Corso di Geomorfologia: Lezione 10

L’azione della gravitàg

Marco Materazzi

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L’azione della gravità come agente morfogenetico si esplica attraverso tre differenti tipologia di depositi/processi

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Comunemente si attribuisce la formazione dei detriti su una parete o su un versante all’azione del clima,inteso come variazioni di temperatura o come congelamento di acqua lungo le fratture. Invece laframmentazione in detriti di una parete non dipende esclusivamente da fattori climatici, tanto che alcuniautori hanno introdotto il termine telogenesi (dal greco τελόσ, ultimo) per indicare quella fasedell’evoluzione di una roccia che e provocata dal suo ritorno all’affioramento. I processi di telogenesi di unaparete, oltre ai fattori climatici, sono molto numerosi: decompressione della parte superficiale portata inaffioramento, instabilita sismica, alterazione biologica ecc…Questo concetto implica quello di fatica, ossia un gran numero di sforzi applicati ripetutamente su unmateriale possono portarlo a rottura anche se ogni sforzo preso singolarmente non e assolutamente ingrado di farlo. La struttura di un materiale si modifica mentre diviene fragile. In tal modo dopo un numeromolto elevato di cicli diurni, una roccia puo rompersi per semplice termoclastismo (dilatazione termicadifferenziale, senza gelo).

La base dei versanti fortemente inclinati e la base delle pareti verticali sono in genere mascherate da unLa base dei versanti fortemente inclinati e la base delle pareti verticali sono in genere mascherate da unmantello di detriti di spessore variabile. Il crioclastismo, che può essere associato alla dissoluzione chimica,e la gravità sono i principali responsabili dell’accumulo dei detriti.La maggior parte di questi detriti è attualmente inattiva, stabilizzata e colonizzata dalla vegetazione. Questisi sono infatti formati in ambiente periglaciale durante le glaciazioni Detriti ancora attivi sono presenti aisi sono infatti formati in ambiente periglaciale durante le glaciazioni. Detriti ancora attivi sono presenti aipiedi delle pareti in alta montagna.

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ld d i i i iFalda detritica - Santorini

Conoidi detritici – Dolomiti, Italia

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Particolare di un deposito di versante - Tapeats Cave

Ghiaioni silicatici (Miesnotta - TN)Canyon – Colorado USA

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Conoidi detritici – Isfjorden, Norway

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In un soil creep i singoli elementi detritici di una roccia o di un terreno sono interessati da movimenti individuali dovuti alla sola forza di gravita, per cui:– avviene sempre, su tutti i pendii, anche con pochi gradi di inclinazione;– e un movimento lento assolutamente impercettibile;– e causato da cicli di imbibizione/essicamento, caldo/freddo, gelo/disgelo, sviluppo di radici, escavazioni di animali, arature, crescita di cristalli, ecc...;– si manifesta con scarpatine e decorticazioni del manto vegetale;si manifesta con scarpatine e decorticazioni del manto vegetale;– produce un accumulo di frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene definito deposito colluviale;– non ha ripercussioni a scala del tempo umana;– non si prendono misure per ostacolarlo

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Il soliflusso è generalmente associato ad ambienti periglaciali ed è connesso a alternati cicli di gelo e disgelo. Tuttavia può verificarsi anche in altri contesti. Più in generale, una certa massa di terreno molto imbevuta d’acqua è interessata da un colamento simile al moto di una massa molto viscosa, per cui:q , p– si verifica anche su versanti con modesta inclinazione, ma costituiti solamente da terreni argilloso-limosi;– lento ma percettibile;

è t d i bibi i di t t di t lt i i li iti di t i t d l– è causato da imbibizione di uno strato di terreno oltre i suoi limiti di saturazione, con superamento del limite di ritiro e del limite plastico e conseguente perdita di resistenza del materiale che inizia a fluire in diversi punti e su più livelli;– si manifesta generalmente su ampie porzioni di versante, con lobi, ondulazioni, decorticazioni e g p p , , ,terrazzetti;– produce un accumulo dei frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene definito deposito colluviale;

h i i i l d l t– non ha ripercussioni a scala del tempo umana;– non si prendono misure per ostacolarlo.

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Solifluction Lobes, Tien Shan Mountains, Kyrgyzstan

St t i lifl ti tStone stripes - solifluction terraces -Ward Hill, Scotland

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Il soliflusso è generalmente associato ad ambienti periglaciali ed è connesso a alternati cicli di gelo e disgelo. Tuttavia può verificarsi anche in altri contesti. Più in generale, una certa massa di terreno molto imbevuta d’acqua è interessata da un colamento simile al moto di una massa molto viscosa, per cui:q , p– si verifica anche su versanti con modesta inclinazione, ma costituiti solamente da terreni argilloso-limosi;– lento ma percettibile;

è t d i bibi i di t t di t lt i i li iti di t i t d l– è causato da imbibizione di uno strato di terreno oltre i suoi limiti di saturazione, con superamento del limite di ritiro e del limite plastico e conseguente perdita di resistenza del materiale che inizia a fluire in diversi punti e su più livelli;– si manifesta generalmente su ampie porzioni di versante, con lobi, ondulazioni, decorticazioni e g p p , , ,terrazzetti;– produce un accumulo dei frammenti staccati e spostati prossimo alla base del versante che viene definito deposito colluviale;

h i i i l d l t– non ha ripercussioni a scala del tempo umana;– non si prendono misure per ostacolarlo.

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Soil slips – Bacino dell’Imera, Sicilia

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Soil slips – Marche

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L’ersoione accelerata è il fenomeno per il quale le acque piovane rimuovono lo strato piu superficialedel suolo.Si distingue in due fenomeni differenti:– azione d’impatto, azione meccanica determinata direttamente dall’impatto di una goccia di pioggiabattente al suolo;battente al suolo;– azione di ruscellamento, azione di asportazione del materiale staccato dal terreno. Puo esserelaminare, a rivoli, concentrata.Presenta le seguenti caratteristiche:

i ifi i i dii id l i– si verifica su tutti i pendii con una ridotta copertura vegetale soprattutto se in terreno agranulometria non troppo grossolana;– agisce in maniera rapida e modifica rapidamente la morfologia di un versante;– e causato dall’impatto delle gocce di pioggia battenti al suolo, questo provoca lo spostamento dellee causato dall impatto delle gocce di pioggia battenti al suolo, questo provoca lo spostamento delleparticelle del terreno, la distruzione della struttura del terreno e il progressivo spostamento versovalle delle particelle;– l’erosione laminare forma delle superfici di denudazione anche molto estese, l’erosione a rivoli

d d i l hi h d d f di i l’ i l hi d l hi f di d iproduce dei solchi che tendono ad approfondirsi, l’erosione a solchi produce solchi profondi ed estesiche allargandosi verso monte tendono a diventare coalescenti producendo una morfologia a calanchi;– il materiale mobilizzato puo essere deposto anche molto lontano dal luogo di origine;– l’erosione superficiale comporta una perdita di suolo fertile volumetricamente molto consistentel erosione superficiale comporta una perdita di suolo fertile volumetricamente molto consistenteogni anno e ha quindi un notevole impatto alla scala del tempo umano;– viene normalmente contrastata con l’utilizzo di metodi di controllo meccanici o biologici

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Calanchi, Bacino dell’Imera - SiciliaCalanchi, Bacino dell Imera Sicilia

Calanchi, Monte dell’Ascensione - Marche

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Calanchi, Atri - Abruzzo

Calanchi Abbadessa (gessi) – Emilia Romagna

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Calanchi, Bacino dell’Imera - SiciliaCalanchi, Bacino dell Imera Sicilia

Calanchi/colamenti, Monte dell’Ascensione, Marche

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Calanchi stabilizzati, Monte dell’Ascensione, Marche

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Biancane – Val d’Orcia, ToscanaBiancane Val d Orcia, Toscana

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Biancane – Val d’Orcia ToscanaBiancane Val d Orcia, Toscana

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Biancane - BasilicataBiancane Basilicata

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Con il termine di frana si indicano fenomeni molto diversi di dimensioni molto variabili per i quali sipresenta talvolta una difficoltà di definizione. Molto semplicemente una frana può essere definitacome un movimento di masse provocato dalla gravita. Le evidenze geomorfologiche di una franasono costituite generalmente da una zona ripida posta ad una quota più alta (detta scarpata di frana)sono costituite generalmente da una zona ripida posta ad una quota più alta (detta scarpata di frana),che rappresenta il limite superiore di distacco delle masse rocciose, e una zona convessa nella parteinferiore, che rappresenta l’accumulo dei frammenti rocciosi. L’accumulo può essere di dimensionimolto varie: da pochi m3 di frammenti rocciosi caduti dalle pareti oppure di materiali argillosiscivolati sul pendio, a miliardi di m3 di rocce, come nelle grandi frane quaternarie che hannointeressato le Alpi.Su questa catena montuosa la frana di maggiori dimensioni si ritiene sia quella di Flims in Svizzera,poco a Ovest di Coira il cui volume originario e valutato in 13 km3; il movimento si verifico circapoco a Ovest di Coira, il cui volume originario e valutato in 13 km3; il movimento si verifico circa14˙000 anni fa, generando un accumulo in seguito ricoperto dal Ghiacciaio del Reno, come edimostrato dai numerosi erratici che ne coprono parzialmente la superficie.In sintesi fra i fattori che determinano le condizioni di instabilita dei versanti, occorre distinguerequelli che riguardano il versante stesso (il tipo di roccia o di detrito con le loro caratteristichemeccaniche, la giacitura degli strati, l’inclinazione del pendio) da quelli che si possono attribuire acause esterne. Fra queste vi sono sicuramente la piovosita, l’erosione dovuta alle acque incanalate oruscellanti il crioclastismo i fenomeni sismici e vulcanici e infine ma non ultime le attivitaruscellanti, il crioclastismo, i fenomeni sismici e vulcanici e infine, ma non ultime, le attivitaantropiche

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Varnes (1978) e Cruden & Varnes (1997) propongono una classificazione chesi basa sia sul tipo di movimento che sul materiale roccioso coinvolto. Inl i ll ti l i di i t i di ti i l i i i lirelazione alla tipologia di movimento si distinguono cinque classi principali

(crolli, ribaltamenti, scorrimenti – a loro volta suddivisi in traslativi erotazionali – espandimenti laterali e colamenti) a cui si aggiunge una sestaclasse (fenomeni complessi)classe (fenomeni complessi).

Ognuna di queste sei classi è poi suddivisibile, sulla base del tipo di materialeinteressato dal processo franoso (roccia, detrito e terra,), in tre sottoclassi,

t t l di 18 ti i ibiliper un totale di 18 tipi possibili.

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Crolli: massa in movimento staccatasi da un versante invariabilmente molto ripido oCrolli: massa in movimento staccatasi da un versante invariabilmente molto ripido overticale, che si sposta prevalentemente nell’aria.

Ribaltamenti: il movimento ha luogo per l’esistenza di un momento ribaltante attorno ad unpunto di rotazione posto al disotto del baricentro della massa interessata. Si sviluppanosu versanti ripidi e il trasporto si ha nell’aria. Dopo il loro innesco, dal macereto di franadiventa impossibile riconoscere un crollo da un ribaltamento; questi ultimi processipossono riconoscersi solo durante la loro fase incipiente.

Scorrimenti: il movimento ha luogo lungo una o più superfici di taglio:Scorrimenti: il movimento ha luogo lungo una o più superfici di taglio:Scorrimenti traslativi: si ha uno scivolamento lungo un piano preesistente al movimentofranoso, quale una superficie di stratificazione o di frattura o di faglia o di scistosità ecc.;Scorrimenti rotazionali: il movimento ha luogo lungo una o più superfici di taglio di

f i i t ll t i di i h i lineoformazione concave, e consiste nella rotazione di una massa rocciosa che si realizzaattorno ad un punto posizionato al di sopra del baricentro della stessa massa.

Colamenti: movimenti simili a quelli dei fluidi viscosi.Espandimenti laterali: movimenti diffusi in una massa rigida fratturata legati a prevalentiEspandimenti laterali: movimenti diffusi in una massa rigida fratturata, legati a prevalenti

forze di trazione; non si riconosce né una superficie basale di scorrimento né una zona dideformazione plastica ben definita.

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Fenomeni Complessi: il movimento risulta dalla combinazione di due o più tipi principalid i isopra descritti.

colamenti lenti - movimenti generalmente a bassa velocità, che coinvolgono terreni adelevato contenuto argilloso e basso contenuto d’acqua (in versanti non molto ripidi)l ti idi i ti l ità l t l t h i t l iùcolamenti rapidi - movimenti a velocità generalmente elevata che interessano perlopiù

terreni sciolti in presenza di un significativo contenuto d’acqua.Sprofondamenti - si verificano per il crollo della volta di una cavità sotterranea, antropicao naturale che abbia risentimento a piano campagna Si producono in superficie struttureo naturale, che abbia risentimento a piano campagna. Si producono in superficie strutturetipiche chiamate camini di collasso (sinkhole).

DGPV (Deformazione Gravitativa Profonda di Versante)- Movimento di massa moltocomplesso che si attua attraverso una deformazione perlopiù lenta e progressiva della

i h i bili fi i di tt ti d ll’massa rocciosa, senza che siano apprezzabili superfici di rottura continue. dell’ammassoroccioso che porta al collasso di parti di questo.

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Frana di crollo – Castellaro, Liguria, 2008

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Frana di crollo – Colorado, USA,

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Ribaltamento - Canada

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Frana di scorrimento rotazionale – Murazzano, Piemonte

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S i t t i l F t d ll M tti t (C lfi it )Scorrimento rotazionale - Fonte delle Mattinate (Colfiorito)

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Frana di scorrimento traslativo – Romania

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La Conchita, California. This landslide and debris flow occurred in the spring of 1995. Many people were evacuated because of the slide and the houses nearest the slide were completely destroyed. Fortunately, no one was killed or injured. Photograph by R.L. Schuster, U.S. Geological Survey.

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L C hit C lif i d l l i l ki d d t d th t f th lidLa Conchita, California, ground-level view, looking down a road, towards the toe of the slide. Photograph by R.L. Schuster, U.S. Geological Survey.

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Earth flow

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Valtellina, northern Italy,september 1992.A debris flow that occurredduring a great rainfall event on alarge debris fan

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Fenomeno di colamento Thistle Utah USAFenomeno di colamento -Thistle, Utah - USA

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Fire-related debris flows from Storm King Mountain, near Glenwood Springs, Colorado. A very hot and fast-moving wildfire in July of that year on the slopes of Storm King Mountain denuded the slopes of vegetation. An i t i t t d d b i fl f t i l th b d hill l d i th h l b t hillintense rainstorm generated debris flows from material on the burned hillslopes and in the channels between hills. Photograph by Jim Scheidt, Bureau of Land Management.

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