La subsidenza naturale delle pianure e i problemi che comporta lungo le coste

Una caratteristica fondamentale delle serie sedimentarie è lo spessore molto elevato, per cui il basamento roccioso su cui poggiano quelle attuali è di norma abbondantemente ben al di sotto del livello del mare: per esempio nella pianura padana ci sono migliaia di metri di sedimenti marini depositati negli ultimi 10 milioni di anni (la sezione qui a fianco è del versante emiliano  nella zona di contatto fra la pianura e i monti). Dall'altra parte degli Appennini lo spessore dei sedimenti recenti in Toscana Settentrionale è spesso superiore ai 2 km: se noi togliessimo tutto quello che si è depositato negli ultimi 5 milioni di anni tra Empoli, Montecatini e la costa ci sarebbe teoricamente un mare molto profondo. In realtà le cose stanno diversamente: la superficie del basamento roccioso ricoperta dai depositi marini si trova molto al di sotto di dove era quando si sono deposti i primi sedimenti. Si è quindi abbassata di parecchie migliaia di metri, come è successo al di sotto della pianura padana per colpa di un fenomeno detto “subsidenza”. 

La subsidenza è una caratteristica molto importante e comune della maggior parte delle zone pianeggianti in cui si depositano sedimenti ed è particolarmente difficile da gestire nelle aree vicine al mare. Consiste in un lento e progressivo abbassamento del terreno, normalmente compensato dall'afflusso di sedimenti (se non ci fosse stato un afflusso di sedimenti non si  sarebbe formata una pianura alluvionale e l'area sarebbe finita sotto il livello del mare).

Ci sono due tipi di subsidenza naturale che normalmente coesistono:

- nella subsidenza tettonica un'area si abbassa per cause tettoniche

- nella subsidenza da carico la crosta si abbassa a causa del peso di ciò che vi si accumula al di sopra

Facilmente si comprende come un'area di subsidenza tettonica possa diventare un importante bacino di sedimentazione per cui le due componenti si sommano (e normalmente è una subsidenza tettonica che consente l'inizio della sedimentazione in una certa area).

Il basamento roccioso sotto la Pianura Padana e sotto la Toscana Centrale si è abbassato molto a causa del carico rappresentato dal peso dei sedimenti che vi si sono depositati sopra. Un fenomeno esattamente contrario lo vediamo oggi in Scandinavia: tutta l'area si sta sollevando a causa della perdita avvenuta 11.000 anni fa della calotta glaciale. Ovviamente quando i ghiacci si depositarono, tutta l'area subì uno sprofondamento.

Oltre alla compattazione dei sedimenti dovuta al peso di quelli che vi si depositano via via al di sopra, la subsidenza è dovuta al “galleggiamento” della crosta terrestre sul mantello superiore, che a larga scala ha un comportamento plastico. Praticamente la crosta è come una nave che naviga sul mantello, più la carichi più la linea di galleggiamento si innalza verso il ponte. Il fenomeno è stato denominato “isostasia” già nel XIX secolo.

I prelievi idrici a vari scopi provocano un ulteriore abbassamento in quanto l'acqua occupa i pori del terreno e non è comprimibile. Toglierla vuole dire compattare il terreno, che quindi si abbassa. È un problema gravissimo e lo confermano dei dati molto curiosi: nelle aree in cui le falde acquifere sono intensamente sfruttate dalle industrie, il livello della curva piezometrica (la superficie della falda) mostra una correlazione con il lavoro nelle aziende: si innalza durante le ferie ed i fine settimana. Questa componente è spesso più forte rispetto a quella stagionale, in cui la falda si innalza in periodi piovosi e si abbassa durante le stagioni secche. Prendendo l'esempio di Prato, città in cui le tintorie di tessuti una volta erano numerosissime e non c'era nessuna forma di riciclaggio del quantitativo imponente di acqua che consumavano, il livello massimo della falda veniva toccato alla fine di agosto, quando in assenza di influenze antropiche quel periodo dovrebbe corrispondere al livello minimo annuale!

In una zona lontana dal mare la subsidenza naturale non presenta in generale conseguenze particolari, se non in casi molto localizzati in cui un forte prelievo idrico (che può essere voluto ma anche fortuito), abbassa in maniera molto veloce il terreno e si ripercuote anche pesantemente sulla stabilità degli edifici vicini. Invece la subsidenza delle regioni costiere può essere un grosso problema: è intuitivo che con il suo abbassamento il suolo rischia di finire sotto il livello del mare, ma c'è un altro problema un po' meno conosciuto che può presentare dei risvolti molto impattanti sull'uomo e sull'ambiente: la possibilità dell'ingresso di acque marine nelle falde acquifere che sostituiscono (o si mescolano con) le acque dolci. In questo modo non solo si compromette l'uso irriguo, idropotabile ed industriale della falda, ma è noto che acque salate possono provocare, se succhiate dalle radici, la morte degli alberi e delle altre forme di vita vegetale (non tutte le piante possono vivere come le mangrovie in acque ad elevata salinità!). 

Oggi la situazione delle aree costiere è ancora più difficile rispetto a prima dell'arrivo dell'Uomo in quanto:

- i fiumi in natura, come scrissi in questo post, erano liberi di divagare  e distribuire i sedimenti nella piana. Oggi sono stretti dentro argini da cui non possono divagare (tranne in casi eccezionali) e non distribuiscono più il loro contenuto solido. Questo fattore è molto importante: se la pianura è, come normalmente accade, in subsidenza i casi sono due: o l'apporto sedimentario delle alluvioni compensa l'abbassamento o prima o poi tutto finisce sotto il livello marino. E se i fiumi non tracimano di sedimento nella piana non se ne può accumulare. Vediamo per esempio questo disegno in cui si vede come un fiume cambia di continuo il suo percorso. Naturalmente durante le piene un fiume come quello, tracimando, distribuisce i sedimenti che trasporta lungo tutta la pianura, fino a dove arrivano le sue acque

- lo sfruttamento eccessivo delle falde acquifere che incrementa il tasso di subsidenza e comporta un aumento del rischio di ingressione di acque marine nel sottosuolo

- un altro contributo molto notevole alla subsidenza è dovuto alla estrazione di gas e di petrolio, ove questi giacimenti sono presenti. L'effetto è lo stesso delle falde acquifere

- negli ultimi anni bisogna pure tenere conto dell'innalzamento del livello  dei mari

Sulle capacità di un fiume di modificare il suo corso vediamo in questa immagine molto significativa la ricostruzione di due vecchi percorsi dell'Arno nella zona di Navacchio, tra Pontedera e Pisa: in alto il fiume come è adesso, un vecchio percorso medievale è attestato da una linea bianca che è una strada che ne seguiva il percorso mentre i punti rossi sono stati ricavati dalla toponomastica e rappresentano il probabile andamento del fiume circa 2.000 anni fa.

Se poi osserviamo il confine emiliano lungo il Po si evidenzia che fu stabilito quando il corso del fiume era molto diverso da quello attuale. I progressivi spostamenti dei fiumi distribuiscono quindi i sedimenti lungo tutta la pianura e tendono a mantenerla allo stesso livello. 

Quindi la gestione delle pianure costiere è diventata un affare molto delicato e si capisce come vada trattato con una certa attenzione speialmente lo sfruttamento delle risorse idriche.

Un esempio importante viene dal Texas, dalla zona tra Galveston e Baytown, dove dal 1906 l'abbassamento del suolo è arrivato in alcuni punti al valore di 3 metri, piuttosto elevato per una pianura costiera.

In questo caso, molto responsabilmente, le Autorità hanno dato vita ad un importante progetto di “comunicazione istituzionale” per spiegare a tutti cosa sia la subsidenza, perchè avviene e come fare per limitarne i danni. Il sito evidenzia la componente antropica di questo fenomeno, molto marcato a partire dagli anni '40 del XX secolo in aree caratterizzate da sviluppo industriale e attività petrolchimica (presumo anche tramite estrazione di gas e petrolio) e ricorda come la comunità di Brownwood, sobborgo della città di Baytown ha dovuto abbandonare il sito in quanto a causa della subsidenza il terreno era costantemente alluvionato.