorbimenti di fluidi durante la perforazione, con una perdita totale di circolazione tra i 1699-1725 m, in risposta ad un sistema altamente permeabile con diverse cavità
carsiche comunicanti, intercettate dalla
perforazione.
Figura 2-17. Stratigrafia del pozzo San Stino, posizionamento delle carote prese in esame e fotografia di un’incrostazione da incarsimento su cavità.
Queste discontinuità consentono nel complesso un’intensa circolazione per convezione delle acque, che, precedentemente riscaldate in profondità dal normale gradiente geotermico, risalgono a profondità minori, fino al primo limite idraulico impermeabile (coperture sedimentarie, vedi in seguito). La temperatura delle acque non sembrerebbe superare i 65 °C ad una profondità di 700-800 metri.
Il gradienti di temperatura nei carbonati sono pertanto caratterizzati da un primo intervallo, più superficiale, a gradiente termico medio-alto, cui segue un intervallo intermedio a basso gradiente che risale in profondità rientrando nei valori medi.
A titolo di esempio si riporta la geoterma ricavata per il pozzo AGIP Cesarolo-1 (perforato in prossimità di Lignano), dove alla profondità di 727 m è stata intercettata la piattaforma mesozoica friulana, in corrispondenza della quale sono state rinvenute acque salmastre a temperature tra 60 e 65 °C. La curva delle temperature di Cesarolo-1 (Figura 2-18) è caratterizzata da una simile sequenza, anche se più articolata:
0 – 700 m di profondità circa: gradiente di circa 7-8°C/100 m 700 – 1200 m di profondità circa: gradiente di circa 2°C/100 m 1200 – 2200 m di profondità circa: gradiente inferiore a 1°C/100 m Oltre 2200 m di profondità circa: gradiente di circa 3°C/100 m.
Nel capitolo inerente al pozzo Grado-1 (vedasi paragrafo TTRM log: deviazione e
temperatura) le caratteristiche geotermiche del pozzo Cesarolo-1 saranno discusse e
confrontante con quanto emerso per il pozzo Grado-1.
Figura 2-18. Geoterma e stratigrafia del pozzo Cesarolo -1 (Della Vedova et al., 2000).
Le acque che circolano nei calcari risultano praticamente isolate dagli acquiferi che si sviluppano nelle sovrastanti coperture, nel complesso poco permeabili, quali:
Marne di Gallare e Gruppo di Cavanella nei settori occidentali torbiditi del Flysch eocenico in quelli orientali
Queste successioni, malgrado nel complesso siano poco permeabili, possono essere comunque caratterizzate dalla locale presenza di acque salmastre negli strati più porosi e permeabili (meno cementati), solitamente ghiaioso-sabbiosi e/o localmente fratturati; questo è emerso, ad esempio, anche nel pozzo Cesarolo-1, dove, a partire da 600 m di profondità, sono state intercettate acque salmastre in seno alle calcareniti langhiane.
Le acque delle coperture, localizzate in falde artesiane situate tra 400 e 600 metri di profondità, vengono dunque riscaldate soprattutto per conduzione al contatto con i calcari sottostanti, generando una vasta anomalia geotermica che si estende per circa 700 km2. Le temperature medie originate sono di circa 34 °C e presentano valori massimi intorno ai 52 °C alla foce del Tagliamento (temperatura misurata presso l’Isola Picchi a 560 m di profondità).
Figura 2-19. Schema del modello termico concettuale del sottosuolo della Bassa Pianura friulana e della fascia lagunare (Della Vedova et al., 2000 modificato).
In Laguna di Grado e Marano, presso le località Val Noghera e Isola Morgo, si rinvengono acque a temperatura di circa 40 °C a 340 m di profondità.
Per l’acquifero di Lignano–Marano, localizzato a 400 metri di profondità, i valori stimati delle portate estraibili hanno un valore minimo di 20-30 m3/h per km2. In base alle temperature qui riscontrate (30 - 50 °C) ipotizzando un salto termico utile di 20 °C, si ha una stima della capacità termica sfruttabile – ovvero della potenza specifica utilizzabile - di circa 4.200 kW/ km2. Tale potenza termica equivale a 315 Tep/anno per km2, che corrispondono per l’intera area dell’acquifero (200 km2) a circa 63.000 Tep/anno. Stime analoghe effettuate sugli altri acquiferi di interesse geotermico portano ad una stima globale dell’ordine di 180.000 Tep/anno.
Verso oriente si trovano anche le sorgenti termali delle terme romane di Monfalcone, caratterizzate da una sorgente spontanea che sgorga ad una temperatura di 39 °C; questa sorgente non risulta relazionata alla presenza di culminazioni paleogeografiche-tettoniche, ma al solo sistema tettonico dinarico che si sviluppa in corrispondenza delle linee di Panzano e Trieste.
Localmente, come presso Isola Morgo e Noghere, le anomalie geotermiche molto elevate riconosciute potrebbero essere relazionate ad alcuni indizi di mescolamenti tra le riserve salate profonde e le acque caratterizzanti le coperture: i gradienti di temperatura sarebbero dunque l’effetto di migrazioni subverticali favoriti da strutture tettoniche in grado di coinvolgere parzialmente le coperture post-mesozoiche.
3. Studio preliminare delle risorse geotermiche
In questa fase di studio preliminare del dottorato sono state esaminate in particolare le risorse idriche, localmente chimicamente anomale, e le risorse geotermiche presenti nel sottosuolo della Bassa Pianura friulana a partire da 300 m fino a 600 m di profondità circa. Questa fase dello studio ha compreso l’analisi integrata e la revisione dei dati esistenti al fine di definire un modello preliminare di circolazione idrogeologica negli acquiferi profondi.
Diversi dati inediti erano stati acquisiti nell’ambito della Convenzione di Ricerca n°8443 per la “Realizzazione della Carta Geologico-Tecnica della Risorsa Geotermica Nazionale e
definizione delle Linee Guida per il suo Utilizzo” [Progetto 1], stipulata tra il Servizio Geologico
regionale, il DICA, il DISGAM e l’OGS e realizzata tra il 2004 ed il 2007. Lo scopo di questa convenzione era, nell’ambito delle attività previste per la realizzazione della cartografia geologico-tecnica regionale, quello di studiare la risorsa geotermica presente ed, in particolare, definire il quadro geologico-strutturale, le caratteristiche chimico-fisiche delle acque e la geometria degli acquiferi termali della Bassa Pianura friulana di base per la redazione di specifiche linee guida. Per perseguire gli obiettivi del Progetto erano stati acquisiti ed elaborati dati di sismica a riflessione ad alta risoluzione in terra nel Golfo di Trieste e ad altissima risoluzione nelle lagune di Grado e Lignano, nonché dati gravimetrici, sui quali erano state completate analisi sismo-stratigrafiche e strutturali.
Anche nell’ambito della tesi di dottorato si è provveduto ad revisionare in particolare alcune attività, presentate nel Rapporto Tecnico-Scientifico Finale redatto per la convenzione sopraccitata, di seguito richiamate:
sono stati esaminati i dati chimico-fisici acquisiti in sito (nel corso di diverse campagne di misura) e le analisi geochimiche ed isotopiche di laboratorio effettuate sui campioni di acqua provenienti da diversi acquiferi significativi, utilizzando il software Aquachem;
sono state elaborate mappe delle isobate del tetto dei sistemi acquiferi e mappe delle isoterme delle acque di strato, mediante il confronto tra i dati dei pozzi per acqua e dati tecnici forniti da Ufficio per le Attività Minerarie del Servizio Geologico regionale, i logs da pozzo acquisiti nei pozzi profondi e, soprattutto, i profili sismici ad alta risoluzione specificatamente acquisiti a mare e a terra.