6. CONCLUSIONI
Questo lavoro di tesi è finalizzato alla preparazione di dati stratigrafici-idrogeologici da utilizzare per la valutazione del potenziale energetico delle falde e dei sedimenti del sottosuolo della pianura pisana. La tesi, quindi, si è sviluppata attraverso la messa a punto di una metodologia di lavoro che vede la realizzazione di un geodatabase litologico del sottosuolo e la reinterpretazione dei dati litologici in volumi tridimensionali di potenziali acquiferi e acquicludi/acquitardi, sulla base delle ricostruzioni stratigrafico-deposizionali che i ricercatori delle Università di Pisa e Bologna hanno messo a punto negli ultimi anni.
La realizzazione di questi primi modelli tridimensionali è stata eseguita tramite specifici software di modellistica 3D: Petrel; impiegato, per la prima volta, per modellare i dati di sottosuolo della Pianura di Pisa.
L’inserimento dei parametri termo-fluido-dinamici e idraulici nelle unità idrogeologiche individuate, permetterà di valutare il potenziale energetico delle falde acquifere e dei sedimenti; ciò favorirà l’utilizzazione dei sistemi a pompa di calore geotermica nelle aree densamente abitate che caratterizzano la piana alluvionale.
L’elaborazione dei dati di sottosuolo di questa tesi, è stata favorita dal fatto che negli ultimi anni si sono intensificati studi volti alla comprensione della struttura stratigrafico-deposizionale della Pianura di Pisa, sia per scopi puramente scientifici sia per la gestione e lo sfruttamento della risorsa idrica.
In questa ottica, sono stati proposti modelli stratigrafici basati sui principi della stratigrafia sequenziale, branca della geologia del sedimentario che suddivide i depositi di un bacino sedimentario in unità stratigrafiche separate da superfici di unconformity (Bertram et al., 1996).
Il modello stratigrafico di riferimento per questo elaborato è quello proposto da Amorosi et al., 2008. Secondo questo modello i depositi della pianura costiera dell’Arno sono organizzati in un sistema di valli incise tardo-quaternarie, interpretato come una successione trasgressiva, formatasi durante l’ultimo ciclo glacio-eustatico.
I dati utilizzati per la costruzione del modello 3D sono sondaggi stratigrafici e pozzi per utilizzazione delle risorse idriche, sezioni stratigrafiche, DEM dell’area, carta geomorfologica (1:50000).
Le sezioni stratigrafiche sono state realizzate all’interno di questo progetto di tesi tramite correlazioni litologiche dei sondaggi.
Il modello creato sulla base dei dati di letteratura e delle sezioni stratigrafiche prodotte, propone una rappresentazione del reale aspetto stratigrafico-deposizionale della Pianura di Pisa.
Le unità stratigrafiche sono state suddivise in sette gruppi: Argilla 1 (Olocene), Sabbia 2 (Tardiglaciale-Olocene), ConoideA (Olocene), Argilla 3 (Pre-Olocene), ConoideB (Pleistocene Medio), Sabbia 4 (Pre-Pleistocene Superiore), “UMT” (Trias Medio-Superiore).
Nonostante le semplificazioni introdotte, il modello creato ha permesso di realizzare sezioni stratigrafiche del bacino pisano, mettendo in luce gli elementi stratigrafici illustrati dalla letteratura, come la morfologia della paleovalle del Fiume Arno formatesi circa 18000 anni fa, durante l’ultimo picco glaciale, in risposta all’abbassamento del livello del mare.
Anche se il numero di sondaggi con una profondità maggiore di circa 50-70 m è limitato e non sono uniformemente distribuiti nell’area di studio; è stato possibile modellare i depositi sedimentari fino ad una profondità massima di 200 m s.l.m..
Un’importante corpo sedimentario individuato, prima correlando litologicamente i sondaggi e poi modellandolo in 3D, è costituito dalle conoidi di deiezione nell’area pedemontana del Monte Pisano (ConoideA e ConoideB). Questi depositi presentano importanti spessori, in alcuni sondaggi fino a 150 m s.l.m., e si osservano fenomeni di coalescenza tra depositi di età diversa. Ad esempio, l’estensione longitudinale del corpo alluvionale del conoide di Calci raggiunge e attraversa l’attuale corso del Fiume Arno. Questi depositi sedimentari sono importanti nell’ottica dello sfruttamento della risorse idriche, in quanto possibili sedi di importanti acquiferi.
Un importante acquifero è stato individuato in corrispondenza dell’orizzonte litologico Sabbia 2 ad una profondità media di circa 50 m s.l.m. Esso si sviluppa con una geometria lenticolare dovuta alla natura dei depositi costituiti da sabbie e ghiaie di un complesso sistema di canali fluviali abbandonati di età tardo-pleistocenica. La sua continuità laterale è interrotta dalla presenza di depositi argillosi-limosi di pianura alluvionale (acquicludo/acquitardo).
A profondità superiore ai 100 m s.l.m. è presente un secondo corpo sedimentario avente una litologia prevalente sabbiosa (Sabbia 4), sede di un acquifero (acquifero D), con una distribuzione relativamente ampia e presumibilmente con origine simile a quella dell’unità soprastante tardo- pleistocenica.
Il lavoro condotto è stato realizzato al fine di costruire un modello tridimensionale della struttura litologica e idrologica dei primi 200 m dei depositi della Pianura di Pisa; da usare e implementare per future valutazioni energetiche e geotermiche dell’area di studio.
Le misure di CO2 condotte nel settore Nord della Pianura di Pisa nei mesi di Novembre-Dicembre 2012 e Maggio-Giugno 2013, hanno permesso di verificare l’utilizzo di questa metodologia come strumento di indagine anche in zone non spiccatamente anomale dal punto di vista termico, come la Toscana Meridionale, dove sono presenti importanti campi geotermici (ad esempio Larderello, Monte Amiata).
La distribuzione del flusso di CO2 nell’area di studio sembra essere controllata principalmente dal tipo di deposito alluvionale. In corrispondenza di depositi prevalentemente argillosi, con scarsa permeabilità, si hanno bassi flussi, nel range di 1-6,6 µmol m-2s-1, flussi minimi si registrano in corrispondenza del Padule bonificato di Agnano, dove la presenza di depositi torbosi costituisce un ulteriore fattore limitante lo scambio di CO2 tra suolo e atmosfera. Flussi medio-alti, nel range di 10,5-25 µmol m-2s-1, si misurano all’interno dei depositi alluvionali prevalentemente sabbiosi, a maggiore porosità (meandri abbandonati), e in corrispondenza del sistema di faglie alle pendici del Monte Pisano.
Quest’area a maggiore flusso, che si estende a partire dall’abitato di San Giuliano Terme verso la città di Pisa, in un area antistante gli affioramenti carbonatici mesozoici del Monte Pisano, potrebbe risentire, in prima approssimazione, della presenza nel bedrock di unità carbonatiche contenenti fluidi idrotermali a bassa termalità. L’Anidride Carbonica viene considerata, infatti, un possibile tracciante di serbatoi geotermici in varie condizioni geologiche.
In prossimità del Fosso delle Acque calde, collegato alle sorgenti termali Sprofondo e Bagno dei Poveri, nella zona pedemontana, si riscontrano flussi di CO2 elevati, in alcuni casi superiori a 25 µmol m-2s-1; questo fatto potrebbe mettere in relazione il flusso anomalo di CO2 con il Sistema idrotermale di San Giuliano Terme, costituito dalla risalita di fluidi idrotermali, che dai dati geotermometrici raggiungono una temperatura in profondità (700-800 m) di circa 70˚C e che durante il processo di risalita si decomprimono rilasciando CO2 lungo preferenziali vie di fatturazione (faglia bordiera di San Giuliano Terme e sistema di joints).
