Geologiaper l’Italia

© Società Geologica Italiana, 2014

Geologiaper l’

© Società Geologica Italiana, 2014

“Vesuvius” di Andy Warhol, 1985. Dipinto, Acrilico su tela, Museo Nazionale di Capodimonte (Napoli)Fototeca della Soprintendenza Speciale per il PSAE e il Polo Museale della città di Napoli

ISBN 978-88-940227-1-1

Per saperne di più visita il sito web www.socgeol.ito scrivi a info@socgeol.it

Geologia per l’Italia

GeA - Geologia Energia Ambiente.................................................... pag. 1Geologia per l’Economia................................................................... » 4La Carta geologica d’Italia ................................................................ » 6Le acque sotterranee........................................................................ » 10Energia per l’Italia ............................................................................. » 13Il calore della Terra ........................................................................... » 16La Geologia, una scienza italiana..................................................... » 19Minerali-rocce: archivio geologico e ricchezza ................................. » 21I fossili: testimoni del passato e chiave del futuro............................. » 23Il clima del passato per capirne il futuro ........................................... » 25Mare Nostrum, la geologia dei mari italiani....................................... » 28Rischi naturali e cultura della prevenzione ....................................... » 31Terremoti: studio e prevenzione........................................................ » 33I vulcani: il difficile connubio tra rischio e fonte di risorse ................. » 35L’Italia che frana................................................................................ » 37Geologia medica............................................................................... » 38Il suolo: dove le rocce incontrano la vita........................................... » 41La Geologia e il ciclo dei rifiuti .......................................................... » 42Sviluppo sostenibile in un territorio da proteggere............................ » 45Antropocene: l’epoca dell’Uomo....................................................... » 47Geoscienze per i beni culturali.......................................................... » 49Istruzione ed educazione geologica ................................................. » 51Programmare il futuro ....................................................................... » 53

La Società Geologica Italiana (SGI) ha promosso la realizzazione diquesta pubblicazione con lo scopo di sensibilizzare l’opinione pubblicae le autorità politiche all’importanza delle geoscienze nell’affrontare itemi legati al fabbisogno delle risorse idriche, minerarie ed energeticheed al loro utilizzo sostenibile, oltreché alla conoscenza e pianificazionedel territorio per prevenire o mitigare il rischio da eventi catastrofici diorigine naturale. La geologia contribuisce anche alla conservazione evalorizzazione dei beni culturali e paleontologici. L’iniziativa prendespunto dal documento “Geology for Society” redatto dalla GeologicalSociety of London.

La pubblicazione è stata redatta con contributi originali di Alessio Argentieri,Massimo Bernardi, Domenico Calcaterra, Giovanni Capponi, Rodolfo Carosi,Paolo Censi, Francesco Latino Chiocci, Simonetta Cirilli, Sandro Conticelli,Domenico Cosentino, Giovanni Crosta, Stefano Dalla, Chiara D’Ambrogi,Carlo Doglioni, Elisabetta Erba, Fabrizio Galluzzo, David Govoni, PierfrancoLattanzi, Lorenzo Lazzarini, Carmelo Monaco, Roberto Mazza, MarianoMercurio, Vincenzo Morra, Marco Pantaloni, Silvia Peppoloni, Marco Petitta,Fabio Massimo Petti, Andrea Pietrosante, Davide Scrocca e Alessandro Zuccari.

Stampato il 5 dicembre 2014

La Società Geologica ltaliana è un’associazione senza finalità di lucroiscritta nel Registro delle Persone Giuridiche della Prefettura di Roma(prot. n. 603/2008 Area lV URPG).Fondata a Bologna il 29 settembre 1881 e dichiarata Ente Morale conRegio Decreto del 17 ottobre 1885, è la più antica associazionescientifica italiana che opera nel campo delle Scienze della Terra.Ha per scopo il progresso, la promozione e la diffusione delleconoscenze geologiche nei loro aspetti teorici e applicativi.

Sede

c/o Dipartimento di Scienze della TerraSapienza Università di RomaPiazzale Aldo Moro, 500185 Roma

Tel. + 39 064959390E-mail: info@socgeol.itWebsite: www.socgeol.itC.F. 80258790585

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AmbienteEnergia

La qualità della nostra vita dipende grandemente dalla nostra interazione conla TERRRA. Sì, tre erre per ricordarci che ci fornisce le RISORSE primarieper l’Uomo, a cominciare dall’acqua, i metalli, l’energia, l’aria stessa e labellezza del paesaggio. È però anche un pianeta vivo, le cui manifestazionicomportano dei RISCHI naturali con cui l’Uomo deve imparare a convivere.Perciò è necessaria una nuova forma di RISPETTO nei confronti della Terra,che deve contemplare la cultura della conoscenza di come è fatta e comefunziona: solo così saremo in grado di utilizzarne le risorse in modo da nondanneggiarla e a proteggerci in modo consapevole dai rischi. Il rispetto per ilpianeta è il nostro obiettivo per migliorare anche il ruolo dell’Uomo.

GeA - Geologia

Il ghiacciaio della Marmolada

La Geologia è compagna quotidiana del no-stro vivere in Italia e nel mondo, ed è sem-pre più necessario portare all’attenzionedella società civile, del mondo politico, del-

l’amministrazione pubblica, del mondo industriale,della scuola e dell’informazione mediatica, l’impor-tanza delle geoscienze per un rapporto futuro piùsano e consapevole con il nostro pianeta.

In Italia, oltre metà del territorio non è ancoradotato di una cartografia geologica adeguata, do-cumentazione di minima indispensabile per ogni at-tività umana. La carta geologica è come l’anatomiadel corpo umano: non si può valorizzare e proteg-gere la Terra se non la si conosce. Il completa-mento e l’aggiornamento continuo della CartaGeologica d’Italia e le relative carte tematiche do-vrebbero essere le priorità per ogni azione di tutelaambientale, e prerequisito per l’utilizzo delle risorsee un’efficace prevenzione dei rischi.

Il geologo e la cultura geologica devono essereadeguatamente valorizzati. È indispensabile pro-grammare un piano di rilancio delle discipline geo-logiche, finalizzato a creare il giusto equilibrio traUomo e Terra, attraverso la qualificata formazionedei nuovi geologi, la rinascita di un Servizio Geo-logico d’Italia al livello degli enti analoghi presentiin altri paesi, il riconoscimento del ruolo del geologoprofessionista, che capillarmente e quotidianamenteopera sul territorio, il rilancio degli studi geologicid’avanguardia, che permettano un avanzamentonella comprensione dei meccanismi di funziona-mento della Terra.

Un’azione in tal senso deve partire da alcunifondamentali punti qualificanti:– l’istruzione ed educazione geologica nelle scuole– investire nella preparazione di geologi qualificati,

custodi del territorio e della sicurezza civile– valorizzare le materie prime a cominciare da

beni primari come l’acqua, l’aria e le risorse na-turali del suolo e sottosuolo

– incentivare l’utilizzo responsabile delle risorseenergetiche

– completare e aggiornare costantemente la carto-grafia geologica nazionale, strumento indispensa-bile per ogni pianificazione territoriale

– rilanciare il Servizio Geologico d’Italia qualestruttura di riferimento tecnico-scientifico per loStato

– promuovere le geoscienze come strumento imprescindibile per convivere con i rischi naturalie gestire in modo sostenibile il nostro territorio

– contribuire a trasformare la cultura dell’emer-genza in cultura della prevenzione

– trasferire ai cittadini l’idea del territorio come valore da salvaguardare e condividere

Da tutto ciò si propone un progetto per l’Italia:

GeA - Geologia-Energia-Ambiente

Fin dall’antichità, lo sviluppo dell’uomo è statodeterminato dal suo rapporto con la Terra. Non c’ècampo della storia sociale ed economica che nonsia stato profondamente influenzato da come ab-biamo saputo utilizzare le materie prime, dall’acqua,ai metalli, agli idrocarburi. Le geoscienze sonoquanto mai attuali a tutti i livelli, dai rischi naturali,ma ancor più per un più equilibrato convivere, trala necessità di progresso e il patrimonio naturaleche il pianeta ci ha messo a disposizione.

Ci troviamo ad un bivio fondamentale nella storiadell’uomo: metà delle risorse petrolifere è stata uti-lizzata, e la seconda metà verrà consumata in tempimolto più rapidi della prima, vista la crescita indu-striale dei paesi emergenti e l’incremento demogra-fico, due fattori che ineluttabilmente portano ad uncontinuo aumento dei costi degli idrocarburi. Ciò richiede in qualche decennio una trasformazioneradicale del sistema di produzione energetica e diuna maggiore attenzione ai temi di carattere am-bientale, cioè di come e quanto l’uomo degradil’ambiente, e di come e quanto l’uomo debba di-fendersi dagli eventi e dai processi naturali.

Per migliorare la nostra coscienza ecologica,siamo obbligati a conoscere sempre di più i segretidi come la Terra è fatta e di come funziona. È ne-cessario capire i processi che regolano i meccani-smi geologici, a tutte le scale. Per esempiodobbiamo ancora capire perché si muovono i con-tinenti, analizzare come avvengono le emissionigassose dal sottosuolo, studiare i processi che por-tano alla formazione di minerali, solo per citare alcuni esempi, perché è da queste conoscenze chederivano le migliori applicazioni.

Il progetto GeA ha questa ambizione: rilanciarela ricerca di base nelle geoscienze per poter tra-durre al meglio il contributo della geologia all’emer-genza energetica e ambientale.

Le scienze di base in tutto il mondo si sono rivelate il miglior investimento per lo sviluppo eco-nomico. Molte nazioni che avevano deviato la loroattenzione e i finanziamenti alla ricerca applicatasi sono poi rese conto dell’errore e da anni stannoreinvestendo nelle conoscenze primarie dellascienza. Da queste trascendono poi le migliori ap-plicazioni. La geologia in senso lato è una disciplinache contiene lo studio della struttura ed evoluzionedelle componenti chimiche, fisiche e biologichedella Terra. Necessita dunque di un approccioquanto mai multidisciplinare, con analisi spettrosco-piche di minerali e rocce, mappatura e monitoraggiodella geologia di superficie, “ecografie” del sotto-

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suolo, ecc. Sono ricerche indispensabiliche negli ultimi anni hanno subito undrastico stop per la carenza di fondiper la ricerca. Sempre meno geologipossono studiare la Terra oggi inItalia, a danno di tutti.

Il nostro dovere è dunque difar presente al Governo Italianoche investire nel progetto GeA si-gnifica contribuire non solo al progresso scientifico, maanche a pianificare un futuromigliore per la nazione. La ricerca geologica finalizzataalla scoperta e ottimizzazionedelle risorse terrestri e alla pre-venzione e mitigazione dei rischiambientali non può prescindere dauna profonda conoscenza delle di-namiche del pianeta, siano esseavvenute nel passato oppure tut-tora attive. È proprio il conoscereciò che è avvenuto in passato apermetterci di fare modelli predittiviper il futuro e a conoscere il pre-sente della geodinamica terrestre.

In questo quadro lo studio dettagliato dei ma-teriali geologici (minerali, rocce, acqua, gas) e lacomprensione delle loro relazioni con la dinamicadel sistema Terra sono la base per la compren-sione della geodinamica. Gli studi geologici e geologico-strutturali da una parte, e quelli mine-ralogici, petrografici e geochimici sono i punti cardine per la definizione degli enormi trasferi-menti di massa mossi dai processi della dinamicadel globo e delle ripercussioni sull’ambiente esull’uomo.

Il progetto GeA si articola in tre parti con relativiobiettivi: 1) Geologia: implementare la ricerca di base2) Energia: progetti per risorse e applicazioni inno-

vative3) Ambiente: implementare il rapporto Terra-Uomo

1) GEOLOGIA - È indispensabile riavviare lamacchina della ricerca di base perché è fondamen-tale continuare ad investire nelle conoscenze pri-marie: tutto ciò con cui interagisce l’Uomo ha unprofondo legame con la geologia. In Italia dobbiamoa) continuare le ricerche marine e terrestri per com-prendere la struttura geologica dell’Italia; b) rimo-dernare e mantenere le strumentazioni analitichedi spettroscopia, datazioni radiometriche e analisichimiche che permettano il prosieguo delle attivitàdi ricerca fondamentali; c) rilanciare studi di geolo-

gia che contribuiscano a tenere viva la grande tra-dizione geologica italiana, con ricerche sul terreno,studi teorici e sperimentali sui meccanismi di fun-zionamento della dinamica del pianeta; d) comple-tare la mappatura geologica al 50.000, in sinergiacon il Servizio Geologico d’Italia-ISPrA; e) mante-nere la partecipazione italiana in grandi progetti diricerca internazionali.

2) ENERGIA - È necessario tradurre le cono-scenze geologiche per lo sviluppo di un piano stra-tegico energetico nazionale. Le geoscienze devonoessere protagoniste nel valutare come continuarea coltivare le risorse minerarie, rilanciare lo sviluppoprogettuale della geotermia sia ad alta che a bassaentalpia; implementare gli studi nel campo dell’ener-gia eolica, solare e mareale; continuare nella mil-lenaria tradizione di reperire rocce e metalli a finiapplicativi e industriali.

3) AMBIENTE - Si devono porre delle prioritàper la tutela dell’uomo e dell’ambiente, dagli studisulla pericolosità sismica e vulcanica, a quelli digeologia medica per contrastare le patologie dovuteall’inquinamento naturale di gas e acque; dal rischioidrogeologico alla tutela delle risorse idriche; dallericerche di minerali per applicazioni terapeutichealla salvaguardia ambientale; dallo studio del climapassato alle azioni necessarie per diminuire leemissioni di gas serra.

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La carta geologica è analoga all’anatomia del corpo umano.

Localizzare ed estrarre “risorse geologiche”è vitale per il PIL di ogni nazione. L’usodi “materie prime minerali” nei processiproduttivi così come l’uso dei combustibili

fossili per la produzione energetica sostengono ilnostro benessere.

Si stima che il settore estrattivo delle materieprime non energetiche (materiali da costruzione eminerali solidi) fatturi circa 4 miliardi di € all’annoin Italia, con la filiera produttiva del settore che rap-presenta complessivamente un volume d’affariannuo di circa 40 miliardi di €1.

L’attività di estrazione e produzione di olio e gas ha avuto un fatturato in Italia nel 2012 di circa 7,3 miliardi di €2 ai quali si aggiungono circa15 miliardi di € (dato 2010) di fatturato del “para-petrolifero italiano nel mondo”, cioè la fornitura diservizi per le attività petrolifere3. Il gettito fiscale peril settore petrolio e gas in termini di royalties, Ca-noni e Imposte nel 2011 è stato di circa 1.3 miliardidi €, in progressivo aumento negli anni successivi.

In base alle stime di Assomineraria il settoreestrattivo (minerali industriali, esplorazione e pro-duzione di petrolio e gas naturale, “para-petrolifero”)occupa in Italia, al 2011 circa 65.000 addetti (di cui13.000 direttamente coinvolti nell’attività Italia4).

In base alle stime Anepla il settore Lapidei e affini – comprendente l’industria delle cave di aggregati e materiali da costruzione – è costituitoda circa 14.000 addetti6.

A questi numeri si potrebbero aggiungere unaparte importante degli addetti della filiera del settoreedilizia e tutti quelli del settore calce-gesso-cemento,settori industriali che dipendono direttamente dal-

l’approvvigionamento di materie prime minerali, dicui una parte importante estratte in Italia.

Attualmente l’Italia risulta fortemente dipendentedalle importazioni di energia e in parte anche dalleimportazioni di prodotti di miniere e cave. L’attivitàdi produzione di olio e gas copre circa il 10% delladomanda italiana2: abbiamo importato nel 2011 materie prime energetiche per quasi 66 miliardi di €5. Per quanto riguarda i prodotti delle minieree delle cave nel 2011 il valore delle importazioniannue è stato di quasi 3,5 miliardi di €, senza con-tare i metalli di base che rappresentano ulteriori 18 miliardi di €5. Le statistiche degli ultimi 10 annimostrano che le importazioni sono in aumento.

L’EU ha identificato inoltre una lista delle materieprime minerali, il cui approvvigionamento può agirecome “collo di bottiglia”, limitando la crescita eco-nomica. Ad esempio le Terre Rare (REEs), la cuidomanda è in continua crescita a causa del loroutilizzo nelle applicazioni di alta tecnologia comegli schermi al plasma, l’imaging medico e le tecno-logie “verdi” come le turbine a vento e i veicoli ibridi.

Dagli esempi sopra riportati si può avere un’ideadell’importanza del contributo della geologia nel-l’economia nazionale. L’Italia dispone di un certopotenziale di per quanto riguarda le risorse ener-getiche, i minerali solidi e i materiali da costruzione:promuovere l’utilizzo sostenibile di queste “risorsegeologiche” in alternanza all’importazione rappre-senterebbe un’occasione di crescita economica peril Paese. La Strategia Energetica Nazionale7 ponetra i diversi obiettivi quello di potenziare la produ-zione di olio e gas entro il 2020 arrivando a coprireil 14% del fabbisogno nazionale. Per quanto ri-

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La Geologia gioca un ruolo essenziale in molti settori dell’economia, in Italiacosì come a scala globale. La crescita economica sostenibile (finanziaria,ambientale, sociale) richiede fonti affidabili di risorse energetiche e minerarie,approvvigionamento certo di acqua potabile in aggiunta ad una produzionealimentare continuativa e sostenibile. In ognuna di queste tematiche ilcontributo della Geologia con le sue diverse discipline è determinante, a partiredalla localizzazione delle risorse.

Geologia per l’Economia

guarda i minerali solidi e i materiali da costruzionenon esiste ancora una strategia nazionale.

Dobbiamo essere consapevoli comunque chetutte le “risorse geologiche” (materie prime mine-rali, energia, acqua) sono limitate e non rinnovabili.L’impatto del processo estrattivo e di trasformazionesarà in futuro sempre più profondamente sentitodalla società. Ci sarà una popolazione mondiale increscita che giustamente si attende una maggioreprosperità e una distribuzione più equa del benes-sere prodotto dall’utilizzo delle risorse.

Tutte queste problematiche possono mettere arischio lo status quo economico e costituiscono fat-tori critici per la continuità produttiva di alcune industrie strategiche come quella mineraria e dellecostruzioni. Allo stesso tempo queste problematichepresentano anche opportunità di innovazione perla futura crescita e stabilità economica, dove la geologia avrà un ruolo sempre più rilevante nell’in-dividuare le risorse ed indirizzarne l’utilizzo. Gli ele-menti di pianificazione sovranazionale europeacome gli obiettivi ambientali e di de-carbonizzazionedefiniti dal Pacchetto europeo Clima-Energia 2020rappresentano opportunità per lo sviluppo delle no-stre tecnologie e competenze, nonché la loro pos-sibile esportazione all’estero.

L’Italia mantiene un significativo know-how nelsettore petrolifero e nell’industria delle costruzioni.In Italia la legislazione e le tecniche di recuperoambientale nel settore cave-miniere sono partico-

larmente efficaci ed avanzate. Il settore dei mineralisolidi è debole in confronto ad altri paesi europei,ma industria ed accademia hanno un grande pa-trimonio di conoscenze e un forte potenziale nellaricerca geologica di base.

L’Italia potrebbe, investendo in tecnologia e ricerca, attraverso la valorizzazione delle propriecompetenze anche nel settore disciplinare dellegeoscienze, proporsi a livello europeo come hubtecnologico-culturale per lo sviluppo economico so-stenibile nei settori energetico e delle materie primeminerali.

Note1 CrIET, Centro di ricerca Interuniversitario in Eco-

nomia del Territorio - Università di Milano-Bicocca - Atti“l settore delle attività estrattive in Italia. Un’analisi eco-nomico-finanziaria per uno sviluppo sostenibile”, 4 luglio2012.

2 rapporto Ambientale Assomineraria 2013.3 Convegno Assomineraria, 30 marzo 2010 - risorse

naturali, occupazione e comunità locali: proposte percontrastare la crisi. Introduzione Claudio Descalzi.

4 Audizione sul tema Strategia Energetica NazionaleXa Commissione, Senato della repubblica 30 ottobre 2012.

5 Le importazioni italiane di materie prime” reportICE 2012 su dati Istat.

6 Da sito web istituzionale Anepla, consultato 5 giugno2014.

7 Strategia Energetica Nazionale - Min. Sviluppo Eco-nomico - 2013.

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Figura 1 - Cava di calcare - Visibile il recupero ambientale dei gradoni già coltivati.

Carta geologica e conoscenza del territorio

La carta geologica è l’oggetto che meglio rap-presenta, in modo chiaro e sintetico, attraverso l’uti-lizzazione di colori, simboli, legende, schemi, lecaratteristiche geologiche del territorio, emerso esommerso, nelle sue espressioni superficiali e sot-terranee. In particolare, vengono rappresentate lerocce affioranti o che costituiscono i fondali marini,delle quali sono descritti i caratteri litologici (com-posizione, struttura, tessitura, giacitura, colore, coerenza, ecc.), il contenuto paleontologico e mi-neralogico, lo spessore, i rapporti stratigrafici e tet-tonici, l’età. Sono rappresentate le deformazioni chele rocce hanno subito dopo la loro formazione emessa in posto e le strutture in cui sono state coin-volte (pieghe, faglie). Viene ricostruito l’ambiente incui le rocce si sono formate e gli ambienti che hannodeterminato i loro cambiamenti o le loro trasforma-zioni nel tempo. Vengono rappresentate le strutturemorfologiche (es., circhi glaciali, terrazzi marini efluviali, grotte, canyon sottomarini, ecc.), le sorgenti,le discariche e le attività antropiche collegate allosfruttamento delle risorse naturali (es., pozzi, son-daggi, cave, miniere). Particolare rilevanza vienedata alla rappresentazione delle frane.

Alle attività di rilevamento direttamente sul ter-reno e alle indagini geofisiche nel caso delle areesommerse, si accompagnano le analisi e gli studiche vengono effettuati in laboratorio: biostratigrafici,petrografici, geochimici, isotopici, ecc.

La carta geologica rappresenta inoltre la base dipartenza per realizzare le carte geotematiche, attraverso le quali vengono approfondite le cono-scenze del territorio relativamente a tematiche spe-cifiche. Tra le più importanti, anche dal punto di

vista applicativo e per la previsione e prevenzionedei rischi naturali (idrogeologico, sismico, vul-canico), citiamo le carte geomorfologiche, idrogeo-logiche, di stabilità dei versanti, di pericolositàgeologica, geofisiche, neotettoniche. La carta geo-logica è anche la base per gli studi di microzona-zione sismica, fondamentali per una correttapianificazione urbanistica. Ugualmente importante èla conoscenza geologica: per la salvaguardia del-l’ambiente dai pericoli di inquinamento delle faldeidriche, dei corsi d’acqua, dei laghi e dei mari; perla difesa delle coste; per il corretto sfruttamentodelle risorse naturali, prima tra tutte quella idrica;per l’utilizzo delle fonti energetiche, in particolaredell’energia geotermica di cui il nostro paese èricco; per l’individuazione di siti idonei per l’eventualestoccaggio delle scorie radioattive e della CO2; perla progettazione di opere infrastrutturali; per garantire la reale efficacia degli interventi per ladifesa del suolo.

Appare evidente come la mole di dati rilevati,analizzati e interpretati per realizzare una carta geo-logica e geotematica e su questa rappresentati costituisca un patrimonio conoscitivo imprescindibileper qualsiasi forma di attività di pianificazione edi programmazione territoriale e di supporto adogni iniziativa, intervento e azione mirata alla sal-vaguardia ambientale e alla difesa dalle calamitànaturali. Questo è tanto più vero per un paese in-dustrializzato e densamente abitato come l’Italia,dove gli insediamenti, le infrastrutture, le attività pro-duttive e l’enorme patrimonio storico-architettonicodevono confrontarsi con la complessità (Fig. 1) e la“fragilità geologica” del territorio, determinata dallaricorrenza dei fenomeni naturali (frane, alluvioni, ter-remoti, eruzioni vulcaniche, bradisismo, subsidenza,ecc.) che lo caratterizzano e trasformano. È ugual-

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La carta geologica e la conoscenza del territorio sono la base per qualsiasiazione di tutela ambientale, di protezione civile e di pianificazione territoriale.Oltre metà della nazione non è ancora coperta da una cartografia geologicamoderna. È urgente riavviare la mappatura dell’Italia.

La Carta geologicad’Italia

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Figura 1 - Carta Geologica d'Italia alla scala 1:1.000.000 (Servizio Geologico d’Italia/ISPRA, 2011).

mente chiaro che, per gestire in modo congruentee costruttivo una tale mole di dati, rendendoli facil-mente reperibili, utilizzabili e aggiornabili, è neces-sario disporre di una strutturazione logica delleinformazioni. I Sistemi Informativi Geografici rappre-sentano oggi uno dei principali strumenti di gestione,elaborazione ed analisi delle conoscenze in ambitoterritoriale, oggi ampiamente utilizzati nel campodella cartografia geologica.

Stato dell’arte della Carta geologica d’Italia

All’indomani della proclamazione del regnod’Italia, nel dicembre del 1861 prende l’avvio il pro-getto per la realizzazione della Carta geologicad’Italia – intesa come carta geologica ufficiale delloStato –, allo scopo di dotare il Paese di uno stru-mento ritenuto fondamentale per la conoscenza

del territorio e delle risorse naturali indispensabiliper lo sviluppo economico, analogamente a quantostava avvenendo in altri paesi europei. La realiz-zazione delle carte, da pubblicare alla scala1:100.000, inizia concretamente solo nel 1877 eprocederà con alterne vicende fino alla metà deglianni ’70; i criteri di rilevamento cambiano ovvia-mente col tempo, riflettendo l’evoluzione delle co-noscenze geologiche nel corso di un secolo.Sempre negli anni ’70, il Comitato Geologico, pre-sieduto da Ardito Desio, pone l’accento sulla ne-cessità che, per dotare il Paese di una cartografiaveramente utile a livello operativo, vista la fragilitàdel territorio, fosse necessario procedere alla rea-lizzazione di carte alla scala 1:50.000. Inizia cosìil nuovo progetto per la realizzazione della carto-grafia geologica ufficiale alla scala 1:50.000, chesolo alla fine degli anni ’80 riceve finanziamenti sufficienti per operare una programmazione a scalanazionale.

Il nuovo progetto, denomi-nato “Progetto CARG” (CArto-grafia Geologica), nasce dal-l’esigenza di realizzare una moderna cartografia geologicacomprensiva delle parti a ma-re, da pubblicare alla scala1:50.000, con associata unabanca dati a scala 1:25.000 adelevato contenuto informativo,partendo da un rilevamento allascala 1:10.000 che garantisceun buon dettaglio. Il progetto,coordinato dal Servizio Geolo-gico d’Italia (ora in ISPrA), or-gano cartografico dello Stato aisensi della L. 68/60, viene rea-lizzato attraverso la collabora-zione con regioni, provinceautonome, università e C.N.r.,seguendo normative a valenzanazionale che garantisconol’omogeneità delle carte e dellabanche dati e il raccordo tra lastruttura centrale e le regioni eprovince autonome.

Le risorse finora dedicate al progetto CArG, pari a circa € 81.260.000,00, hanno consen-tito l’avvio di 255 Fogli geologici,che rappresentano circa il 40%del territorio nazionale, e di 14fogli geotematici sperimentalialla scala 1:50.000, più varie at-tività strumentali al progetto. Aquesti si aggiungono i fogli geo-

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Figura 2 - Distribuzione dei fogli geologici realizzati o in corso di realizzazioneattraverso il Progetto CARG o direttamente dal Servizio Geologico d’Italia/ISPRA.

logici realizzati/in corso di realizzazione da partedel Servizio Geologico d’Italia direttamente o in col-laborazione con università, a partire dalla metà deglianni ’70. Complessivamente abbiamo 277 fogli geo-logici realizzati/in corso di realizzazione (in massimaparte visualizzabili sul sito web dell’ISPrA) a frontedi 375 fogli non ancora avviati (Fig. 2).

Le carte finora realizzate costituiscono per i tec-nici, amministratori e politici delle autorità nazionalie locali strumenti fondamentali per la programma-zione e pianificazione dell’uso del territorio nonchéper la tutela e difesa dello stesso (es. per la pre-disposizione di piani di bacino, piani di previsionee prevenzione dei rischi naturali, piani territorialipaesistici regionali, ecc.). L’evoluzione degli stru-menti GIS permette inoltre di fornire un contributosignificativo al processo di diffusione e condivisionedelle informazioni territoriali con gli altri Enti dellaPubblica Amministrazione e con una utenza piùvasta che va dal mondo della ricerca, all’impresa,ai cittadini.

Da sottolineare anche che il Progetto CArG hadato un forte impulso alla ricerca scientifica nelcampo delle geoscienze e ha rivestito, fino ad al-cuni anni fa, una grande importanza dal punto divista occupazionale, avendo contributo alla for -mazione e alla occupazione giovanile in campogeologico di circa 500-600 persone per anno, pre-valentemente laureate.

Si sottolinea come il Progetto CARG non ri-ceva finanziamenti consistenti dal 1999. La necessità che esso continui è stata più volte messain evidenza negli ultimi anni dall’intera comunità

scientifica, dall’ISPrA, dal Consiglio Nazionale deiGeologi e dalle regioni e province autonome conappelli alle forze politiche e al Capo dello Stato, adimostrazione dell’importanza strategica del pro-getto CArG per il nostro Paese.

La prosecuzione del Progetto CArG è la con-dizione minima per colmare il gap che dal punto divista della conoscenza geologica del territorio ci divide dal resto dell’Europa. Buona parte dei paesieuropei ha infatti completato la copertura geologicanazionale, anche a differenti scale e sviluppandovarie tematiche (es., idrogeologia, suoli, pericolo-sità, risorse minerarie), con relative banche dati. E non si tratta solo dei paesi più “ricchi” e sviluppati(Germania, regno Unito, Francia, ecc.); ancheSpagna e Grecia, ad esempio, sono molto piùavanti dell’Italia! Questi Paesi, e i relativi servizigeologici nazionali, possiedono così un formidabilepatrimonio di conoscenze per pianificare corretta-mente gli interventi sul territorio e prevenire gli effettidei rischi naturali. L’Italia invece, soggetta ad ognigenere di rischio – idrogeologico, sismico, vulca-nico – e con problemi enormi di inquinamento, stoc-caggio di scorie radioattive, discariche, erosionedelle coste, ecc., ha una cartografia geologica cheper circa il 60% è del tutto inadeguata o che, perle carte dell’800, ha un semplice valore storico.

Come ha detto recentemente il nostro Presi-dente della repubblica, la messa in sicurezza delterritorio deve essere considerata un problema prio-ritario del nostro Paese. Disporre di una modernacartografia geologica è la condizione essenziale peroperare in questo senso.

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Le acque sotterranee rappresentano la piùimportante risorsa idrica per il Pianeta, daun lato perché costituiscono il 97% delleacque dolci (soltanto il 3% provengono da

fiumi e laghi), dall’altro perché la loro rinnovabilitàattraverso il ciclo dell’acqua e la loro elevata qualitànaturale le rende preziose per l’approvvigionamentoidrico e per le necessità ambientali. Il carattere “nascosto” di questa risorsa ne rendepiù facilmente possibile la tutela, apatto di riuscire a spiegarne la naturae l’importanza ai non addetti ai lavori.

Il concetto classico che è statoadottato universalmente è quello di“serbatoio” o “risorsa” idonea allo sfrut-tamento, per soddisfare le esigenzeantropiche, dapprima semplicementepersonali/potabili, poi col tempo piùampiamente destinata agli usi più diversi, agricoli, industriali e financhericreativi. Questo approccio negli ultimianni ha lasciato il posto alla consape-volezza che l’importanza delle acquesotterranee va ben oltre l’uso antro-pico, in quanto custodi di servizi am-bientali, ecologici e più in generaleconnessi alla biosfera. Tant’è che allosfruttamento si è progressivamente sostituito il concetto di prelievo soste-nibile, dove i limiti sono imposti nonpiù dal tasso di rinnovamento della risorsa in funzione di quanto provienedalle precipitazioni, ma dall’esigenzadi coniugare le richieste antropiche conle esigenze ambientali.

Non tutti sanno che lo stesso ciclo delle acquesuperficiali avrebbe vita breve se non fosse con-nesso e alimentato da quello delle acque sotterra-nee; infatti, i nostri fiumi e laghi ricevono acqua nonsoltanto dalle piogge, ma soprattutto in loro as-senza, nei periodi siccitosi, il deflusso è garantitodalle acque provenienti dal sottosuolo, che attra-verso le sorgenti (altro ambiente di importanza

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Le ACQUEsotterranee

L’acqua è il bene indispensabile assoluto, per la vita, l’ambiente, l’uomo e lasua organizzazione societaria. Oltre a quanto visibile, dalla pioggia ai corsid’acqua, dai ghiacciai ai mari e agli oceani, l’acqua è presente anche nelsottosuolo del nostro pianeta, dando vita alle risorse idriche sotterranee,patrimonio pregiato e nascosto, accessibile a tutti soprattutto grazie alcontributo dei geologi.

assoluta) riversano nei fiumi le acque che hannoviaggiato per tempi più lunghi nel sottosuolo, mesi,anni, o addirittura secoli.

La maggior parte della popolazione italiana siapprovvigiona da acque sotterranee, attraverso acquedotti lunghi decine fino ad oltre il centinaio di chilometri. Questa disponibilità idrica sotter -ranea, nettamente superiore rispetto a quella dimolte altre nazioni europee ed extraeuropee, ciconsente di avere disponibile a casa nostra l’acquadi sorgente, e non quella necessariamente depurataproveniente da bacini o corsi d’acqua superficiali,molto più diffusi anche in paesi occidentali menofortunati da questo punto di vista. L’abbondanza diacque sotterranee è un’altra peculiarità del territorioitaliano, connessa e dipendente dalla particolarestoria e diversità geologica.

Ad esempio, in Appennino sono presenti oltreun centinaio di sorgenti di portata superiore ai 1000litri al secondo, con massimi di 18000 litri al se-condo. Captare una sola di queste sorgenti con-sente di approvvigionare città di milioni di abitanti,come avviene per roma.

Oltre alla risorsa immagazzinata nei grandi mas-sicci montuosi, spesso interessati da carsismo, lezone pedemontane e alluvionali dei corsi d’acquae molte aree costiere della nostra penisola sonosede di risorse altrettanto pregiate e abbondanti.Queste acque sotterranee sono maggiormente a rischio di inquinamento, per la propria natura difalde freatiche, cioè separate dalla superficie sol-tanto da una zona permeabile non satura d’acqua,che le rende quindi vulnerabili ai composti inqui-nanti provenienti dalle diverse attività antropiche.

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L’acqua nel sottosuoloL’acqua sotterranea nell’immagi-

nario collettivo prende i contorni di"fiumi" o "vene" sotterranee, chenella realtà esistono soltanto in con-dizioni particolari come nelle areecarsiche. Questo accade perché legrotte carsiche sono l’unica vera "finestra" che abbiamo a dispo -sizione nel sottosuolo. Nella stra-grande maggioranza dei casi però leacque sotterranee si muovono "at-traverso" il terreno e le rocce, e nonin grandi spazi vuoti. Infatti, ogni roc-cia presenta al suo interno dei mi-croscopici vuoti tra i granuli o iminerali che la compongono: lad-dove questi piccoli spazi sono inter-comunicanti tra loro, l’acqua che siinfiltra dalla superficie riesce a muo-versi, lentamente e arricchendosi diioni e molecole sottratte alla roccia.Tutte le rocce sono quindi dotate diuna propria permeabilità, cioè la capacità di farsi attraversare dall’ac-qua. Anche in questo caso però lavarietà presente in natura consentedi distinguere tra acquiferi (rocce portatrici di acqua), "aquicludes" (rocce praticamente impermeabili,dove l’acqua si muove con estrema difficoltà e tempi lunghissimi) e acquitardi (rocce in cui la circolazioneidrica è possibile, ma per quantità limitate e tempi lunghi). Nel sottosuolo distinguiamo una zona nonsatura, in cui i vuoti della roccia sono parzialmente riempiti da acqua e per il resto da aria, al di sottodella quale si trova una zona "satura", la vera e propria falda, in cui tutti i microscopici vuoti sono riempitida acqua, in grado di muoversi per effetto del "gradiente idraulico", secondo una pendenza quasi impercettibile, ma che consente all’acqua di arrivare fino alle sorgenti e tornare quindi in superficie.

Queste ultime si concentrano in corrispondenza dicentri urbani e aree industriali limitrofe, determi-nando la presenza di centri di potenziale pericoloda cui gli inquinanti possono accidentalmente penetrare nel sottosuolo e raggiungere le falde.

Queste risorse sono quindi oggi parzialmenteinadatte all’uso, nonché talvolta non idonee alle necessità ambientali. Le principali tipologie di inquinamento riscontrate in falda sono riconducibilialle attività agricole (fertilizzanti, tra cui maggior-mente diffusi sono i nitrati e gli altri composti azotati,e pesticidi), alle attività industriali (tra cui spiccanogli idrocarburi, i metalli pesanti e i solventi) e allestesse aree urbane (inquinamento microbiologicoe ancora da nutrienti, in particolare specie azotate).L’intenso utilizzo delle falde costiere ha anche innescato il richiamo di acque salmastre o addirit-tura saline di origine marina, che si intrudono risa-lendo sotto le falde pregiate di acqua dolce,pregiudicandone la qualità, in molte aree costieresoggette ad antropizzazione, come del resto è granparte del nostro territorio. In questi casi si rendenecessario procedere al risanamento e alla bonificadelle falde contaminate, procedura che richiedetecniche complesse e tempi lunghi, a fronte dispese ingenti se non proibitive.

L’acqua sotterranea rappresenta, in sintesi, unadelle poche risorse naturali di cui il nostro paeseè particolarmente ricco, e la sua geodiversità dàorigine ad acque le più varie possibili, tanto da offrire una varietà di acque minerali e termali cherappresentano anche economicamente un valoreaggiunto. Paradossalmente, l’abbondanza rappre-senta un ostacolo ad un uso moderno e attentodella risorsa idrica, perché al contrario di paesi abi-tuati a combattere la siccità e la scarsità, la nostracultura dell’acqua, dai tempi dell’Impero romano,è improntata al suo utilizzo e non al suo risparmio.La società attuale, le crescenti necessità e soprat-tutto le sempre più ricorrenti crisi idriche, impon-gono ai geologi non solo di offrire il loro contributotecnico-professionale, ma anche di compiereun’opera di sensibilizzazione e di comunicazioneaffinché tutti comprendano l’importanza di questarisorsa “nascosta”.

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I cambiamenti climaticie la disponibilità idrica

Negli ultimi anni ci si è resi progressivamenteconto che l’aumento della richiesta idrica, soprat-tutto sotterranea, da parte delle attività umane siè avvicinata pericolosamente al valore della suadisponibilità di risorsa rinnovabile, finanche in numerosi casi a superarlo, rendendo necessarioun generale ripensamento della gestione idrica.Da un lato è stato introdotto il concetto che partedella risorsa debba essere destinata al manteni-mento di condizioni ambientali ottimali per la vitaanimale e vegetale, dall’altro le modificazioni cli-matiche avvertite a scala globale hanno deter-minato variazioni significative della disponibilitàsulle singole porzioni di territorio. Senza entrarenel merito delle cause dei cambiamenti climatici,il loro effetto sulla risorsa idrica è ormai noto edestinato a crescere nel prossimo futuro. Oltreagli effetti diretti (aumento delle temperature, va-riazioni della distribuzione delle piogge), sonoparticolarmente importanti gli effetti cosiddetti in-diretti: infatti, la risposta ai sempre più frequentiperiodi siccitosi comporta un maggiore sfrutta-mento delle falde sotterranee, i cui livelli si abbassano pericolosamente, mettendo a rischiola salvaguardia della risorsa per le generazionifuture. Le risposte che i geologi e le istituzioni,Comunità Europea in testa, stanno già fornendoa questa problematica vanno dal risparmioidrico, al monitoraggio delle falde, fino a so-luzioni tecnologiche come la ricarica artificialedegli acquiferi. Quest’ultimo approccio “rivolu-ziona” il rapporto tra l’uomo e l’acqua sotterranea,disegnando dei pozzi che anziché prelevare l’acqua la reimmettono nel sottosuolo, quasi arappresentare una banca dove “versare” le acqueche si hanno in abbondanza nei periodi piovosi(con l’effetto di smorzare anche gli eventi dipiena) per poterle poi prelevare nei momenti dibisogno durante le fasi siccitose.

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Carburanti fossili

Pur avendo negli ultimi anni avviato un positivoe continuo trend di riduzione della componente ter-moelettrica sul totale dell’energia prodotta (dall’80%al 68% nella decade 2002-20122), la combustionedi carburanti fossili (gas, petrolio e carbonenell’ordine di utilizzo) continuerà a giocare un ruoloprevalente nella matrice energetica nazionale perlo meno nella prossima decade.

Le risorse di idrocarburi nazionali, anche se limitate rispetto ad altri Paesi, consentono di co-prire attualmente con la produzione (5,7 milionitonnellate olio e gasolina più 7,5 miliardi Sm3 digas nel 20133) circa il 10% del fabbisogno annuo(Figg. 1, 2). Il progressivo aumento delle produzioninazionali di idrocarburi convenzionali, in una cor-nice normativa idonea a garantire sempre di piùla sicurezza e la tutela ambientale, consentirà diridurre la dipendenza dall’estero con impatto posi-tivo sia sulla sicurezza degli approvvigionamenti,sia sui costi dell’energia prodotta.

Il raggiungimento di questo obiettivo è in gran partelegato alla nostra capacità di sviluppare in modo con-tinuativo la comprensione geologica del sotto-suolo, sia alla scala regionale identificando lecondizioni che possano aver portato ad accumuli diidrocarburi, sia alla scala locale affinché le attività diperforazione ed efficiente produzione siano svoltenella massima sicurezza per le persone e l’ambiente.

La geologia del petrolio

La geologia del petrolio è una branca dellageologia applicata che si propone di riconoscere,nell’ambito di un bacino, i meccanismi di forma-zione, migrazione, accumulo e conservazionedegli idrocarburi.

Per ricostruire questo processo, il geologodel petrolio si serve, oltre che delle scienze geo-logiche in senso stretto (mineralogia, stratigrafia,petrografia, sedimentologia, geologia strutturale,geochimica, paleontologia, geomorfologia, geo-logia del sottosuolo), anche di discipline correlate(meccanica dei fluidi, chimica fisica). La geologiadel petrolio, quale disciplina operativa, ha loscopo principale di individuare gli accumuli cheabbiano una rilevanza dal punto di vista econo-mico e utilizza pertanto una serie di rilievi (gra-vimetrici, sismici, magnetometrici) da cui poterricavare informazioni indirette per il riconosci-mento di idrocarburi (tipo di geometrie, tipi di litologia, strutture), non esistendo un metodo diriconoscimento diretto.

(tratto da: Enciclopedia degli Idrocarburi, Istituto della Enciclopedia Italiana fondata da Giovanni TreccaniS.p.A., 2005)

Energia per l’Italia

Per soddisfare i futuri bisogni energetici l’Italia, come la maggior parte dellenazioni industrializzate, deve fronteggiare una tripla sfida: ridurre drasticamentele emissioni di anidride carbonica (CO2) per evitare pericolosi mutamenticlimatici, garantire la sicurezza delle forniture energetiche riuscendo nelcontempo a fornire ad un prezzo ragionevole energia sia all’industria, sia aiconsumatori. Le linee guida identificate, raccolte nella Strategia EnergeticaNazionale approvata nel 20131, si basano sui principi dell’Efficienzaenergetica, dello Sviluppo sostenibile delle energie rinnovabili e sullaProduzione sostenibile di idrocarburi nazionali.

Fonti energetiche rinnovabili

L’uso di fonti energetiche rinnovabili è promossoed incentivato dalle istituzioni nazionali e comunitarierappresentando l’elemento chiave di una politicaenergetica volta alla riduzione delle emissioni di CO2legate all’uso di carburanti fossili, alla riduzione delladipendenza da approvvigionamenti esteri ed a svin-colare il costo dell’energia dal costo del petrolio.

In Italia quasi un terzo dell’energia elettrica èprodotta da fonti rinnovabili tra cui, al 20122:– energia idroelettrica (14% sul totale)– energia fotovoltaica (6,3%)– energia eolica (4,5%)

– energia da biomasse e rifiuti (4,2%)– energia geotermica (1,9%)

La conoscenza approfondita del contesto geolo-gico circostante, sia di superficie, sia del sottosuolo,è di fondamentale importanza per l’ubicazione e lacostruzione degli impianti di generazione; si pensisolamente ad esempio agli studi necessari per lacostruzione di una diga per la produzione di energiaidroelettrica o per la ricerca e sfruttamento di fluidiad alta temperatura per l’energia geotermica.

Note1 Strategia Energetica Nazionale: per un’energia più

competitiva e sostenibile; Marzo 2013. Ministero dello Svi-luppo Economico e il Ministero dell’Ambiente e della Tuteladel Territorio e del Mare, Decreto Interministeriale 8 marzo2013 http://unmig.mise.gov.it/unmig/norme/pdf/sen.pdf.

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Idrocarburi convenzionali e non convenzionali

Gli idrocarburi (olio e gas) hanno originedall’accumulo e preservazione di materia orga-nica all’interno di successioni sedimentarie depositatesi milioni di anni fa (rocce madri) edalla sua successiva trasformazione in sottosuoloin condizioni di elevate pressioni e temperature.Gli idrocarburi così generati, più leggeri dell’ac-qua, migrano verso la superficie lungo strati per-meabili e fratture/faglie restando intrappolati insottosuolo all’interno del sistema poroso dellerocce sedimentarie (rocce serbatoio) ogni qual-volta si incontrino lungo il percorso di migrazionedei livelli impermeabili (rocce di copertura). Il sistema roccia serbatoio, roccia di copertura,trappola rappresenta l’obiettivo dell’esplorazionee produzione petrolifera “convenzionale”.

Quando invece gli idrocarburi vengono gene-rati all’interno di rocce impermeabili, restano ingran parte intrappolati all’interno della rocciamadre stessa e, non potendo essere recuperaticon le tecniche convenzionali di perforazione eproduzione, sono indicati come risorse “non con-venzionali” (gas/olio di scisto – shale/oil gas)per la cui produzione economica è richiesto l’uti-lizzo di perforazioni orizzontali e fratturazioneidraulica (fracking). Anche in questo caso le conoscenze geologiche sono fondamentali perdiversi aspetti: 1) per l’individuazione delle areein cui queste risorse possano essere presenti, 2) per la realizzazione di un efficace ed efficienteprocesso di produzione (riduzione del numero diperforazioni e fracking), e 3) per prevenire e monitorare i possibili rischi associati a queste attività come sismicità indotta o contaminazionidelle falde acquifere.

A differenza di altri Paesi, Stati Uniti in par-ticolare, dove lo sfruttamento di queste risorsepuò diventare una importante componente dellamatrice energetica, in Italia lo sviluppo di progettidi shale gas non è prevista dalla Strategia Ener-getica Nazionale.

Figura 1 - Produzione di gas (miliardi di Sm3) - seriestorica anni 1993-2013 (da: DGRME - Rapporto annuale2014, Attività dell’anno 2013).

Figura 2 - Produzione di olio (milioni di tonnellate) – seriestorica anni 1993-2013 (DGRME - Rapporto annuale2014, Attività dell’anno 2013).

2 Produzione lorda di energia elettrica per fonte. Au-torità per l’energia elettrica il gas e il sistema idricohttp://www.autorita.energia.it/it/dati/eem6.htm.

3 rapporto annuale 2014 - Attività dell’anno 2013;Aprile 2014 (Ministero dello sviluppo economico, Dire-zione generale per le risorse minerarie ed energetiche)http://unmig.sviluppoeconomico.gov.it/unmig/stat/ra2014.pdf.

Riferimenti bibliograficiBiocarburanti e bioliquidi:

http://www.minambiente.it/pagina/biocarburanti-e-bioliquidi

Biomasse: http://www.minambiente.it/pagina/biomasseEfficienza energetica: http://www.minambiente.it/pa-

gina/efficienza-energetica

Energia: http://www.minambiente.it/pagina/energiaEolico: http://www.minambiente.it/pagina/eolicoIdroelettrico:

http://www.minambiente.it/pagina/idroelettricoGeotermia:

http://www.minambiente.it/pagina/geotermiahttp://unmig.sviluppoeconomico.gov.it/unmig/buig/supplemento_54-2/supplemento_54-2.pdf

Solare-fotovoltaico: http://www.minambiente.it/pa-gina/fotovoltaico

Solare-termico: http://www.minambiente.it/pagina/so-lare-termico

Produzione nazionale di idrocarburi: http://unmig.svi-luppoeconomico.gov.it/unmig/produzione/produ-zione.asp

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Lo stoccaggio di gas naturale e anidride carbonicaL’utilizzo di un giacimento petrolifero può andare oltre la sua vita produttiva potendo infatti rappre-

sentare un contenitore naturale in cui iniettare gas, sia gas naturale, sia anidride carbonica (CO2).Compito dei geologi in questo caso è l’individuazione dei giacimenti in esaurimento che meglio si prestinoper queste attività studiandone e monitorandone le capacità di tenuta.

Lo stoccaggio di gas naturale è un processo che consente di iniettare il gas nella roccia porosa diun giacimento esaurito che già lo conteneva, riportandolo, in una certa misura, al suo stato originario.Lo stoccaggio è necessario per rispondere in tempo reale alle richieste di gas del mercato; per per-mettere di gestire le strutture produttive e di trasporto con adeguati margini di elasticità e, soprattutto,per fronteggiare situazioni di mancanza o riduzione degli approvvigionamenti o di crisi del sistema gas(per esempio in caso di condizioni climatiche molto rigide o di blocchi di approvvigionamento dall’estero,Stoccaggio strategico).(tratto da: Rapporto annuale 2014 - Attività dell’anno 2013; Aprile 2014. Ministero dello sviluppo economico, Direzionegenerale per le risorse minerarie ed energetiche).

Figura 3 - Produzione lorda di energia elettrica; anni 1997-2012 GWh. Fonte: Elaborazioni Autorità per l’energia elettricae il gas su dati GRTN/TERNA.

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Storia

L’utilizzo di sorgenti calde per scopi termali èdocumentato nell’area mediterranea dall’VIII secoloa.C. anche se probabilmente simili pratiche potreb-bero essere fatte risalire sino al Paleolitico.

Greci, Etruschi e in particolare i romani diffuserola valorizzazione delle sorgenti termali.

L’estrazione dell’acido borico dai soffioni bora-ciferi nella zona di Volterra in Toscana, diffusasi apartire dall’inizio del XIX secolo, rappresenta inveceil primo esempio di uso industriale di risorse geotermiche. Tale industria ebbe un notevole svi-luppo anche grazie all’utilizzo del vapore emessodagli stessi soffioni per far evaporare l’acqua e ricavare l’acido borico ed alle capacità imprendito-

riali di François de Larderel, fondatore delvil laggio industriale diLarderello.

La produzione dienergia elettrica dauna fonte geotermica ri-sale però al 1904quando, per la primavolta nella storia del-l’uomo, gli esperimentidel principe Piero GinoriConti portarono all’uti-lizzo del vapore perazionare una macchinastantuffo accoppiata aduna dinamo che per-mise l’accensione di 5lampadine. Lo sviluppotecnico di tale principioportò nel 1905 all’illumi-nazione dell’intero sta-bilimento e nel 1912 allarealizzazione di una

L’energia geotermica (dal greco antico “geo”, terra, e “thermos”, calore) èl’energia che può essere generata valorizzando il calore contenuto nell’internodella Terra. Tale calore proviene dalla formazione originaria del pianeta, daldecadimento di isotopi radioattivi di minerali e da energia solare assorbita allasua superficie. Al di sotto della superficie terrestre la temperatura divieneprogressivamente più elevata con la profondità di circa 3°C ogni 100 metri.Tale valore rappresenta però solo una media; esistono infatti aree “più fredde”o anche molto “più calde”.

Il caloredella Terra

Figura 1 - Fly Geyser, Deserto delle Rocce Nere in Nevada, Stati Uniti (da http://tourdumondeinsolite.com/2014/04/fly-geysers-etats-unis/).

centrale elettrica capace di alimentare anche ilpaese di Pomarance e la città di Volterra. In se-guito, il successo dell’esperienza italiana ha sti-molato lo sviluppo di programmi di valorizzazionedell’energia geotermica in diversi altri paesi.

Utilizzi dell’energia geotermica

La produzione di energia dal calore geoter-mico viene realizzata per avvezione o per con-duzione.

Nel primo caso il calore contenuto in fluidicaldi prodotti da serbatoi geotermici presenti nelsottosuolo viene utilizzato per produrre energiaelettrica o per usi diretti.

Nel secondo caso il calore viene estratto abasse profondità per usi diretti con sistemi discambio sotterranei senza che avvenga trasfe-rimento di materia.

I possibili utilizzi della risorsa geotermica di-pendono ovviamente dalle temperature disponibili.

Generazione di energia elettrica

I sistemi geotermici utilizzati per produrre ener-gia elettrica sono essenzialmente quelli definiti idro-termali.

Tali sistemi sono composti da un fluido che circolaper convezione in un complesso di rocce permeabiliscaldate da una sorgente di calore e confinate darocce impermeabili. Poiché nelle porzioni sommitalidel serbatoio si sviluppano a volte cappe di vapore,si distinguono due diversi sottosistemi definiti adacqua dominante o a vapore dominante.

Nella produzione di energia elettrica da sistemiidrotermali sono stati utilizzati diversi schemi qualii classici impianti a contropressione e a con-densazione (per campi a vapore o bifase con tem-perature di almeno 180°C), gli impianti a ciclobinario (che possono valorizzare campi ad acquadominante con temperature minori di 175°C o incascata le acque calde di scarico in campi ad altaentalpia ed acqua dominante) e gli impianti ibridi(che accoppiano il calore geotermico con il caloreprodotto da altre fonti).

In aggiunta ai tipici sistemi idrotermali, sonoanche noti sistemi geotermici cosiddetti “non-convenzionali” che, seppure studiati e ritenuti promettenti in diverse aree, presentano diverseproblematiche da approfondire in relazione adaspetti tecnologici, ambientali ed economici. Talisistemi, associati a differenti contesti geologici esoluzioni tecnologiche, sono brevemente descrittidi seguito.

– Sistemi ingegnerizzati od ottimizzati (engi-neered o enanched geotermal systems, EGS)in cui il serbatoio viene creato in tutto o in parte,in casi in cui la permeabilità o il fluido sono as-senti o scarsi, con tecniche artificiali; tali tecnichesono in parte derivate dalle sperimentazioni con-dotte in passato nel campo delle rocce caldesecche (hot dry rocks, HDr) e delle rocce caldefratturate (hot fractured rocks, HFr).

– Sistemi geopressurizzati costituiti da rocce se-dimentarie permeabili che contengono fluidi inpressione (acqua calda spesso associata a gasmetano) in acquiferi confinati in profondità.

– Sistemi magmatici collegati ad apparati vulca-nici attivi con camere magmatiche poste a pic-cole profondità.

– Sistemi a fluidi supercritici associati ai sistemiidrotermali più caldi (associati ad esempio acorpi ignei in via di raffreddamento) in cui in pro-fondità possono essere presenti fluidi in condi-zione di pressione e temperatura molto elevate(i.e., condizioni supercritiche) che possiedonoun’alta densità energetica.

– Sistemi a salamoia calda in cui peculiari processi geologici hanno portano all’isolamentodi pozioni significative del serbatoio; di con -seguenza, la circolazione convettiva in un ambiente chiuso produce un arricchimento pro-gressivo del contenuto in sali disciolti del fluido(in genere molto superiore a 10 g/l e che puòraggiungere i 300-400 g/l).

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Figura 2 - Prima macchina che ha utilizzato il calore geotermicoper produrre elettricità sviluppata nel 1904 a Larderello dal Prin-cipe Piero Ginori Conti (da Dickson M.H. & Fanelli M., 2004).

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Usi diretti

Gli usi diretti del calore geotermico rappresen-tano la forma di valorizzazione dell’energia più an-tica e più versatile.I più comuni utilizzi del calore geotermico inclu-

dono la balneologia, il teleriscaldamento di edifici,gli usi agricoli, l’acquacultura e l’impiego in pro-cessi industriali mentre altre particolari applica-zioni sono illustrate in figura 3. Tali utilizzi possonoessere integrati in cascata per sfruttare il calore re-siduo presente nel fluido in uscita dall’impianto amonte, che può anche essere rappresentato da unacentrale per produzione di energia elettrica.Un cenno a parte meritano le “Pompe di calore

geotermiche”, una tecnologia che sta avendo una sempre maggiore diffusione, che sfruttano unsistema basato su processi di scambio termico conil sottosuolo, inteso come massa di grande capacitàtermica. Grazie alla sua inerzia termica, già pochi metri

sotto la superficie, il terreno risente in modo atte-nuato e smorzato delle fluttuazioni termiche gior-naliere e stagionali dell’aria. La temperatura delsottosuolo si può considerare pressoché costantetutto l’anno, assumendo generalmente un valoreprossimo alla temperatura media annua dell’arianella località considerata. Utilizzando un pompa dicalore esiste quindi la possibilità di estrarre caloredal terreno durante l’inverno, e riscaldare quindil’edificio, e cedere calore al medesimo in estate.

La geotermia in Italia

Nel 2010, il consumo totale di energia in Italiaammontava a circa 185 MTEP (milioni di tonnellateequivalenti di petrolio), con un contributo dell’ener-gia geotermica valutato in 1,32 MTEP, corrispon-

denti allo 0,71% del totale(Unione Geotermica Ita-liana, 2011). Tale contri-buto è costituito dallaproduzione geotermoelet-trica per 1,02 MTEP edagli usi diretti del caloreper 0,3 MTEP. In partico-lare, la potenza geoter-moelettrica installata nel2010 in Italia era di circa840 MWe (che rappre-senta una quota significa-tiva della potenza elettricainstallata a scala mon-diale, stimata in circa10715 MWe) con unaproduzione elettrica da

geotermico di 5520 GWh/a corrispondente a circail 2% della produzione elettrica totale (dati ripresida Manzella & Ungarelli, 2011).Utilizzando due diversi scenari l’Unione Geoter-

mica Italiana (2011) ha stimato per il 2030 una crescita potenziale del contributo dell’energia geo-termica che potrebbe arrivare a coprire l’equivalentedi 3,35-4,44 MTEP, con un incremento importantedegli usi diretti del calore.

Bibliografia essenziale

Dickson M.H. & Fanelli M., 2004 - Cos’è l’energia geo-termica? http://www.geothermal-energy.org/geo-thermal_energy/cos_e_energia_geotermica.html.

Manzella A. & Ungarelli C. (2011) - La Geotermia:l’energia sotto i nostri piedi. Il Mulino, 127 pp.

Unione Geotermica Italiana (2011) - Previsioni di cre-scita della geotermia in Italia fino al 2030.

Vigor (2010) - Valutazione del potenziale geotermicodelle regioni della convergenza. http://www.vigor-geotermia.it/images/download/volantino%20vigor.pdf.

Link utili

Unione Geotermica Italiana:http://www.unionegeotermica.it/

Progetto Vigor: http://www.vigor-geotermia.it/Progetto Atlante Geotermico: http://atlante.igg.cnr.it/

European Geothermal Energy Council: http://egec.info/

Geothermal Resources Council: http://www.geothermal.org/home.html

International Geothermal Association: http://www.geothermal-energy.org/index.html

Figura 3 - Possibili usi del calore geotermico (ripresa da Vigor, 2010).

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L’Italia può essere considerato uno deipaesi fondatori della moderna geologia.Per individuare le origini del primato ita-liano in questo campo bisogna seguire un

percorso a ritroso nel tempo, tra il XVI e il XVIIIsecolo, quando i confini tra le discipline scientificheerano labilmente definiti e gli studiosi erano altempo stesso medici, botanici, astronomi, geologi,naturalisti, chimici e forse anche un po’ stregoni…

Uno di loro, Ulisse Al-drovandi, conia nel 1603a Bologna un termine destinato ad essere uni-versalmente condiviso:“GEOLOGIA”.

Durante il XIX secolomolti eccellenti geoscien-ziati italiani contribuirono,ciascuno nella propria disciplina, allo sviluppodel pensiero scientificomoderno e laico. Dopol’Unità del regno, diversidi loro furono chiamati aricoprire incarichi pubbliciin ragione sia delle virtùpatriottiche, sia dellecompetenze tecniche,contribuendo significativa-mente alle fasi di strut -turazione e successivoconsolidamento dello Stato unitario. È proprio nellaseconda metà dell’Ottocento che nacque e si svi-luppò il primo progetto di “Big Science” nazionale:la realizzazione della Carta Geologica d’Italia. Que-sta lunga e complessa vicenda, seppur contraddi-stinta da alterne fortune e tuttora incompiuta, hasegnato la crescita della geologia nazionale ancheattraverso il XX secolo. Il bagaglio di esperienzee conoscenze maturate sia sul nostro territorio, siaoltre i confini, ha portato la comunità geoscientificaitaliana a contribuire in maniera significativa al pro-gresso delle geoscienze a livello internazionale,varcando le soglie del XXI secolo.

Nella storia recente episodi tragici e controversi,scelte inadeguate, mancanza d’attenzione da parte

delle istituzioni hanno periodicamente segnato ilpercorso delle geoscienze, causando battute d’ar-resto e compromettendo a più riprese il rapportotra cultura geologica e società italiana.

Ma proprio in un momento delicato come quelloche l’Italia sta attraversando è più che mai neces-sario mantenere vivo l’impegno della comunità dellegeoscienze, per poter continuare a dare un validocontributo alla società, anche in termini di tutela del

territorio, prevenzione delle calamità naturali e pro-tezione civile. Proprio alla luce dei recenti dram-matici eventi che nel nostro Paese hanno messoin crisi le relazioni tra comunità tecnico-scientifica,organi decisionali e opinione pubblica è necessarioriaffermare il ruolo delle geoscienze in Italia per af-frontare al meglio il futuro.

E a nostro avviso questo processo non può cheripartire dalla ricerca delle proprie radici, dai gigantisulle cui spalle poggiamo: mutuando l’inossidabileprincipio dell’Attualismo, il presente è la chiavedel passato e il passato è la chiave del futuro…

La Società Geologica Italiana, con l’istituzionedella Sezione di Storia delle Geoscienze, ha perciòrilanciato un percorso di recupero delle proprie radici,

La Geologia,una scienza italiana

Figura 1 - In un’immagine d’epoca, Giuseppe Ponzi (al centro) e i suoi allievi dellascuola romana di geologia.

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auspicando di rinnovare il ruolo propulsivo che lacomunità geologica ha svolto nella storia d’Italia.

Tra le prime iniziative della Sezione vi è statal’attivazione del blog Geoitaliani (www.geoitaliani.it),che ospita testi arricchiti da immagini storiche e/o

contenuti multimediali. Il blog vuole ricostruire lastoria delle Scienze della Terra in Italia attraversoil ricordo delle figure scientifiche degli uomini e delledonne che in tali campi hanno operato: dai pionieridelle scienze naturali e dai padri fondatori delle mo-derne discipline geologiche, sino a coloro chehanno condotto le geoscienze italiane verso il XXIsecolo. Oltre alle commemorazioni di personaggidel passato – sia protagonisti che comprimari –, gli argomenti affrontati spaziano dalla descrizionedi eventi storici, di località caratterizzate da pecu-liarità geologiche o geomorfologiche, a commentie riflessioni sul ruolo della geologia e della divul-gazione della disciplina.

Le pagine di Geoitaliani costituiscono l’embrionedi un portale di storia delle Geoscienze in Italia: un“luogo della memoria collettiva” in cui far confluirein maniera organizzata e sistematica il ricco patri-monio bibliografico ed iconografico esistente suigeoscienziati italiani e sulle ricerche da loro realiz-zate. Attraverso le loro storie è possibile ricostruirela nascita e l’evoluzione della nostra disciplina etrarre ispirazione per costruire il futuro delle geo-scienze in Italia.

Figura 3 - La lapide commemorativa della fondazionedella Società Geologica Italiana, in Via Zamboni 59, a Bologna.

Figura 2 - La facciata dell’edificio di Largo Santa Susanna, fino al 1995 sede del Servizio geologico d’Italia.

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Minerali e rocce costituiscono il libroin cui sono raccolte tutte le informa-zioni riguardanti l’evoluzione geolo-gica della Terra. Dal loro esame e

dal loro studio possiamo ricostruire i processi chi-mico-fisici che hanno fatto della Terra ciò che conosciamo oggi. Fenomeni come l’apertura dioceani, il trasporto di ingenti volumi di rocce a pro-fondità di decine di km e la loro successiva risalitain superficie, la costruzione di catene di montagne

e il loro continuo modellamento sono in qualchemodo testimoniati all’interno delle rocce e dei minerali, espressi in un codice che i geologi sonocapaci di decifrare.

Minerali e rocce costituiscono così una sortadi archivio, che possiamo consultare per compren-dere sempre più profondamente l’evoluzione geo-logica del nostro pianeta; comprendere l’evoluzionedella Terra non è solo una semplice gratificazioneintellettuale, ma significa anche e soprattutto avere

mInErAlI-roccE:archivio geologico

e ricchezza

Porfiroclasti di feldspato frammentati in una matrice a grana fine e bordati da miche in una milonite; Cap de Creus,Spagna (Foto: A. Da Mommio).

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la chiave per interpretarne i cambiamenti e preve-derne l’evoluzione futura.

Ma rocce e minerali sono anche una risorsa, chel’uomo sfrutta da millenni: le rocce sono usate comemateriale da costruzione, come inerti da calce-struzzo, lavorate in lastre come pietre ornamentali.Dalle rocce si separano poi i minerali; molti mineralitrovano utilizzo di per se stessi, come la bentonite(nei fanghi di perforazione), la fluorite (usata nell’in-dustria ottica), la sepiolite (come materiale assor-bente) o il diamante (come gemma ma anche esoprattutto come materiale abrasivo). Dai mineralisi estraggono praticamente tutte le materie primesfruttate dall’industria, che vengono utilizzate e tra-sformate per confezionare gli oggetti che usiamoogni giorno. Gli usi sono disparati, dai più comuni,come la creazione di manufatti in rame, ferro e al-luminio, ai più avanzati come l’utilizzo degli elementidelle terre rare (rEE – Rare Earth Elements) neicomponenti elettronici e negli schermi al plasma.

La nostra società e il nostro modo di vita richie-dono una grande quantità di tali risorse e il lorosfruttamento richiede grande attenzione. Alcunerisorse sono ragionevolmente abbondanti, come le rocce da scavo, le rocce per inerti o elementicome ferro, nichel, alluminio, rame. La loro relativaabbondanza non deve comunque incoraggiarne lospreco, considerando anche che le quantità in giocosono enormi: una nazione come l’Italia consumapiù di mezza tonnellata di cemento pro-capite ognianno, anche in questo periodo di crisi dell’attivitàimmobiliare.

Altre risorse sono presenti in quantità solo suf-ficiente e il loro sfruttamento deve essere attenta-mente pianificato, in modo che non scarseggino infuturo, anche promuovendo un modello di svilupposostenibile.

L’approvvigionamento di altre risorse ancora, ègià considerato critico, sia per la loro intrinseca scar-sezza, sia perché provenienti da aree del pianetacaratterizzate da instabilità politica o inaffidabilitàcommerciale. È il caso dei cosiddetti metalli strategici(come antimonio, cobalto, gallio, germanio, molib-deno, platino, selenio, titanio e altri) e degli elementidelle rEE (come scandio, ittrio, samario, itterbio ealtri) dei quali la domanda è cresciuta enormementenegli ultimi anni e di conseguenza anche gli investi-menti per l’esplorazione di nuovi giacimenti.

In tutti questi casi la conoscenza geologica èessenziale sia per attuare uno sfruttamento ragio-nato delle risorse già accertate, sia per la ricercadi nuovi giacimenti.

Risorse minerarie

Le risorse minerarie o georisorse comprendonotutti i materiali della geosfera suscettibili di un qual-che utilizzo da parte dell’uomo, sia direttamente (adesempio, materiali da costruzione o combustibilifossili impiegati tal quali), sia, molto più spesso,come materie prime per trasformazioni e lavorazionisuccessive. Le georisorse comprendono mineralimetalliferi, minerali e rocce industriali, risorse ener-getiche (compresi i campi geotermici); nell’acce-zione più ampia, vi vengono talora incluse anchele acque sotterranee (vedi p. 10).

Pur avendo una tradizione mineraria plurimille-naria, l’Italia non è un territorio particolarmentericco di georisorse; in particolare, sono di modestaentità le risorse energetiche (combustibili e fossilie minerali radioattivi), con la parziale eccezionedei fluidi geotermici (vedi p. 16). Le risorse metal-lifere hanno dato luogo a produzioni storiche di uncerta consistenza soprattutto in Sardegna (piombo,zinco, argento, antimonio) ed in Toscana (mercu-rio), ma la loro coltivazione è ormai cessata. At-tualmente, le produzioni più rilevanti riguardano lematerie prime per l’edilizia, compresi alcuni mine-rali industriali (materie prime per la ceramica) emateriali litoidi di pregio (es., graniti sardi e marmidelle Alpi Apuane).

L’attività mineraria rappresenta uno degli esempipiù emblematici del potenziale conflitto tra sviluppoe ambiente. Da un lato, le georisorse sono indi-spensabili praticamente in tutti gli aspetti della no-stra vita quotidiana (la cessazione totale di qualsiasiattività estrattiva ci farebbe regredire all’età dellapietra, anzi ancor più indietro, essendo la “pietra”una georisorsa!), dall’altro è ben noto come l’attivitàmineraria abbia effetti potenzialmente devastantisull’ambiente. Gli impatti più rilevanti riguardano lamodificazione (solo parzialmente reversibile) dellemorfologie e del paesaggio, la creazione di frontied accumuli instabili soggetti a frane e crolli, l’in-terferenza con il circuito idrologico e la dispersionenell’ambiente di sostanze nocive o tossiche. Parti-colarmente rilevante è il fenomeno del cosiddetto“drenaggio acido”, legato all’ossidazione di piritee altri solfuri, che produce mobilizzazione di “metallipesanti” (es., Zn, Pb, Cd, ecc.).

Il corretto equilibrio tra sfruttamento delle ri-sorse e tutela dell’ambiente è dunque un aspettocruciale della pianificazione delle attività minerarie,in cui la professionalità del geologo può esprimersia pieno titolo.

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La Paleontologia è la disciplina che si oc-cupa, attraverso lo studio dei resti fossili,di indagare la storia evolutiva degli orga-nismi che popolarono la terra nel passato;

ne ricostruisce gli ambienti di vita e concorre alladefinizione di una cronologia della storia della Terra.

L’indagine paleontologica documenta e descrivela biodiversità del passato ed è volta alla com-prensione degli adattamenti e dell’ecologia degli or-ganismi vissuti in tempi più o meno remoti.Attraverso le analisi evolutive mira a capirne la sto-

ria e le relazioni, indagando i meccanismi chehanno portato alla comparsa, alla diffusione e allascomparsa degli organismi. Attraverso la morfologiafunzionale ricostruisce la biologia degli organismidel passato e aiuta a comprendere l’origine dellecaratteristiche esibite dalle specie attuali.

La paleontologia esplora oltre 3,8 miliardi di annidi evoluzione della vita. Nella documentazione fos-sile possiamo dunque leggere il nostro passato piùremoto, addentrandoci così nel tempo profondo. Malo studio dei fossili è di fondamentale importanza

I fossili:testimoni del passato

e chiave del futuro

Figura 1 - Scipionyx samniticus, Cretaceo inferiore (Pietraroia, Campania). Su concessione n. 60/2014 del Ministero dei Benie delle Attività Culturali e del Turismo - Soprintendenza per i Beni Archeologici di SA, AV, BN e CE (Foto: Leonardo Vitola).

anche per le più moderne indagini molecolari, ge-netiche e genomiche, che necessitano dei dati pa-leontologici per datare l’origine dei diversi gruppi diorganismi, e dunque per comprenderne le dinami-che evolutive.Quando i fossili sono particolarmente abbon-

danti, come nel caso dei microfossili (foraminiferi,nannofossili calcarei e pollini), questi possono es-sere utilizzati per indagini biostratigrafiche e analisipaleoambientali. La biostratigrafia differenzia leunità rocciose sulla base del contenuto fossiliferoe ne ricostruisce le reciproche relazioni nello spazio(sopra-sotto) traducendole in relazioni cronologiche(prima-dopo), in alcuni casi con elevata precisione.Nelle analisi paleoambientali i fossili permettonoinvece di interpretare le caratteristiche degli am-bienti nei quali le rocce si sono formate. I micro-fossili sono frequentemente utilizzati anche comeindicatori paleoclimatici, biogeografici e applicati allaricerca petrolifera.Partendo dalla sua base insostituibile, la teoria

dell’evoluzione, la paleontologia mira alla formu-lazione di teorie onnicomprensive. A tal fine, integrale informazioni derivanti da discipline biologiche,geologiche e altre, in un approccio tipicamente mul-tidisciplinare. Mettendo in relazione gli adattamentidegli organismi e la diversità biologica con i cam-biamenti fisici del nostro pianeta, la paleontologiaindaga ad esempio come i secondi abbiano influen-zato la storia della vita sulla Terra e come la vitaabbia reciprocamente influenzato l’ambiente circo-stante. Conoscere come le specie abbiano reagitoalle variazioni ambientali nel passato (es. condizioniclimatiche estreme) può aiutarci a comprendere ledinamiche degli ecosistemi attuali, la loro capacitàdi rinnovarsi, nonché le evidenze di incontrovertibilisegnali di impoverimento ed estinzione. La storiadella vita come documentata dai fossili rappresentadunque un grande database di informazioni sul rap-

porto organismi-ambiente e sull’evoluzione. Se neilaboratori biologici è possibile seguire le dinamicheevolutive per mesi o anni, i fossili consentono di ri-percorrere la storia evolutiva per miliardi di anni,spesso con un dettaglio sorprendente.La Terra nella sua lunghissima storia è stata in-

teressata da ripetute crisi biologiche, alcune dellequali, le cosiddette “cinque grandi estinzioni dimassa”, hanno portato alla quasi completa scom-parsa della vita. Attualmente habitat naturali e spe-cie stanno scomparendo ad un ritmo allarmante etra i ricercatori si parla già di una “Sesta Estinzionedi Massa”. Le grandi crisi del passato sono oggettodi approfondite ricerche volte alla comprensionedelle dinamiche di estinzione e del cosiddetto re-cupero biologico. I fossili possono aiutarci a capirein che misura i cambiamenti della biodiversità sianoinfluenzati da fattori biotici, climatici e ambientali ecosa potrebbe accadere se tali fattori non fosserotempestivamente individuati. I fossili costituiscono, inoltre, un indubitabile ri-

chiamo per il pubblico nelle più varie occasioniespositive e hanno per questo importanti risvoltisocio-educativi ed economici. In Italia, come nelresto del mondo, i fossili sono al centro dell’attivitàdi numerose realtà museali, associative o di divul-gazione culturale in genere (pubbliche e private)che mediano le conoscenze paleontologiche anchedirettamente sul territorio. A tal fine sono organiz-zate esperienze outdoor, come le visite ai siti geo-paleontologici, piuttosto diffusi sul nostro territorioe in alcuni casi riconosciuti dai massimi organismiinternazionali per la protezione e la valorizzazionedei beni naturali (UNESCO, Geoparks Network).Per promuovere la diffusione di una cultura pa-

leontologica (e naturalistica in genere) è tuttavianecessaria una collaborazione tra istituzioni, terri-torio e società, a partire dallo sviluppo di una reteche coinvolga le università, i centri di ricerca, imusei scientifici e i privati. Oltre a favorire la conoscenza scientifica del ter-

ritorio, questa sinergia potrebbe diffondere unamaggiore consapevolezza del territorio in cui vi-viamo e quindi assicurare una maggiore protezionee valorizzazione delle emergenze culturali.Il territorio italiano è uno scrigno di testimonianze

fossili vecchie fino a 670 milioni di anni. La valo-rizzazione di questa straordinaria ricchezza di beniculturali a carattere geo-paleontologico può incre-mentare le potenzialità turistiche del territorio na-zionale, favorendo lo sviluppo di nuove forme diturismo, volte alla crescita culturale della società emotore per lo sviluppo di un’economia sostenibile.I fossili, testimoni del passato, chiave per com-

prendere il presente, possono avere un ruolo im-portante anche per il nostro futuro.

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Figura 2 - Escursione geo-paleontologica nelle Dolomiticentrali. Sullo sfondo la Tofana di Rozes.

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Evidenze geologiche dei cambiamenticlimatici avvenuti in passato

Nella storia geologica sono numerose le fluttua-zioni climatiche registrate dal record fossile e sedi-mentario. In passato le temperature sono statedecisamente inferiori o superiori rispetto a quelleodierne. Così come le variazioni cicliche del climasono solitamente associate alla variazione dell’orbitadella Terra e dell’attività solare, i rapidi cambiamenticlimatici possono essere dovuti all’incremento dellaquantità di CO2 nell’atmosfera terrestre (es. “Paleo-cene-Eocene Thermal Maximum” 55 milioni di annifa) o ad un suo decremento (es. glaciazione hirnan-tiana, alla fine dell’Ordoviciano, 445 milioni di anni facirca, Fig. 1). I sedimenti lacustri e marini, i coralli fos-sili, le stalagmiti e gli anelli degli alberi sono solo alcuniesempi di come il record geologico conservi le provedei cambiamenti climatici avvenuti nel passato.

L’utilizzo di avanzati approcci metodologici incampo tecnologico e sul terreno e di nuovi modellinumerici ha permesso ai geologi di dimostrare concrescente sicurezza come e perché il clima è cam-biato nel passato.

Questa base di conoscenza del passato rappre-senta un contesto essenziale per stimare e preve-dere i futuri scenari climatici.

Lezioni per il futuro

Cosi come oggi uno dei principali problemi cheaffligge l’umanità è il riscaldamento globale pro-

dotto da immissione antropogenica in atmosfera diCO2 con i conseguenti effetti ad esso connessi,anche nel record geologico si sono registrati similieventi di rapido cambiamento climatico globale.

In questi ultimi anni la geologia ha maggiormenteconcentrato la sua attenzione sull’ambiente e ha

Gli indizi che confermano l’esistenza di un riscaldamento climatico globale sonooramai accertati e non c’è alcun dubbio sul fatto che il clima stia radicalmentecambiando e che la temperatura media del pianeta sia notevolmente aumentatacon conseguente effetto serra. Numerosissime sono le impronte lasciate daicambiamenti climatici avvenuti sulla Terra nel corso delle ere geologiche. Questeevidenze sono indispensabili al fine di comprendere i cambiamenti futuri el’impatto sull’ecosistema terrestre delle emissioni, naturali e antropogeniche, dianidride carbonica (CO2) e di altri gas serra.

Il clima del passatoper capirne il futuro

Figura 1 - Mappa paleogeografica dell’Ordoviciano supe-riore (445 milioni di anni fa), durante la glaciazione hirnantiana avvenuta nel Dominio del Gondwana situatoal Polo Sud (da Achab & Paris, 2007 e Vecoli et al., 2011).

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focalizzato il suo interesse sulla paleo-climatologia, accentuando le ricerche ascala mondiale, cercando nelle succes-sioni rocciose la documentazione e laspiegazione dei cambiamenti globali delpassato, per tentare di ricavare unachiave interpretativa delle variazioni cli-matiche attuali e poter così prevedere gliscenari futuri.

Analizzando i cambiamenti climatici at-traverso il record geologico, i geologisono sempre più convinti che la CO2 siaun componente di controllo importante delsistema climatico. L’emissione nell’atmo-sfera di grandi quantità di gas serra comela CO2 che ha tempi di permanenza suf-ficientemente lunghi da non poter esserefacilmente rimossa, può innescare signi-ficative variazioni climatiche.

Il conseguente riscaldamento clima-tico è causa, ad esempio, dell’innalza-

Figura 2 - Le cinque estinzioni di massa del Fanerozoico; nel graficoviene messa in evidenza la perdita di diversità generica in relazioneai periodi geologici. Dati da Raup & Sepkoski (1982). https://www.e-education.psu.edu/earth103/node/786

Figura 3 - Estinzioni di massa e grandi provincie magmatiche (LIPs) durante il Fanerozoico. Modificata da Keller (2005); HIRN(Hirnantiano); F/F (Frasniano/Famenniano); P/T (Permiano /Triassico); T/J (Triassico/Giurassico); K/T (Cretacico/Terziario).

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mento del livello marino, di un aumento dell’aci-dità delle acque oceaniche, di una diminuzionedei livelli di ossigeno nelle acque marine, e deicambiamenti significativi nei modelli climatici.

La vita sulla Terra è sopravvissuta ai grandicambiamenti del clima avvenuti nel passato, seb-bene questi vengano considerati eventi importantinei processi di estinzioni di massa (Fig. 2). Alcuniricercatori inoltre hanno documentato che talieventi sono esattamente in coincidenza con l’emis-sione in atmosfera di ingenti quantià di gas serra(es. CO2, SO2) prodotti dall’eruzione di enormi volumi di lava eruttati su aree geografiche moltovaste note come Large Igneous Provinces (LIPs)(Fig. 3). La quantità di gas emessi dal vulcanismodelle LIPs è poco conosciuta tuttavia, in base adati relativi alle eruzioni attuali delle Hawaii, si puòstimare che il vulcanismo delle LIPs potrebbe averprodotto un aumento di CO2 in atmosfera simile aquello antropogenico attuale e aver causato un ri-scaldamento globale di 3-4°C e un dimezzamentodelle specie animali e vegetali (Fig. 4). Ai giorninostri, l’aumento di pochi gradi della temperaturamedia terrestre potrebbe portare a esiti globalidrammatici e non più controllabili. I rapidi aumentidi CO2 atmosferica e il conseguente riscalda-mento globale attuale non possono essere attribuiti ovviamente solo a cause geologiche, ma anche e soprattutto a fattori antropici. Tuttavia alcuni ricercatori sono concordi nell’ammettere che laquantità di anidride carbonica emessa dall’uomosembra comunque poca rispetto alciclo naturale del carbonio, chemette in gioco centinaia di miliardidi tonnellate.

Dal 1750 ad oggi sono state ag-giunte nell’atmosfera terrestre piùdi 500 miliardi di tonnellate di car-bonio (corrispondenti a più di 1850miliardi di tonnellate di CO2): rispet-tando questo trend la CO2 atmo-sferica potrebbe raggiungere inbreve valori intorno a 600 ppm; unvalore così alto non è mai statoraggiunto negli ultimi 24 milioni dianni. In un contesto così delineatoil ruolo dei geologi diviene vitale,non solo per contribuire a miglio-rare le conoscenze sui cambia-menti climatici del passato, maanche per ridurre, nell’immediatofuturo, le emissioni di CO2, peresempio attraverso lo sviluppo difonti di cattura e sequestro dellaCO2 (CCS, Carbon Capture andStorage) e di energie alternative.

Lo studio delle cause dei repentini cambiamenticlimatici avvenuti nella storia geologica è oggi og-getto di numerose ricerche, anche multidisciplinari.L’analisi e la comprensione delle variazioni clima-tiche del passato rappresenta una potenzialechiave di lettura di quelle attuali. Lo studio di sistemi fossili infatti ha la potenzialità di documen-tare, in un range temporale dell’ordine di milioni dianni come gli ecosistemi rispondono e superanoqueste crisi.

Riferimenti bibliografici

Achab A. & Paris F. (2007) - The Ordovician chitino-zoan biodiversification and its leading factors. Pa-laeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,245, 5-19.

Keller G. (2005) - Impacts, volcanism and mass ex-tinction: random coincidence or cause and effect?Australian Journal of Earth Sciences (2005) 52,725-757.

raup D.M. & Sepkoski Jr. J.J. (1982) - Mass extin-ctions in the marine fossil record. Science 215,1501-1503.

Vecoli M., Delabroye A., Spina A. & Hints O. (2011) -Cryptospore assemblages from Upper Ordovician(Katian-Hirnantian) strata of Anticosti Island, Québec, Canada, and Estonia: palaeophytogeo-graphic and palaeoclimatic implications. review ofPalaeobotany and Palynology 166, 76-93.

Figura 4 - Livelli di CO2 misurati a Mauna Loa in Hawaii (Immagine:Robert A. Rohde, Global Warming Art). http://www.newscientist.com/arti-cleimages/dn11638/1-climate-myths-human-co2-emissions-are-too-tiny-to-matter.html.

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La Terra vista dallo spazio è un pianeta blu,giacché oltre i due terzi (il 71%) della su-perficie terrestre sono coperti dal mare;ma allora anche l’Italia vista dallo spazio

sarebbe una nazione blu, dato che il mare costi-tuisce il 64% del nostro territorio! Lo studio dei mariche circondano il paese si può far risalire alle pio-neristiche osservazioni del Conte Marsili nel XVIsecolo ma il vero padre della moderna geologiamarina in Italia è stato il bolognese raimondo Selli(1916-1983); oggi ricerche di geologia marina ven-gono svolte in numerosi dipartimenti universitari,istituti CNr ed enti di ricerca come INGV ed OGS.

La geologia dei mari italiani è piuttosto com-plessa dato che la variabilità dei dominii geodina-mici che costituiscono la parte emersa del Paesenon si ferma certo alla linea di riva. La natura deimari varia quindi da una porzione di avanfossaormai pressoché riempita dai detriti prodotti dallosmantellamento di Alpi, Appennini e Dinaridi (il MarAdriatico), ad una porzione relitta di crosta ocea-nica che è stata distrutta dalla collisione tra l’Africae l’Europa (il Mar Ionio), ad un segmento della ca-tena appennino-maghrebide ribassata da forze di-stensive che hanno dato luogo a manifestazionivulcaniche sottomarine in epoca storica a Pantel-leria e Ferdinandea (il Canale di Sicilia), a dei pro-fondi bacini oceanici di neoformazione checostituiscono il Mediterraneo occidentale, il più re-cente dei quali (il Mar Tirreno sud-orientale) ospitail più grande vulcano sottomarino del Mediterraneo,il Marsili, del quale si presume un’attività recentese non attuale.

Anche i margini continentali sono molto diversitra di loro, almeno nelle parti più profonde. Infattitutti i margini mostrano evidenze di una recenteerosione dalla costa sino alla profondità di 120-130 m, cioè la massima profondità raggiunta dal li-vello del mare durante l’ultima glaciazione (circa20.000 anni fa) quando una grande quantità diacqua marina era intrappolata nei ghiacciai polari.Allora le piattaforme continentali emersero e furono

esposte all’azione erosiva dei fiumi e degli agentiatmosferici, con un clima e una paleogeografiamolto diversi da quelli attuali, con connessioni traSardegna e Corsica, Malta e le Egadi con la Sicilia,l’Elba, le Isole Pontine e la Sicilia con l’Italia pe-ninsulare. Questa diversa paleogeografia i suoi suc-cessivi sconvolgimenti dovuti alla risalita del livellodel mare durante la deglaciazione controllaronol’espansione ed i comportamento delle prime po-polazioni umane nel Paleolitico e Mesolitico.

Al di sotto di 120-130 m di profondità, la pen-denza del fondo marino aumenta significativamentee, tranne che nell’Adriatico centro-settentrionale,nel Canale di Sicilia e nel Tirreno centro-settentrio-nale, la scarpata continentale è profondamente in-teressata da processi di instabilità e trasportogravitativo a tutte le possibili scale. Grandi canyonsottomarini incidono lo Ionio, il Tirreno meridionale,il Mar Ligure e i mari attorno alla Sardegna ed inalcune aree fortemente tettonizzate (la Sicilia orien-tale, la Calabria meridionale, il Lazio meridionale/Campania settentrionale) la superficie di fondo ma-rino non interessata da frane o da flussi gravitativivaria da zero a poche unità percentuali.

L’interesse per la geologia dei mari italiani haanche importanti ricadute applicative ed economi-che, al di là della comprensione della natura e deiprocessi attualmente in atto sui fondali, anche seva ricordato come la conoscenza scientifica sia giàdi per sé una forma di investimento economico alungo termine.

I mari italiani ospitano, infatti, rilevanti risorseenergetiche, sia per quanto riguarda lo sfruttamentoattuale dei combustibili fossili (il 72% del gas naturale e il 10% del petrolio italiani sono estrattida giacimenti offshore), sia per le future risorse rinnovabili. Studi di fattibilità per campi eolici offshore sono stati condotti in Puglia e nel Canaledi Sicilia, turbine per sfruttare correnti marine pro-fonde sono state ipotizzate nello Stretto di Messinae nel Tirreno, così come vi è un progetto per utiliz-zare l’energia geotermica nel vulcano Marsili.

mArE nosTrum,la geologia

dei mari italiani

Per quel che riguarda potenziali giacimenti me-talliferi, sono stati condotti studi per lo sfruttamentodi depositi a solfuri prodotti dall’attività idrotermalesul vulcano sottomarino Palinuro e per la ricercadi placers di sabbie ferrifere in Calabria, Sardegnae Toscana. Tuttavia l’unica risorsa minerale che èad oggi sfruttata (e che sempre più lo sarà nel futuro) sono gli inerti marini, ossia sabbie e ghiaierelitte che vengono dragate dai fondali e utilizzateper il ripascimenti di litorali in erosione. ripa-scimenti utilizzando giacimenti marini sono statirealizzati nel Veneto, nel Lazio, in Campania, inSardegna e in Emilia-romagna e studi a tal finesono stati condotti in Abruzzo, Puglia, Basilicata eToscana.

La geologia genera anche “risorse” importanti intermini di biodiversità, con hotspot biologici rap-presentati dai canyon sottomarini, dalle emissionidi fluidi (sia “freddi” di metano, sia “caldi” vulcanici),dalle montagne sottomarine (seamount), da brinee bacini anossici ultra-profondi presenti nel Medi-terraneo orientale subito fuori dalle acque italiane.

La geologia marina si occupa anche delle peri-colosità geologiche che possono interferire con lavita umana o con le infrastrutture costiere. I mare-moti sono sicuramente l’evento più pericoloso, siaper grandi eventi prodotti da terremoti (come gliepisodi tragici di Messina nel 1908, della Sicilia

orientale nel 1693 e del Gargano nel 1627) sia pereventi più piccoli ma potenzialmente molto perico-losi in coste come le nostre molto frequentate du-rante la stagione estiva, come quelli prodotti dafrane sottomarine in tempi recenti a Gioia Tauro(1977) e a Stromboli (2002). Questi due maremotinon hanno prodotto vittime per contingenze fortu-nate, ma eventi simili a Nizza (1979) e a Scilla(1783) hanno avuto conseguenze ben più luttuose.Insediamenti prossimi alla linea di riva possonoanche essere minacciati direttamente da frane co-stiere laddove l’instabilità sottomarina, ad esempioalla testata dei canyon, arriva a propagarsi nel subaereo. Infine strutture a fondo mare (cavi e con-dotte, istallazioni petrolifere) possono essere dan-neggiate da frane, dune che migrano sotto l’effettodi correnti di fondo, fuoriuscita di fluidi dal fondale,financo attività vulcanica.

Il mare è anche un archivio prezioso dei cam-biamenti ambientali a lungo termine. In un’epocain cui i “global change” sono ormai un’istanza so-ciale più che un argomento di ricerca scientifica,il lento accumularsi di particelle sui fondali registrai caratteri geochimici, sedimentologici, petrografici,microfaunistici che possono essere usati per di-scriminare tra cambiamenti indotti dalle attivitàumane e variabilità o processi naturali a lungo termine, ben al di là di quanto ricostruibile con le

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Immagine 3D del trattomediano dei canyon di Gioia (a destra, mean-driforme) e a sinistra (ret-tilineo), ricostruita contecniche di ecometriamultifascio. I due canyoncorrono paralleli inci-dendo la scarpata conti-nentale calabro tirrenicae connettono la pianabatiale con i settori costieri. La testata delcanyon di Gioia arriva infatti a poche decine dimetri da costa e dai molidel più grande porto pertrans-shipment del Medi-terraneo. Durante la co-struzione del porto, nel1977 una frana alla testata ha prodotto unmaremoto che ha seve-ramente danneggiato il porto, fortunatamente senza perdite di vite umane. Nell’immagine si osserva la spettacolaremeandrificazione del canyon, che inizia a partire da una scarpata rettilinea trasversale all’asse dei canyon (in alto adestra nell’immagine), espressione superficiale di una faglia che interessa la scarpata continentale. Il canyon di Gioiaè attualmente interessato da una fase di ringiovanimento che ha portato ad una rettificazione e approfondimento delsuo corso (in primo piano nell’immagine).

misure strumentali storiche. Cambiamenti nelle comunità di microorganismi marini o di pollini per-mettono di ricostruire alternanze di fasi climati-che umide ed aride negli ultimi millenni, evidenzedi deforestazione hanno lasciato traccia nei tassidi sedimentazione deltizi e di avanzamento dellelinee di riva, la frequenze l’intensità di tempesteeccezionali possono essere ricostruite da livellisabbiosi intercalati nelle argille sulla piattaformacontinentale. Anche la stima dei tempi di ricor-renza di eventi pericolosi come maremoti, terre-moti o eruzioni vulcaniche sempre più si baseràsulla ricostruzione di dettaglio della stratigrafia dei depositi marini recenti.

Gli avanzamenti scientifici nel campo della geo-logia marina, come nella maggior parte dellescienze del mare, sono strettamente legati allo svi-luppo tecnologico essendo gli studi realizzati conrilievi dalla superficie, usualmente con tecniche geo-fisiche, tarati da pochi campionamenti su obiettivimirati; ad esempio la scoperta delle dorsali ocea-niche, che è stata uno dei presupposti per l’elabo-

razione della teoria della tettonica delle placche, èavvenuta poco meno di 100 anni fa, solo grazie all’invenzione dell’ecoscandaglio che, misurando iltempo di andata e ritorno di onde acustiche emessein superficie e riflesse dal fondale, ne determina laprofondità.

Da questo punto di vista gli ultimi decenni hannoaperto una nuova era nella geologia marina, conla messa a punto degli ecoscandagli multifascioche permettono una ricostruzione accuratissima deifondali, dei veicoli autonomi lanciati dalla superficiee in grado di acquisire dati molto dettagliati in pros-simità del fondo anche dei più grandi abissi ocea-nici, di osservatori mobili o permanenti a fondomare per il monitoraggio ambientale prolungato.L’ultimo vantaggio che la geologia marina offrequindi alla società è di essere una palestra in cuisviluppare tecnologie di punta, fatto compensatodal dato che la tecnologia fornisce agli scienziati(e quindi alla società) “occhi” sempre nuovi con iquali osservare sempre più e sempre meglio leoscurità dei fondali marini.

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Vista 3D del vulcano Marsili, al centro del Tirreno sud-orientale. Il Marsili è il più grande vulcano sottomarino d’Europa,e rivaleggia con l’Etna per dimensioni, essendo alto 3.000 m rispetto ai fondali circostanti con una base di 70x30 km. Morfologicamente e petrograficamente è comparabile con una porzione di dorsale oceanica sollevata esembra ospitare camere magmatiche poste a differente profondità, con un’attività vulcanica recente e forse storica(5.000 anni?). Nell’ultimo decennio sono stati effettuati studi per valutarne il potenziale sfruttamento geotermico egiacimentologico di depositi a solfuri associati all’attività idrotermale.

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Il rischio è la possibilità che un fenomenonaturale di una data intensità possa cau-sare danni a persone, insediamenti abita-tivi, attività e infrastrutture, all’interno di una

particolare area, in un prefissato intervallo tempo-rale. Viene definito come il prodotto simbolico dellapericolosità (P), della vulnerabilità (V) e dell’espo-sizione (E):

R = P × V × E

La pericolosità è la probabilità di accadimentodi un fenomeno di intensità predefinita, che si ve-rifichi in una certa area e in un dato intervallo ditempo. rappresenta una caratteristica intrinsecadel territorio, funzione delle sue caratteristiche geo-logiche, morfologiche, climatiche, e in quanto tale,sostanzialmente non modificabile. La vulnerabilitàè la capacità di un elemento o gruppo di elementidi resistere a un dato fenomeno naturale di unadeterminata intensità. Infine, l’esposizione è il numero o il valore degli elementi a rischio in unacerta area e si quantifica in termini di vite umane,di valore economico o storico-artistico. Dunque, pervalutare concretamente il rischio, non è sufficienteconoscere la pericolosità, ma occorre anche sti-mare attentamente il valore esposto, cioè i benipresenti sul territorio che possono essere coinvoltidall’evento, e la loro vulnerabilità.

L’Italia è un paese geologicamente giovane epertanto in continua evoluzione. Il suo territorio èfatto di paesi arroccati sui rilievi o distesi nei fon-dovalle, di fragili e preziosi centri storici, di città cresciute spesso in modo disordinato, dove alla vetustà del patrimonio monumentale del passato siè progressivamente affiancata la modernità dellecostruzioni più recenti. Questo determina per granparte del territorio nazionale una costante esposi-zione di persone, oggetti e attività ad elevati livellidi rischio.

Ciononostante in Italia ancora manca un’ade-guata cultura del rischio, che porti ad una mag-giore consapevolezza della fragilità del territorio e

del valore delle azioni di prevenzione, indispensabiliper limitare gli effetti negativi di un fenomeno na-turale. Questa lacuna comporta un’impreparazionea fronteggiare anche gli eventi naturali più comunie frequenti.

I rischi naturali non sono del tutto eliminabili, mauna chiara e tempestiva strategia di mitigazionepuò ridurli, fino a minimizzarli. Affrontare in manieraefficace questa sfida comporta un’azione decisa sulpiano culturale, che trasformi la cultura del soccorsoe dell’emergenza in cultura della prevenzione edella mitigazione del rischio. A tale scopo vengonoorganizzate e coordinate attività finalizzate a mi-gliorare la previsione e la prevenzione dai rischi,finanziando progetti di ricerca scientifica, emanandolinee guida per studi, ricerche e piani di intervento,gestendo reti di monitoraggio ambientale, inve-stendo nella formazione e nell’educazione ai rischi.

La previsione dei fenomeni naturali comprendegli studi riguardanti le loro cause, la loro estensione,intensità e frequenza. La prevenzione mira, invece,a mitigare il rischio, ovvero a minimizzare i dannie le vittime, tenendo conto delle conoscenze ac-quisite nelle attività di previsione.

La prevenzione si attua mediante interventi attivio passivi sull’ambiente (stabilizzazione di frane,consolidamento di terreni liquefacibili o subsidenti,costruzione o miglioramento di argini fluviali, rea-lizzazione di reti paramassi, di rilevati, di canali perla deviazione e l’incanalamento di flussi idrici ecc.),sulle costruzioni (interventi di miglioramento strut-turale dei manufatti per la riduzione della vulnera-bilità) e sui comportamenti che le persone devonomantenere prima, durante e dopo le fasi di emer-genza (campagne informative ed educative).

La prevenzione si concretizza attraverso l’ema-nazione di normative e linee guida per la program-mazione territoriale e per la progettazione dicostruzioni più sicure, nonché con la messa a puntodi strumenti operativi come i piani di emergenza,per la pianificazione delle azioni da svolgere in casodi crisi. Il piano di emergenza si basa sui possibili

Rischi naturalie culturadella PREVENZIONE

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scenari attesi, ovvero su quei fenomeni che è pos-sibile attendersi, anche in base alle informazionistoriche esistenti. Quanto più le informazioni saranno numerose e precise, tanto più realisticosarà lo scenario definito e migliore la programma-zione delle attività emergenziali da adottare.

Affinché l’attività di prevenzione sia efficace eporti ad una concreta e progressiva riduzione deglieffetti distruttivi che un evento naturale può deter-minare, è necessario che essa venga organizzatasu piani temporali differenti: a breve termine essaconsisterà in azioni di preannuncio e allertamentoper gli eventi calamitosi attesi; a medio termine pre-vedrà il monitoraggio dei fenomeni, la redazione deipiani di emergenza e la realizzazione di opere didifesa del suolo; a lungo termine agirà sui fattori urbanistici e territoriali, che condizionano diretta-mente la vulnerabilità dei contesti ambientali, svi-luppando politiche di protezione e conoscenza delterritorio e di informazione ed educazione ai cittadini.

L’educazione al rischio è certamente uno stru-mento efficace per una prevenzione a lungo ter-mine, poiché consente di ottenere effetti duraturinel tempo, accompagnando la popolazione nella

formazione di un proprio patrimonio di conoscenzescientifiche e dei comportamenti appropriati da te-nere per difendersi dai rischi.

Per fare prevenzione è necessario il coinvolgi-mento di tutte le componenti della società interes-sate: cittadini, amministratori locali, tecnici, scienziati,legislatori, politici, mass media.

Diffondere la cultura della prevenzione signi-fica accrescere la consapevolezza che la convi-venza con i fenomeni naturali è inevitabile, e chetuttavia ogni azione di preparazione a questi eventioffrirà agli abitanti di un territorio e ai loro discen-denti maggiori possibilità di superare le fasi criti-che. Non investire nella prevenzione equivale atrasferire irresponsabilmente il costo sociale edeconomico di un disastro sulle spalle delle gene-razioni successive.

Gli eventi tragici che investono frequentementeil nostro Paese, indicano che c’è ancora molto dafare in materia di prevenzione e che è necessarioun passaggio culturale, che porti la società civile aconsiderare il territorio come una preziosa risorsasociale, educativa ed economica, da tutelare e valorizzare.

Figura 1 - Il ciclo del disastro: rappresentazione delle diverse fasi che si susseguono nel tempo, in relazione alverificarsi di un evento disastroso (da: S. Peppoloni - Convivere con i rischi naturali. Bologna, Il Mulino, 2014).

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La sismicità è un’espressione della vitalitàinterna della Terra che, grazie al vulcani-smo e al degassamento, consente diavere un’atmosfera continuamente riali-

mentata, un campo magnetico che la protegge eche fa da scudo al vento solare ionizzante. Senzadi essi non avremmo l’ossigeno per respirare né laprotezione dalle radiazioni. Dobbiamo dunque im-parare a convivere con i terremoti che cesserannoin Italia e nel mondo solo quando la Terra sarà solidificata e quindi non più abitabile.

Le geologia, ogni giorno di più, contribuisce acapire l’origine della sismicità. Grazie alla cono-scenza geologica di un’area si possono capire qualisono le strutture tettoniche che possono produrreterremoti e la quantità di energia che possono libe-rare, dato che più è grande una faglia, più è grandeil volume di crosta che metterà in movimento e mag-giore sarà la magnitudo di un terremoto. Inoltre, leonde sismiche subiscono amplificazioni in funzionedel tipo di rocce che attraversano e la loro defini-zione spaziale permette di determinare i luoghi dovei danni potranno essere maggiori. Questa analisidel territorio è definita microzonazione sismica edè molto utile per prevenire più efficacemente i dannidalle oscillazioni dovute ai terremoti.

Un terremoto è liberazione di energia accumu-latasi un un dato volume di rocce per un gradientedi pressione. Il gradiente si crea perché porzioni dicrosta terrestre si muovono a velocità diverse, ve-locità che in Italia sono dell’ordinedei mm/anno, mentre in altre partidel mondo possono raggiungere al-cuni cm/anno. È questa differenzadi velocità che fa sì che la magni-tudo dei terremoti in Italia (M circa7-7.5) sia di circa due gradi piùbassa che in Giappone o in Cile,dove la sismicità può raggiungeremagnitudo superiori a 9).

In genere i terremoti sono cau-sati da movimenti improvvisi dimasse rocciose all’interno della cro-sta terrestre. Se questi avvengononel fondo del mare, possono ancheinnescare maremoti con la forma-zione di onde di tsunami che pos-

sono raggiungere parecchi metri di altezza e inva-dere le piane costiere abitate. Tsunami possono es-sere generati anche da frane sottomarine e nelTirreno e nello Ionio, caratterizzati da grandi gra-dienti batimetrici, possono formarsene di estrema-mente rilevanti. L’impatto dei terremoti dipende nonsolo dalla loro magnitudo e profondità crostale,ma anche da fattori umani, come la qualità degliedifici, la densità della popolazione, il livello di svi-luppo di una nazione, la preparazione e l’istruzione.Un terremoto nei pressi di una megalopoli in unpaese in via di sviluppo potrebbe essere deva-stante. Per esempio, molti più decessi sono staticausati dal terremoto di Haiti del 2010 che da alcuniterremoti molto più forti in aree sviluppate. Per que-sta ragione si parla di pericolosità sismica, cioèla probabilità che un certo valore di scuotimento siverifichi in un dato intervallo di tempo in una dataarea, la quale moltiplicata per l’esposizione e vul-nerabilità di persone e beni nella stessa area dàluogo al rischio sismico. L’Italia si trova in un’areadove elementi di crosta scendendo all’interno delmantello hanno dato luogo alla formazione delleAlpi da un lato e degli Appennini dall’altro. Nel con-tempo, l’allontanarsi degli Appennini dalla Sardegnaha prodotto il Mar Tirreno. Per le sue caratteristichegeologiche e geomorfologiche il nostro paese èsoggetto a continui terremoti, oltre 10.000 l’anno,anche se pochi per fortuna superano la magnitudodi 5.5 che è considerata la soglia oltre la quale i

Terremoti:studio e prevenzione

Figura 1 - Danni per il terremoto dell’Emilia del 2012 (foto Agenzia Sir).

terremoti iniziano a produrre gravi danni. Tuttavia,ogni 10-20 anni, l’Italia è soggetta ad eventi parti-colarmente distruttivi. Questa grande vulnerabilitàsismica deve spingerci a sviluppare una maggiorecoscienza nella prevenzione e ad approfondire lericerche riguardanti la previsione dei terremoti.

Il tema della sismicità, così come gli altri rischi,negli Stati Uniti è monitorato e studiato dal ServizioGeologico Americano (USGS), all’interno di una pianificazione organizzativa in cui i rischi sono una parte del rapporto Terra-Uomo. Infatti, conte-stualmente l’USGS si occupa di risorse, di rischiidrogeologici, di mappatura della nazione, il tuttoall’interno di un’organizzazione al servizio delloStato finalizzata ad una conoscenza dell’insiemeterrestre. L’Italia si è dotata di una rete di monito-raggio sia della sismicità, che delle velocità di movimento di vari siti dove sono state installate stazioni GPS, ma il Servizio Geologico d’Italia-ISPrA, preposto assieme alle regioni alla mappa-tura geologica, è scorporato da chi gestisce le retidi monitoraggio.

Allo stadio attuale delle ricerche, per la previ-sione dei terremoti si utilizza primariamente l’analisistatistica nel lungo periodo, ovvero la determina-zione dei tempi di ritorno di un sisma in un datoterritorio per calcolarne la probabilità di ricorrenza.La previsione probabilistica che un terremoto avvenga in un’area particolare in un certo periododi tempo è migliorata negli ultimi decenni graziealla ricerca geologica e sismologica. Ma questo approccio è limitante, come se nelle diagnosi

mediche ci si fermasse alle probabilità di sviluppoo meno di una data patologia.

Attualmente non è ancora possibile effettuareprevisioni deterministiche di precisione sul luogo eil tempo esatti in cui un terremoto accadrà, ma lericerche continuano e non è da escludere che undomani il grado di previsionalità venga gradual-mente migliorato significativamente. Al momentoperò, il modo più efficace per ridurre l’impatto deiterremoti è rappresentato dalla prevenzione. In par-ticolare è necessario ridurre la povertà, migliorarel’istruzione, l’educazione civica, le infrastrutture e,soprattutto, progettare e costruire nuovi edifici perresistere ai loro effetti. Adeguare sismicamente gliedifici storici è possibile, necessario e doveroso,anche perché è nostro dovere preservare il patri-monio architettonico nazionale che rappresenta leradici della nostra cultura e una grande ricchezzaeconomica e di attrazione turistica.

L’Italia, come molte altre nazioni, si è affidataall’approccio probabilistico dell’accadimento dei ter-remoti. Da ciò sono derivate delle mappe di pro-babilità che un terremoto di una certa magnitudoavvenga in una data area. Queste carte si sono rivelate finora formalmente corrette, ma geologica-mente sono frequentemente errate e hanno portatoperciò a normative ingegneristiche inadeguate alpunto da sottovalutare i fenomeni. Infatti non è infrequente che in una data area dove vi sono dellestrutture tettoniche attive, una parte di questa abbiauna classificazione di grado di pericolosità minorerispetto ad un’altra, nonostante la geologia ci dica

che sono identiche dal punto divista sismogenetico. Ciò ha por-tato alla sottostima di eventi importanti, con gravi perditeumane e di beni.

Le geoscienze possono con-tribuire a colmare queste lacuneconoscitive e normative, avvici-nandosi gradualmente al giornoin cui con un approccio multidi-sciplinare, anche i terremoti po-tranno avere un grado di allertapreventivo, come in buona partegià avviene per le eruzioni vul-caniche. Dobbiamo in futuro ar-rivare a poter prevedere dove equando avverrà un terremoto,ma per far questo abbiamo bisogno di capire come e perchési sviluppa un evento sismico enel frattempo dobbiamo iniziareuna capillare opera di preven-zione antisismica del tessutoabitativo na zionale.

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Figura 2 - Faglia in calcari mesozoici (Umbria).

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Il nostro paese è terra di mezzo; ieri edoggi crocevia di genti, popoli e culture, maanche una terra di mezzo in senso geolo-gico, interposta tra grandi masse continen-

tali che si muovono l’una verso l’altra a partire daltardo Giurassico. Un processo dinamico che haportato alla chiusura di un antico oceano, la Tetide,e, dall’Oligocene ad oggi, alla formazione della ca-tena alpino-hymalayana.

Terra di mezzo ma anche terra del fuoco, con isuoi 60 vulcani, in attività a partire dal Cretaceo.Molti di questi vulcani sono oggi estinti, altri quie-scienti, ma otto di essi hanno fornito attività lavicae piroclastica in epoca storica: l’Etna (ultima eru-zione del 2014), Stromboli (2014), Vesuvio (1944),Pantelleria (1891), Vulcano (1890), Campi Flegrei(1538), Ischia (1303), e Lipari (VIII secolo d.C.).A questi otto si debbono sommare i vulcani sotto-marini, tra i quali l’Isola Ferdinandea nel Canaledi Sicilia è addirittura emersa per pochi mesi nel1831, dal 7 luglio all’8 dicem-bre, guadagnandosi l’appella-tivo di “isola che non c’è”.

Oggi, Etna e Strombolisono i due vulcani italiani piùfamosi con una attività vulca-nica persistente, e si ergonocome due giganti per più ditremila metri dalla loro base,permettendo allo Stromboli diemergere per quasi mille metridalle acque del Mar Tirrenomeridionale ed il Mongibello didominare incontrastato l’oro-grafia delle terre emerse delMediterraneo centrale (fotodell’Etna innevato). Due gi-ganti in attività continua negliultimi duemila anni con eru-zioni blandamente esplosive ecolate laviche intermittenti chesolcano i fianchi dei due vul-

cani. I due giganti per secoli hanno dominato i de-stini delle genti che popolavano le loro pendici.

Vesuvio, Campi Flegrei ed Ischia fanno da con-traltare a questi due giganti, con una attività vul-canica concentrata in periodi ben delimitati,separati da lunghe fasi di quiescenza dell’ordinedelle migliaia di anni, ma di incontrastata violenzaparossistica. Del Vesuvio, nonostante gli ultimi se-coli del millennio scorso siano stati caratterizzatida attività debolmente esplosiva, la geologia e lefonti storiche ci restituiscono le informazioni perl’individuazione di almeno cinque grandi eruzionidi carattere da pliniano a sub-pliniano delle qualila più nota nel 79 d.C. ha portato alla distruzionedi Pompei (immagine di Pompei con il Vesuviosullo sfondo). L’apparato vulcanico dei Campi Fle-grei possiede una morfologia molto appiattita de-finita dalla particolare attività vulcanica dominatada due grandi eruzioni pliniane, separate l’unadall’altra da un periodo di circa 15 mila anni, che

I vulcani: il difficile connubiotra rischio

e fonte di risorse

L’Etna innevato (foto: S. Branca).

hanno portato i loro prodotti a colmare la pianacampana da Sarno a Cassino e da Napoli a Caserta andando a formare il fertile substrato della“Campania Felix” degli antichi romani. Le ignimbritiprodotte dalle due grandi eruzioni flegree (Ignim-brite Campana e Tufo Giallo Napoletano), sonostate per millenni la fonte di materiale lapideo perl’edificazione delle città campane dai tempi dellaMagna Grecia ad oggi.

Prevenzione e mitigazione del rischio vulca-nico sono il principale obiettivo della geologia chesi occupa di vulcani attivi la quale definisce, attra-verso lo studio delle rocce affioranti, le principalicaratteristiche delle eruzioni passate individuandola tipologia, il grado di esplosività, il volume delmagma coinvolto, la composizione e quantità deigas vulcanici emessi, la massima estensione arealedei prodotti, ed infine l’energia sprigionata. I datiraccolti permettono una definizione dell’evento mas-simo atteso e del suo potenziale distruttivo, for-nendo al geologo che si occupa di sorveglianza ilquadro di riferimento su cui operare oltre a definirnela vulnerabilità del territorio interessato.

L’attività magmatica, ed in particolare quella vulcanica, è però anche sorgente di calore che in condizioni geologiche particolari permettono l’instaurarsi di sistemi geotermici sfruttabili dal puntodi vista energetico per le attività delle comunità

umane che vivono sul territorio,e che possono fornire, nei casiin cui si raggiungano le condi-zioni di entalpia idonee, energiarinnovabile e pulita. Le roccevulcaniche rappresentano inoltreda millenni una risorsa naturaledi inestimabile valore in campoedilizio sia come materiale lapi-deo strutturale che come lapideo ornamentale. Gli antichi romaniapprezzavano le caratteristichepetrofisiche delle rocce lavicheitaliane tanto da utilizzarle mas-sicciamente come basolati nellacostruzione di strade, oppurecome macine o mortai, mentreda sempre il tufo vulcanico (leignimbriti) viene utilizzato comemateria prima per mattoni permurature. Infine, sempre ad una genesi di tipo magmatico pos-sono essere ricondotte le princi-pali risorse minerarie nazionali.

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Eruzione del vulcano Stromboli.

Pompei.

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Una frana è un movimento di una massadi roccia, terra o detrito lungo un ver-sante. In Italia le frane sono molto dif-fuse: ad oggi, infatti, ne sono state

censite circa 500.000 sull’intero territorio nazionale.Analoga diffusione caratterizza i fenomeni alluvio-nali, che, insieme alle frane, costituiscono il cosid-detto “dissesto idrogeologico”.

Le frane sono innescate da cause naturali,quali piogge intense/prolungate o terremoti, maanche da cause antropiche, quali la deforesta-zione, trasformazioni nell’uso del suolo, attivitàestrattiva e/o mineraria.

Il diffuso ed elevato rischio da frana che carat-terizza vaste porzioni dell’Italia dipende sia dall’in-tensità delle frane (velocità, volume mobilizzato,distanze percorse), sia dalla presenza di un tessutourbano ed infrastrutturale molto esteso, che, tal-volta, si è impiantato in aree non sicure dal puntodi vista geologico, risultando quindi particolarmentevulnerabili.

Per tali ragioni, l’Italia è un Paese ad alto rischioda frana (rischio = pericolosità × vulnerabilità), la cuimitigazione si basa su azioni fina-lizzate alla previsione e preven-zione, oltre che su interventi mirantialla salvaguardia della vita umanaed alla tutela dei beni materiali.

Da oltre un decennio l’Italia èuno dei pochi Paesi al mondo adessere interamente “coperto” daCarte del rischio da frana, redattedalle Autorità di Bacino, enti statalio regionali preposti alla pianifica-zione territoriale ed alla difesa delsuolo. Tali Carte riportano la distri-buzione, su quattro livelli decre-scenti (da r4 – molto elevato – adr1 – moderato), del rischio con-nesso ai vari tipi di frana presentisul territorio nazionale. A ciascunlivello di rischio corrispondono spe-cifiche norme, in virtù delle qualisono consentite od impedite deter-minate azioni sul territorio.

Prevedere una frana significa identificarne la tipologia, l’intensità, l’evoluzione e l’ubicazione, infunzione della probabilità temporale di accadimentodell’evento (“tempo di ritorno”). La Comunitàscientifica italiana ed internazionale è attivamenteimpegnata, al pari di quanto avviene per le altrifonti primarie di pericolosità geologica (terremoti,eruzioni vulcaniche), nella ricerca di metodologieche consentano una previsione spazio-temporaledelle frane sempre più affidabile.

Analogo impegno è profuso nella prevenzionedelle frane e, soprattutto, dei suoi effetti più cata-strofici. In tal senso, anche per la cronica carenzadi fondi sufficienti alla rimozione del rischio con in-terventi “strutturali” (opere di difesa attiva o passivacontro le frane), di fondamentale importanza è l’approccio in termini di “resilienza”: con questo ter-mine si identifica la capacità/abilità di un sistema,di una comunità o una società, esposta ai pericoli,di resistere, assorbire, accogliere e ristabilirsi daglieffetti di un pericolo, in tempi brevi ed in modo efficiente, considerando anche la conservazione eil ripristino delle sue strutture e funzioni di base.

L’Italiache frana

La frana di Montaguto, Campania.

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Il concetto di geologia medica è tanto vastoquanto lo sono le possibilità che materialidi origine “geogenica” interferiscano con lasalute umana. La disciplina trae origine dai

primi studi condotti dalla fine degli anni ’80 circa glieffetti degli asbesti sulla salute umana a causa delleinterazioni con le mucose polmonari. Lentamente laGeologia Medica ha cominciato a ricercare qualimateriali potessero essere nocivi per la salute at-traverso lo studio della loro natura chimica. Da quiil termine equivalente di Geochimica Medica. Percomprendere l’importanza che la Geologia o la Geo-chimica Medica svolgono nel campo dello studiodell’ambiente, va tenuto presente il ruolo giocatodall’uomo nei riguardi della natura. Esso spesso silimita a concentrare a fini economici i materiali naturali che possono presentarsi in forma dissemi-nata, ovvero estrarli dalla litosfera e/o dall’idrosferadal momento che vi sono stati precedentementeconcentrati a seguito di processi naturali. Quindil’esposizione a determinati elementi ocomposti chimici può essere un feno-meno naturale o di origine antropica aseconda che questi siano stati concen-trati da attività minerarie o altro. Questofatto ci suggerisce che l’assenza asso-luta di un determinato elemento chimicoin ambiente naturale sia molto raro, senon impossibile da ottenere, ma ciò cheè verosimile è la trascurabilità della suaconcentrazione, tanto da un punto divista analitico, quanto da quello della ri-levanza per la salute umana. Quindi, aseconda che il costituente in questionesvolga il ruolo di nutriente, ovvero dipartecipante ai processi metabolici o meno, ne ri-sulta che l’esposizione possa essere o meno seguitadallo smaltimento del costituente a seguito dei pro-cessi metabolici ovvero porti ad un’accumulazionedella specie chimica nell’organismo.

Questo fatto introduce al concetto di esposi-zione umana ai materiali geogenici. Si tratta diuna particolarità focalizzata sull’uomo degli effettidell’esposizione ambientale ad un certo costituentedell’ambiente stesso. L’esposizione può avvenirenei riguardi di particolari elementi o specie chimi-che direttamente presenti in natura che, come tali,

costituiscono una condizione di background di undeterminato tipo di ambiente, ovvero sono il risul-tato di processi indotti dall’uomo per provvedereallo sfruttamento delle risorse naturali. Sovente idue fenomeni hanno caratteristiche analogheanche se, in genere, i processi mediati dall’uomodanno luogo ad effetti più consistenti a causa dellacapacità tecnologica dell’uomo di produrre la con-centrazione di determinate specie a scopo econo-mico ed industriale. Un caso eclatante in tal sensoè stato l’uso del carbone come fonte di energia,associato al limitato rendimento energetico delleforme di combustione in uso durante il XIX e XXsecolo che ha comportato un inquinamento in pol-veri sottili formate da carbone incombusto misce-lato ai prodotti della combustione del carbonestesso che hanno letteralmente caratterizzatoanche “scenograficamente“ gli agglomerati indu-striali ed abitativi nordeuropei della prima e dellaseconda rivoluzione industriale.

In generale, possiamo considerare l’esposizioneumana come il contatto che si crea fra la litosfera,nel senso geochimico del termine, e l’antroposfera.Nella prima avvengono tutti i processi legati alla di-namica della Terra mentre nella seconda avven-gono tutti i processi indotti dall’uomo e legatiall’ambiente in cui noi viviamo. Tale contatto puòavvenire per mediazione dell’idrosfera, ogni qualvolta ciò che è solido nei prodotti litogenici è scioltoin tutto o in parte transitando nella fase acquosa.A questo punto il contatto con l’antroposfera avverràdirettamente per esposizione dovuta ad ingestione

GEOLOGIAmedica

Figura 1 - Effetti del dosaggio di nutrienti ed elementi nocivi su un’ipotetica specie vivente.

dell’acqua, ovvero con un’ulteriore mediazione dellabiosfera. Questo avviene quando l’acqua, contami-nata da ciò che ha sciolto dalle rocce, costituisceil nutrimento delle piante. Con questa mediazionegli originari componenti della litosfera entrano nellacatena trofica e trovano in essa occasione di pro-gressivo accumulo negli organismi che ne fannoparte, dando spesso luogo a forme di biomagnifi-cazione lungo la catena trofica sino a giungere alvertice della stessa: l’uomo. Questi ultimi sono fenomeni spesso responsabili degli aspetti più pericolosi dell’esposizione umana al contatto conla litosfera.

Altrimenti il contatto litosfera-antroposfera puònon essere mediato da interfacce terze. È questoil caso dell’esposizione umana alle polveri che puòavvenire per diretta inalazione o ingestione dellestesse. Da questo tipo di fenomeni discendono poinote patologie, le più note delle quali sono di ca-rattere polmonare, che sono appunto legate all’in-terazione fra particolati solidi e membrane e tessutipolmonari. Come vedremo più avanti le patologiepolmonari sono dovute ad interazioni di tipo “fisico”fra polveri e mucose, e sono le più comuni e noteanche a livello popolare, ovvero possono esserelegate a reazioni chimiche fra i fluidi biologici e particolari tipi di polveri inalate.

Un altro tipo di interazione fra litosfera e antro-posfera è quello mediato dall’atmosfera. Ciò com-porta che l’agente a cui l’uomo è esposto sia dinatura gassosa e l’esposizione avvenga per inala-zione. Anche qui differenti esempi sono noti, bastipensare all’inalazione di fasi gassose legate all’at-tività vulcanica e/o idrotermale (CO2, CO, H2S, Cl2)che che possono risultare letali anche in dosi re-lativamente modeste. È anche il caso dell’esposi-zione al 222rn che di forma come intermedio dellaserie di decadimento radioattivo naturale di 238U eche quindi è spesso anche un indicatore geochi-mico di processi tettonici attivi.

Certamente i processi endogeni che portano alladiretta formazione di soluti di origine litogenica sonoquelli che più di altri sono suscettibili di rappresen-tare un’occasione significativa di interazione fra litosfera ed antroposfera anche perché storicamentele aree vulcaniche dove tali fenomeni avvengonoin maniera più evidente sono state spesso sede diantropizzazione massiccia. Tuttavia, anche lungofaglie in zone non vulcaniche, si rilasciano concen-trazioni di gas che possono essere particolarmentedannosi per l’Uomo.

Diverse patologie si possono si possono svilup-pare dalle interazioni fra particolati aerodispersi efluidi biologici dando luogo anche a forse cance-rose. È questo il caso di asbestosi, silicoli, calcolosipolmonare, ecc.

Perché i particolati possano raggiungere l’ap-parato polmonare profondo è necessario che lagranulometria delle particelle sia inferiore a 2-3 µm.Ciò permette alle particelle di giungere a contattocon l’apparato broncoalveolare e gli alveoli polmo-nari. All’interno degli alveoli, i solidi inalati entranoin contatto con i fluidi broncoalveolari dove sonopresenti, fra l’altro, i macrofagi broncoalveolari. Sitratta di cellule deputate alla dissoluzione, perquanto possibile, dei solidi inalati attraverso l’inter-vento di opportuni enzimi in grado di creare con-dizioni acide che permettono la dissoluzione deisolidi inalati. Il rilascio dei componenti elementaria seguito della dissoluzione dei solidi interessa learee polmonari circostanti e favorisce il richiamodi ulteriori macrofagi per completare la dissoluzionedei solidi residui. recenti studi hanno dimostratoche questo processo può non riuscire ad eliminareil particolato ultrafine (≤ 100 nm) che rimane tal-volta non disciolto ed in grado di indurre stress ossidativi nelle cellule con cui entra in contatto. A questo tipo di materiali appartengono le polveriultrafini formatesi durante la lavorazione dei ce-menti o rilasciate dagli idrocarburi durante il trafficoveicolare o il processo di raffinazione.

A parte le dimensioni delle particelle, anche laforma di queste riduce la capacità del sistema diclearance dell’apparato polmonare di svolgere ilproprio ruolo. È questo il caso delle morfologie ditipo fibroso in cui la presenza di un’elongazionepreferenziale delle particelle lungo una determinatadirezione non permette il loro “incapsulamento” daparte dei macrofagi. A fronte di ciò, proprio la formaelongata di questi solidi ne favorisce il trasporto aerodinamico ed il raggiungimento delle regioni pro-fonde del polmone. Qui, la permanenza delle fibrenel polmone profondo induce la formazione di tes-suto cicatriziale che spesso è il precursore di quelloneoplastico. recenti studi suggeriscono inoltre chele fibre resistenti all’azione dei macrofagi possano

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Figura 2 - Intervallo di valori di acidità caratteristici deiprincipali fluidi corporei espressi in unità di pH.

fisicamente raggiungere i nuclei delle cellule deitessuti polmonari danneggiandovi il DNA ed indu-cendo in esso mutazioni poi responsabili dell’insor-genza di forme tumorali.

Differente è il caso dell’accumulo di particelle abase di SiO2 cristallina e non semplicemente di siliceamorfa, cioè vetro. Ciò si verifica perché tanto neisolidi amorfi, quanto in quelli cristallini, la forma delleparticelle è più equidimensionale che nelle fibre. Ladistinzione fra solidi amorfi e cristallini, soprattuttoper quelli ricchi in silice è fondamentale perché ciconsente di puntualizzare l’attenzione sul concettodi reattività dei solidi inalati a contatto con fluidi pol-monari lato sensu. Nel primo caso i mineralisilicatici e soprattutto il quarzo e gli altri poli-morfi della SiO2 hanno una buona resistenzachimica nei riguardi di quanto può esseremesso in campo dai macrofagi broncoalveo-lari. Tale effetto è legato alla presenza di unastruttura cristallina in questi materiali ed allaforza che lega il silicio all’ossigeno all’internodi tale struttura. Questi fatti si traducono inuna tendenza all’accumulazione di queste par-ticelle nei polmoni che poi degenera in fibrosipolmonare, ostruzioni polmonari e tumori. Nelsecondo caso, le particelle ricche in siliceamorfa (vetro) di origine tanto naturale quantoartificiale sono più facilmente vittime dell’inte-razione con i fluidi broncoalveolari attraversol’azione dissolvente dei macrofagi. Come con-seguenza, se da un lato si assiste ad una mi-nore pericolosità dell’inalazione di questo tipodi solidi geogenici per gli effetti fisici che pos-sono indurre, dall’altro il loro maggior gradodi dissoluzione, unito ai meccanismi di forma-zione dei vetri naturali, comporta una mag-giore capacità di questi materiali di cederealcuni tipi di metalli pesanti ai liquidi broncoalveolarie da essi al sistema linfatico e sanguigno.

Ove le condizioni biochimiche lo permettano, ladissoluzione dei solidi inalati può portare a formedi calcolosi polmonare come quelle riscontrate aseguito di inalazione di ceneri vulcaniche. Del resto,se le eruzioni di ceneri hanno dimostrato di potereinterferire con il traffico aereo non si capisce comele stesse polveri eruttate non debbano avere effettinegativi sulla salute.

L’esposizione a prodotti in fase gassosa non ne-cessariamente avviene con il coinvolgimento del-l’apparato respiratorio. Diverse sostanze di originenaturale, più o meno mediate dall’azione umana,possono interagire con l’uomo attraverso la pelle(basti pensare al cianuro o al metilmercurio), ovverol’esposizione del corpo umano a radiazioni ioniz-zanti provenienti dal sottosuolo (per esempioradon), o dallo spazio.

La tossicità dei solidi geogenici per la saluteumana è anche legata alla possibilità che essihanno di indurre processi reattivi con formazionedi specie nocive alla salute, ovvero di cedere ele-menti metallici ai fluidi biologici e quindi dare luogoa sovraesposizione degli individui a determinati ele-menti chimici. Un ruolo preminente è rivestito dalleSpecie reattive dell’Ossigeno (rOS) la cui pre-senza ed importanza per la salute ha anche cominciato ad essere considerata dalla stampa ecultura popolari dove i così detti radicali liberi (unaforma di rOS) sono prefigurati come fattori di rischio per la salute.

In sostanza, lo scopo della Geologia, della Mi-neralogia e della Geochimica applicate alla saluteumana è quello di fornire quel bagaglio di cono-scenze a contorno che non facciano dimenticaremai che la crosta terrestre e più in generale la litosfera sono il contenitore dell’ambiente. Negli ul-timi 50 anni si è progressivamente fatta strada unaconsapevolezza ambientale che ha reso l’uomodella strada cosciente delle relazioni che intercor-rono fra il proprio stato di salute e il grado di rispettoche lui ha per l’ambiente che lo circonda. Ora è ilcaso che si prenda coscienza anche del fatto chele insidie dell’ambiente nei riguardi della salute nonsono limitate agli effetti indotti dalle attività inqui-natrici dell’uomo ma possono essere arrecate direttamente dalle interazioni fra l’ambiente stessoed il proprio contenitore, appunto la litosfera il cuichimismo è legato a doppio filo con quello dell’am-biente e quindi con la salute dei sui abitanti.

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Figura 3 - Caratteristica colorazione rossa per l’anomalaconcentrazione di Fe delle acque del Rio Tinto (Spagnasud-occidentale).

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Il suolo rappresenta l’interfaccia tra l’atmo-sfera, la biosfera, l’idrosfera e la litosfera,configurandosi come un componentechiave nella interpretazione dei cicli bio-

geochimici globali. Negli ultimi tempi si sta assi-stendo ad un’espansione transdisciplinare nel-l’ambito delle scienze del suolo, al fine di poter indirizzare le nuove sfide globali e sociali ancheverso una più idonea programmazione di tutela econservazione della risorsa suolo. rilevanti svi-luppi in tal senso si sono avuti grazie agli utiliscambi scientifici tra differenti domini della cono-scenza: l’economia, la sociologia, l’urbanistica,l’ecologia, la climatologia, la biogeochimica, l’idro-logia e le Scienze della Terra. È noto però che importanti questioni relative al suolo sono ancoraaperte, ed il dibattito su temi interdisciplinari e globali quali: i cambiamenti climatici, la sicurezzaalimentare, i biocarburanti, l’acqua, i cicli biogeo-chimici, la biodiversità e il telerilevamento presentaancora connotazioni e risvolti che lambiscono argomenti tipici della scienza del suolo.

Tra le tante definizioni tecniche usate per spie-gare che cosa è un suolo quella più semplice lopercepisce come un materiale che può avere di-versa origine naturale, in relazione alle caratteristi-che litostratigrafiche del substrato, non consolidatoe affiorante sulla superficie terrestre, ma in gradodi sostenere la crescita della vegetazione nonchésoddisfarne il suo sviluppo. Di contro materiali nonconsolidati che non presentano questo tipo di caratteristiche sono definibili sedimenti.

Su queste basi è facile intuire che il contributodelle geoscienze nello studio del suolo assume unaforte connotazione sia in termini diagnostici ed in-terpretativi dei processi pedogenetici associati, siain virtù dell’importanza che esso ricopre nell’ambitodella pianificazione e gestione del territorio.

Il connubio tra geologia e pedologia, pertanto,è destinato a fortificarsi nel corso dei prossimi annispecialmente laddove persistono quelle condizionitali da richiedere un attento studio delle caratteri-stiche evolutive dei suoli. Si pensi alle aree a rischio idrogeologico ma anche alle aree in cui insistono autorevoli colture che danno vita a pro-

dotti tipici, la cui valorizzazione si impone comecondicio sine qua non affinché le stesse possanoessere tutelate. Senza ombra di dubbio l’intera penisola italiana può quindi definirsi un laboratorioa cielo aperto in tal senso.

È importante ricalcare che le geoscienze hannoil dovere di accettare questa nuova sfida contri-buendo soprattutto alla declinazione di quelle va-riabili di chiara pertinenza geologica, con lo scopoultimo di scongiurare il depauperamento di questarisorsa strategica alla diffusione e sostenibilitàdella vita sul pianeta Terra.

Il SUOLO:dove le rocce

incontrano la vita

Figura 1 - Profilo di un suolo dell’areale di Lapio (AV),regione Campania, sede della prestigiosa Denomina-zione di Origine Controllata e Garantita (DOCG) delFiano di Avellino. Nel profilo visibili i depositi da cadutaascrivibili all’eruzione del Somma-Vesuvio denominata:Pomici di Avellino (4360±40 anni or sono).

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Smaltimento dei rifiuti e protezione dell’ambiente

In Italia i dati sulla produzione di rifiuti relativi al2012 indicano un quantitativo di rSU (rifiuti solidiurbani) di 29,9 milioni di tonnellate. Di questi 17,6tonnellate pari al 59% sono stati conferiti in disca-rica. Le discariche attive sul territorio sono 186mentre dal 2003 sono state chiuse 288 discariche.

La discarica è definita dalla normativa (D.Lgs.36/2003 attuazione della Direttiva 1999/31/CE) quale“area adibita a smaltimento dei rifiuti mediante ope-razioni di deposito sul suolo o nel suolo, compresala zona interna al luogo di produzione dei rifiuti adi-bita allo smaltimento dei medesimi…”. La funzionedi una discarica è meglio definita dall’articolo 1 dellanormativa che “…stabilisce requisiti operativi e tec-nici per i rifiuti e le discariche, misure, procedure eorientamenti tesi a prevenire o a ridurre il più pos-sibile la ripercussioni negative sull’ambiente, in par-ticolare l’inquinamento delle acque superficiali, delleacque sotterranee, del suolo e dell’atmosfera, e sul-l’ambiente globale, compreso l’effetto serra, nonchéi rischi per la salute umana risultanti dalle discarichedi rifiuti, durante l’intero ciclo di vita della discarica”.La discarica è quindi in diretta relazione con le ca-ratteristiche fisiche al contorno, pertanto nella sceltadel sito destinato allo smaltimento dei rifiuti, di qual-siasi natura essi siano, è prioritaria la comprensionedel rapporto tra ubicazione del sito, tipo di rifiuti smal-titi e componenti ambientali nel loro complesso.

La geologia si occupa di comprendere piena-mente le condizioni geologiche ed idrogeologi-che che garantiscano l’isolamento dei rifiuti solidie/o liquidi innanzitutto rispetto alle componenti

L’essere umano nelle società industrializzate genera grandi quantitativi dirifiuti. In Italia il fenomeno ha subito una forte accelerazione a partire daglianni ‘60 del secolo scorso in coincidenza con un miglioramento generalizzatodelle condizioni di vita dei cittadini. La gestione dei rifiuti e il loro correttosmaltimento investe il ruolo del geologo nella comprensione delle complesserelazioni esistenti tra geosfera, biosfera, atmosfera ed idrosfera.

La Geologia e il ciclo dei rifiuti

Cosa è un rifiuto?In Italia il ciclo della gestione dei rifiuti è nor-

mata dal Decreto Legislativo 152/2006 e s.m.i.che definisce come rifiuto “qualsiasi sostanza odoggetto… di cui il detentore si disfi o abbia decisoo abbia l’obbligo di disfarsi”. Lo smaltimento deirifiuti costituisce la fase residuale della gestionedei rifiuti e viene attuata solo dopo la verifica daparte dell’autorità competente della impossibilitàtecnica ed economica di effettuare il loro recu-pero, riutilizzo o riciclaggio.

Il ruolo della geologia è centrale nella correttaindividuazione dei siti di smaltimento dei rifiutisia che si tratti di rifiuti urbani, sia che si tratti dirifiuti speciali sia che si tratti di rifiuti la cui naturaprevede una normativa dedicata (rifiuti radioattivi,rifiuti derivanti da attività estrattive, etc.).

Piramide del corretto modello di ciclo integrato di gestione dei rifiuti.

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acqua sotterranea, acqua superficiale e suolo. Infattil’interazione delle acque piovane con il corpo rifiutidi una discarica genera naturalmente una contami-nazione “localizzata” con produzione di percolato. Ilruolo del geologo è quello di studiare le componentidi rischio connesse al sito di smaltimento attraversoun insieme di indagini volte a definire il quadro geo-logico-idrogeologico attuale e futuro con l’obiettivodi garantire nel tempo l’isolamento del corpo rifiuti.

La scelta dell’ubicazione del sito è legata astudi geologici inerenti: la natura dei terreni cheospiteranno i rifiuti (barriera geologica di fondo naturale e/o costruita a bassissima permeabilità),la classificazione sismica dell’area, la geomor-fologia (doline, carsismo superficiale, instabilità deipendii, etc.), l’idrologia dei corsi d’acqua (areeesondabili, migrazione degli alvei, etc.), l’idrogeo-logia (profondità della falda, caratteristiche idrauli-che, escursione stagionale, etc.).

Il ruolo del geologo nel ciclo di vita di una discarica

L’attività del geologo si articola in più fasi durantel’intero ciclo di vita di una discarica, a partire dallafase di scelta dell’ubicazione del sito tenendo contodei criteri di esclusione definiti dalla normativa vigente. I criteri di esclusione parziale, sui quali interviene l’attività e la valutazione del geologo, riguardano: le aree interessate da faglie attive, learee interessate da attività vulcanica, le aree sog-gette ad attività idrotermale, le aree con carsismosuperficiale, le aree soggette ad erosione accele-rata, le aree esondabili e alluvionabili, le aree a rischio frana, etc.

Nella fase di scelta dell’ubicazione il geologo sioccupa di effettuare un rilevamento geologico di det-taglio e di svolgere una campagna di indagini conl’obiettivo di ricostruire il modello geologico locale.Ovviamente il numero di indagini è variabile da sitoa sito e dipende dalla complessità geologica, in ognicaso deve essere svolta almeno 1 prova diretta ogni1000 mq. Le indagini geognostiche possono ri-guardare le caratteristiche geotecniche dei terrenie delle rocce, da determinarsi tramite prove in sitoo in laboratorio (limiti di Atterberg, curve di compat-tazione, prove di resistenza, etc.) nonché le loro ca-ratteristiche di permeabilità da effettuarsi in sito.

Non meno importante è un inquadramentogeologico ed idrogeologico di area vasta checonsenta di inserire la discarica all’interno di unquadro generale più possibile definito. In relazionealla matrice acqua il geologo si occupa: di effettuareun rilevamento idrogeologico con la ricostruzionedelle isopiezometriche e dello schema di circola-

zione nel sottosuolo, di verificare l’estensione e lecaratteristiche idrauliche delle falde presenti, di ef-fettuare un censimento dei pozzi redigendo la cartadelle zone di rispetto.

In una discarica gli elementi di isolamento rispettoalle matrici ambientali sono essenzialmente due: labarriera geologica naturale di fondo/laterale e la

Una sfida per il prossimo futuro: lo smaltimento geologico dei rifiuti radioattivi

I rifiuti radioattivi in Italia provengono per il60% dalle centrali nucleari dismesse, per il 30%dal ciclo del combustibile e il restante 10% daaltre attività (ricerca, diagnostica, etc.). Di questiil 95% (in volume) sono a bassa-media attività(RIA) tuttavia nel restante 5% ad alta attività(RAA) è contenuto il 98% dell’inventario totale diradioattività. I RAA raggiungono livelli di emis-sione considerati non pericolosi dopo millenni ocentinaia di migliaia di anni, per questo si poneil problema del loro isolamento dalla biosfera,isolandoli in formazioni geologiche adeguate (argille plastiche o indurite, depositi di salgemma,granito) a centinaia di metri di profondità.

In Italia, in base alle previsioni effettuate daENEA nel 2001, il basso quantitativo di RAA nongiustificherebbe la realizzazione di un sito geo-logico di smaltimento. Attualmente a fronte di7200 mc di RAA se ne devono smaltire 25200mc di RIA. Si prevede che nei prossimi 40 anni,a seguito delle attività di decommissioning daparte dello Stato, a questi volumi si aggiunge-ranno altri 49800 mc di RIA e 8000 di RAA. Entroil 31 dicembre 2014 dovrà essere definito un pro-gramma nazionale per la gestione dei rifiuti ra-dioattivi che prevede la realizzazione di unDeposito Nazionale in cui far confluire tutti i rifiutiradioattivi della penisola di cui i RIA a titolo disistemazione definitiva e i RAA per la custodiatemporanea in sicurezza.

La direttiva europea 2011/70/EURATOM pre-vede per il futuro l’accordo tra stati membri perla predisposizione di un unico impianto di smal-timento per i RAA a condizione che tale impiantosia un deposito di tipo geologico. La valutazionedelle condizioni di permeabilità della host-rock,delle caratteristiche meccaniche, di conduttivitàtermica, di plasticità, di capacità di fissazione chi-mico-fisica degli elementi che migrano costitui-scono un ambito di studio specifico della geologianella individuazione di siti geologici di smalti-mento dei rifiuti radioattivi a lunga vita.

copertura superficiale finale. A seguito della pro-pria attività di indagine, il geologo ricostruisce le ca-ratteristiche geometriche e di continuità laterale dellabarriera geologica naturale valutando la necessità diintegrare la barriera naturale con opportuno mate-riale impermeabile (es: argilla e bentonite) definendodi quest’ultimo le caratteristiche di permeabilità e glispessori/volumi necessari.

Nella fase di costruzione della discarica il geo-logo effettua delle misure di controllo della permea-bilità della barriera geologica sull’intera area delladiscarica tramite prove di conducibilità in sito. Inoltreverifica, dopo la posa in opera, la rispondenza geo-tecnica dei materiali naturali che integrano la bar-

riera geologica naturale di fondo/laterale attraversoprove di laboratorio e in sito.

Nella fase di gestione il geologo si occupa dicontrollare lo stato del corpo della discarica con verifiche di assestamento dei terreni di fondazione,verifiche inclinometriche, verifiche geomorfologicheal contorno, inoltre interviene nel monitoraggio dellafalda tramite la rete di controllo predisposta.

Il ciclo di vita di una discarica non termina conla sua chiusura ma si protrae nell’ulteriore fase dipost-esercizio, di durata non inferiore a 30 anni,durante la quale il monitoraggio della falda e dellastabilità del corpo discarica e dei terreni al contornorientrano tra le competenze del geologo.

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Schema concettuale di una discarica per RnP con dettaglio degli elementi di confinamento.

Schema concettuale di una discarica in attività e di una discarica chiusa con captazione di biogas.

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La salvaguardia e lo sviluppo sostenibiledell’ambiente hanno un forte impatto sociale e sono caratterizzati da una seriedi aspetti estremamente complessi. In un

pianeta in cui la popolazione è passata negli ultimidue secoli da circa 1 miliardo a oltre 7 miliardi,l’interazione uomo-ambiente è sempre più forte erilevante. Ne risulta una complessità che è figliadella risposta non lineare dei sistemi naturali e

della società stessa, composta a sua volta dagruppi con comportamenti, abitudini, adattamentoe relazioni estremamente differenti e variabili neltempo e nello spazio. La connessione tra questecomponenti è stata teorizzata nell’ipotesi Gaia inbase alla quale l’ambiente geologico nel suo com-plesso si modifica dinamicamente o si mantienenelle condizioni più idonee a supportare la vita die-tro l’azione degli stessi organismi viventi. Lo studio

Sviluppo sostenibilein un territorio

da proteggere

La pianta della città di Imola realizzata da Leonardo da Vinci nel 1502.

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di questi aspetti richiede quindi la capacità di os-servare e misurare cambiamenti nei sotto-sistemiambientali e sociali, che possono avvenire a scaletemporali molto diverse e con forti variazioni di in-tensità, sotto il controllo di variabili che possonoamplificarne o smorzarne la risposta o il cambia-mento. Tutte le attività umane interagiscono conl’ambiente, tendono a modificarlo o ne subisconole azioni e reazioni molto spesso senza possibilitàdi controllo alcuno da parte dell’uomo. Inoltre, leazioni antropiche possono risultare così pervasivee di grande entità da indurre reazioni dell’ambienteestremamente rapide per recuperare facilmenteuna condizione di equilibrio pre-perturbazioni equindi con conseguenze enormi e/o a lungo ter-mine sulla società.

Le geoscienze studiano da sempre, con tecnichespecifiche di differenti discipline e con approccimulti-disciplinari, alcuni tra i fenomeni più complessie oscuri per dimensioni, tempi di realizzazione, ete-rogeneità dei materiali e degli elementi e agenticoinvolti. Come tali, le geoscienze sono natural-mente predisposte all’analisi di problemi che richie-dano la spiegazione dei fenomeni interconnessiosservati e a cui occorre rispondere con soluzionirealizzabili a diverse scale temporali e spaziali, par-tendo da ipotesi multiple e di difficile verifica diretta.

Tra gli aspetti di interesse vi sono: a) la ricerca,quantificazione e sfruttamento delle risorse mine-rali, rinnovabili e non; b) la caratterizzazione,quantificazione, difesa e bonifica della qualità e

quantità delle risorse idriche; l’impiego di tecnicheinvasive per l’estrazione di risorse minerarie e idri-che; c) lo studio dell’erosione ed evoluzione delpaesaggio anche a seguito dell’azione antropica;d) l’individuazione delle aree urbanizzabili oideali per la realizzazione di strutture e infrastrut-ture, che consentano il minore impatto sistemicosull’ambiente; e) gli effetti delle variazioni clima-tiche sulle attività umane o sull’ambiente a seguitodell’azione antropica, e viceversa; f) l’analisi deirischi geologici quali frane, alluvioni, terremoti as-sociati allo sfruttamento del territorio; g) il geoturi-smo per la formazione di una coscienza sullosviluppo sostenibile o la valutazione della fruibilitàdi ambienti geologicamente attivi. Questi temi sonoquindi fondamentali nelle ricerche sullo svilupposostenibile entro cui le geoscienze possono gio-care un ruolo attuale e deter minante. L’Italia è caratterizzata da un territorio geologicamente com-plesso, a elevata densità di popolazione, con attivitàeconomiche e industriali di grande rilevanza, connecessità di grandi infrastrutture in aree attive dalpunto di vista geomorfologico, idrologico e sismico,con risorse minerarie limitate, con attività agricoleestese e risorse idriche di grande qualità ma anchefortemente a rischio. Per tali ragioni il ruolo che le geoscienze italiane possono giocare nello svi-luppo sostenibile dell’ambiente e delle attivitàumane è estremamente attuale e deve essere con-siderato fondamentale nella formazione e nel qua-dro legislativo.

Il sovrautilizzo del suolo nella zona a nord di Napoli.

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Cambiamenti antropogenici

La Commissione Internazionale di Stratigrafia(ICS), che definisce la Scala Internazionale dei TempiGeologici e stabilisce alcuni standard validi global-mente per classificare il tempo geologico, sta attual-mente considerando se definire una nuova epocageologica – l’ “epoca umana” o Antropocene – per

distinguere nella scala dei tempi geologici l’esten-sione temporale dell’impatto che noi abbiamo avutosul nostro Pianeta. Alcuni geologi stratigrafi sugge-riscono la Seconda rivoluzione Industriale (1870),con l’introduzione nel processo produttivo dell’elet-tricità, dei prodotti chimici e del petrolio, come iniziodell’Antropocene, riconoscendo che gli effetti di1.850 miliardi di tonnellate di CO2 che l’umanità ha

Antropocene:l’epoca dell’UOMO

L’attività umana ha avuto un impatto drammatico sul paesaggio, sul sottosuoloe sul sistema Terra in generale, provocando cambiamenti atmosferici, chimici,fisici e biologici altamente significativi.Questi cambiamenti sono sufficientemente significativi e permanenti da segnarel’inizio di una nuova epoca geologica, l’Antropocene?

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rilasciato nell’atmosfera da quel momento si pos-sano estendere su un tempo geologico apprezza-bile. Altri ritengono che un permanente impattodell’uomo sul Pianeta possa essere precedente allarivoluzione Industriale, e può essere fatto risalirealla fase di sviluppo dell’allevamento e delle culturestanziali, circa 8.000 anni fa. Qualunque sia la datadi inizio, lo sviluppo della società umana è statoresponsabile di significativi cambiamenti del terri-torio e del paesaggio, attraverso un’ampia varietàdi processi che comprendono: agricoltura, costru-zioni, canalizzazioni e regimazione dei corsi d’ac-qua, deforestazione, espansione delle aree urbane,industrializzazione. L’uomo ha anche lasciato unsegno potenzialmente indelebile di contaminazionee inquinamento nell’aria, sulla superficie terrestre,negli oceani, nei fiumi, nei laghi e nel sottosuolo.

Gli indicatori di questa contaminazione compren-dono l’inquinamento da piombo, che è prodottoprincipalmente dalle fonderie, dall’industria siderur-gica e dagli inceneritori, e che oggi ha raggiuntoanche località remote come le zone polari.

La rivoluzione Industriale, oltre a diffonderel’uso dei combustibili fossili, portò considerevoli livelli di contaminazione legati alle attività diestrazione mineraria, di fonderia, e alla diffusionedi sostanze inquinanti derivate da altre attività in-dustriali e dallo smaltimento dei rifiuti.

Attualmente, la comunità geologica internazio-nale sta facendo ricerche per comprendere l’entità,il tipo, il livello, e l’importanza dell’ attività umanasull’uso del suolo e sui principali processi naturalidel sistema Terra, per definire qual è il suo impattoe il suo conseguente significato geologico.

La combinazione di questi cambiamenti e il loroimpatto sulla chimica, la biologia e la geomorfologiadella superficie terrestre, del sottosuolo, deglioceani e dell’atmosfera, potrebbe aiutare a delimi-tare l’Antropocene e a definire le sue caratteristicheambientali.

Questo è importante?

A prescindere dalla conclusione della Commis-sione Internazionale di Stratigrafia (ICS) che l’An-tropocene soddisfi o meno la definizione di unanuova epoca geologica, il termine ha rapidamenteacquisito valore non solo tra gli addetti ai lavori.Questo fatto significa che complessivamente l’im-patto delle attività dell’uomo sul nostro Pianeta, chenon si limita alle sole variazioni climatiche, può per-sistere su una scala di tempi geologici, e questaconsapevolezza può essere utile per impostare unarisposta adeguata a questo problema.

Il futuro

Con la popolazione mondiale che è stato stimatoraggiungerà 9 miliardi di abitanti nel 2045, ci saràun incremento della pressione antropica sulle risorse, l’ambiente e la parte superficiale del sotto-suolo, in particolare per la costruzione di aree doveè fortemente richiesta la realizzazione di sottoservizie infrastrutture complesse. Vivere nell’Antropocenepresenterà nuove sfide per le società e i governidi tutto il mondo.

Gli attuali livelli di CO2 sono intorno ai 400 ppm (parti per milione), almeno il 25% in più del massimo raggiunto negliultimi 450.000 anni (dati ICCP 2014).

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Le geoscienze entrano oramai prepotente-mente in quasi tutti gli aspetti che riguar-dano i beni culturali, dalla gestione econservazione dei territori e paesaggi di

interesse storico, alla caratterizzazione al restaurodei monumenti intesi, nel caso specifico e in sensolato, come quei numerosissimi prodotti del-l’attività umana costituiti da materiali inorga-nici naturali o artificiali. Il processo dicoinvolgimento di queste scienze è statolento, e si può forse far risalire alla fine delrinascimento quando a Firenze e a romanacque l’interesse per le pietre antiche, laloro lavorabilità e durevolezza, e continuòaccrescendosi nei secoli successivi con laconsapevolezza Winkelnmanniana dell’im-portanza dei materiali costituenti l’operad’arte da un lato, e con lo svilupparsi dellescienze chimiche e naturalistiche dall’altro.Per le pietre dei monumenti, ad esempio, giàalla fine dell’Ottocento l’illustre geologo ber-linese r. Lepsius gettò le basi dell’archeo-metria dei marmi, e nei primi anni delNovecento A. Kieslinger, geologo viennese,quelle della conoscenza dei fenomeni delloro deterioramento. Ma è dal 1970 in poiche aumenta enormemente il coinvolgimentodelle cosiddette “scienze esatte” nello studiodei beni culturali, e quelle geologiche hannogiocato da allora un ruolo sempre più impor-tante. Basti pensare per l’Italia agli studi su vasta scala del rischio sismico dei monumenti dell’Umbria, alle campagne diindagine sulla conservazione delle pietre barocche di Lecce e della Val di Noto, o aquelle sui dipinti murali di Firenze e sul degrado dei marmi di Venezia dopo le allu-vioni del 1966; per altre regioni mediterraneee mondiali, agli importanti esiti delle ricerchegeologiche sui monumenti dell’Acropoli diAtene, o a quelli sui templi egiziani di AbuSimbel, giavanesi di Borobudur, cambogianidi Angkor Wat, ecc. In tutti questi patrimonidell’umanità le geoscienze hanno svolto unruolo determinante per il successo degli

interventi conservativi e di valorizzazione, anchese in generale poco conosciuto al grande pubblico.La geologia per accertare le strutture su cui essi poggiano e la natura dei suoli e dei terreni, lageofisica per verificarne l’eventuale sismicità, lamineralogia, petrografia e geochimica per deter-

gEoscIEnzEper i beni culturali

Figura 1 - Bartolomeo Bon, statua della Carità della Porta dellaCarta di Palazzo Ducale di Venezia, prima del restauro. È in marmodi Carrara fortemente deteriorato per effetto della solfatazione dainquinamento atmosferico, responsabile della formazione delle croste nere visibili nelle parti protette del dilavamento meteorico.

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minare la composizione mineralogica e chimica, latessitura e struttura dei materiali lapidei costituenti(informazioni fondamentali per risalire alle loro cavedi provenienza, e quindi anche alla possibilità direperimento di litotipi per restauri di sostituzione),o i materiali di partenza e le modalità di lavorazionee manifattura per quelli litoidi (laterizi, malte, into-naci), nonché, di tutti, il loro stato di conservazione(micromorfologie, cause e meccanismi di deterio-ramento: fig. 1 e 2). La petrofisica e la geotecnicasono risultate insostitubili nelle applicazioni ai materiali e ai suoli di fondazione dei monumenti, la prima ad esempio nella determinazione delle

caratteristiche fisiche (di densità, durezza, condu-cibilità termica, permeabilità, porosità, ecc.) e mec-caniche (resistenza a compressione, flessione,trazione, taglio), la seconda in analoghe caratteriz-zazioni sulle argille e altre rocce coerenti e incoe-renti. La geologia applicata infine risolve spessoproblemi di frane che minacciano di distruzione sitie monumenti archeologici.

In definitiva si può ben dire che l’apporto delgeologo di campagna, come di quello di laboratorio,è divenuto indispensabile al buon successo di in-numerevoli tipologie di intervento sui beni culturalimateriali dell’umanità.

Figura 2 - Micrografia al SEM della crosta nera prelevata dalla Carità mostrante una micro-geode di cristalli geminatia ferro di lancia di gesso formatasi per reazione tra la calcite del marmo e l’acido solforico da inquinamento atmosferico.

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La geologia è una disciplina affascinante eimportante allo stesso tempo perché tuttii materiali di cui la nostra società ha bi-sogno (petrolio, gas, metalli, materiali da

costruzione, fertilizzanti per l’agricoltura etc.) de-vono essere scoperti dai geologi. La storia dellavita, la deriva dei continenti, la formazione e la distruzione, delle catene di montagne, il clima delpassato e i cambiamenti climatici si basano su datigeologici. La località dove deve essere costruitaogni casa, edificio, strada, ferrovia, galleria deveessere valutato per la stabilità e il rischio geologico.Protezione ambientale, bonifica ambientale, preser-vare l’acqua pulita, la protezione dai rischi geologici,quali frane, alluvioni, terremoti ed eruzioni vulcani-che sono tutti temi tipicamente geologici. L’Italia èun territorio totalmente sismico, è un paese “quasitotalmente” a rischio idrogeologico: 5.581 comuni,pari al 70% del totale, sono a potenziale rischioelevato. A causa di tutte queste necessità le opportunità di lavoro per i geologi non mancano,nè in Italia nè all’estero.

La geologia è quindi di importanza fondamentaleper la vita delle persone e pertutte le attività che incidono sull’ambiente naturale. Un’educa-zione geologica è necessarianon solo per chi lavora in questocampo ma per tutti i cittadini, pro-fessionisti e amministratori pub-blici e privati per avere pienacoscienza dell’impatto delle attivitàumane presenti e future sul nostropianeta. Nonostante la geologiasia molto più presente nei massmedia rispetto a qualche anno fa l’insegnamento della geologianelle scuole primarie e secondarienon ha registrato lo stesso anda-mento. Si assiste al divario tra lacrescente necessità di formare igiovani con le basi della geologiae il progressivo ruolo sempre piùmarginale dell’insegnamento dellageologia nelle scuole. Assistiamo,

addirittura, alla mancanza della geologia nei corsidi laurea che prepareranno i futuri insegnanti dellescuole primarie.

Le sfide che la società moderna deve affrontarenon possono fare a meno del contributo di cittadinie tecnici consapevoli del territorio nel quale vivono,della sua struttura e della sua dinamica.

A livello universitario la legge 240/2010, in modoanacronistico e miope e nonostante l’alto livello diricerca internazionale della geologia italiana, ha ridotto ad 8 i Dipartimenti di Scienze della Terraa partire dai 29 precedenti. La conseguenza direttaè che verranno a mancare i luoghi dove si prepa-rano i professionisiti, gli insegnanti e i ricercatori didomani nel paese dell’Europa più sensibile ai nu-merosi rischi geologici. I criteri di accreditamentoministeriali delle Scuole di Dottorato, uniti alla cro-nica mancanza di finanziamenti e ai sempre piùcrescenti tagli economici lineari stanno portandoalla forte contrazione anche del terzo livello di istru-zione. Il rischio reale, che il MIUr e i politici nonriescono a vedere nonostante le numerosissime let-tere ed interventi in proposito provenienti da più

IsTruzIonEed educazione geologica

Figura 1 - Numero totale di immatricolati delle Università italiane in Corsi diLaurea di primo livello nell’Area delle Scienze della Terra 2003-2013 (fonte:CUN area 04: sito web: <http://comitato04cun.wix.com/home>).

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parti, è che vada ad estinguersi un patrimonio diconoscenze scientifiche e professionalità, di prima-ria importanza per corrette e lungimiranti azioni digoverno del paese.

Sul territorio italiano tuttavia, grazie al forte im-pegno personale dei docenti e del personale chea vario titolo lavora nelle strutture didattiche e di ricerca, vi sono ancora 29 sedi dove sono presentile lauree triennali e magistrali delle classi di ScienzeGeologiche (http://www.scienzegeologiche-italia.geo.unimib.it/) e quattro sedi dove sono presenti lelauree in Geofisica, dove è possibile laurearsi inGeologia e materie affini. Le classiche lezioni sonoaccompagnate da numerosi attività pratiche e di la-boratorio nonché da numerosi periodi spesi ad os-servare ed imparare direttamente sul terreno fuoridalle aule universitarie. Il rapporto docenti/studenti

è ottimale e permette un contatto continuo ed estre-mamente proficuo per gli studenti sia durante le lezioni sia durante le numerose attività pratiche.

Il trend delle immatricolazioni, dopo una fles-sione dal 2004 al 2009, è tornato a crescere tor-nando ai livelli dell’inizio anni 2000 (Fig. 1).

I docenti su tutto il territorio nazionale si sonocoordinati e stanno migliorando l’offerta formativadei corsi di laurea anche in sintonia con l’Ordinedei Geologi (che raccoglie tutti i professionisti delsettore), sia a livello regionale che nazionale. I geo-logi sono consapevoli del ruolo importante che dovranno svolgere in armonia con gli altri attori eprofessionisti, non solo per migliorare la qualitàdella vita, ma per garantire il più possibile a tutti icittadini e alle loro attività un ragionevole grado disicurezza.

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Geologia e ambiente costruito

La geoingegneria è la disciplina che coniuga iprincipi della conoscenza geologica con gli aspettipiù tipici dell’ingegneria, applicandoli in un’ampiavarietà di contesti.

Il settore delle costruzioni impiega un gran nu-mero di geoingegneri, che insieme a idrogeologi,geologi ambientali e altri geoscienziati, hanno ilcompito di studiare e comprendere l’assetto geo-logico di suolo e sottosuolo e di analizzare comegli elementi dell’ambiente costruito, quali edifici,strade, ferrovie, dighe, tunnel, tubazioni, interagi-scono con il contesto geologico.

Un ruolo fondamentale di questo settore dellegeoscienze, con importanti ricadute di interesse

sociale, è la valutazione degli impatti e delle modifiche che si possono indurre sull’ambiente, ren-dendo possibile prevenire o rimediare l’inquina-mento del suolo, specialmente in aree che sonostate utilizzate per attività industriali (aree di boni-fica), ma anche valutare e gestire gli effetti indottidai fenomeni geologici quali i terremoti, le frane, lasubsidenza, le alluvioni.

La sottovalutazione dell’importanza di questa at-tività e del ruolo dei geoscienziati in progetti infra-strutturali di rilievo, o la non corretta realizzazionedegli studi, è spesso causa di un aumento signifi-cativo dei costi e dei tempi di realizzazione delleopere. Una corretta individuazione e gestione deiproblemi connessi all’interazione del costruito conil sistema suolo/sottosuolo è essenziale per as-

Programmareil futuro

Conoscere il suolo e il sottosuolo e comprendere come gli edifici, leinfrastrutture e le attività umane interagiscono con l’ambiente geologico sonoelementi imprescindibili per poter assicurare la sicurezza e il benessere deicittadini e affrontare la sfida dei cambiamenti dell’ambiente in cui viviamo.

Figura 1 - Modello geologico tridimensionale di una porzione del sottosuolo della Pianura Padana (elaborazioneISPRA; Progetto GeoMol www.geomol.eu).

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sicurare la sicurezza e la salute pubblica, e la qua-lità dell’ambiente nel quale viviamo.

Standard professionali elevati devono essere definiti e sostenuti da geologi, ingegneri e da tutticoloro che lavorano per il bene della comunità. Pericoli di natura geotecnica possono colpire tutticoloro che sono coinvolti nel mondo dell’edilizia edelle infrastrutture, inclusi gli utilizzatori delle stesseopere (in taluni casi gli stessi governi impegnati ingrandi progetti infrastrutturali), i progettisti, i costrut-tori, i cittadini.

I geologi dovranno svolgere un ruolo essenzialenello sviluppo delle infrastrutture in un futuro nelquale l’economia si muoverà verso energie a basseemissioni in atmosfera e a ridotto impatto.

Dai dati ai modelli: il ruolo del Servizio Geologico d’Italia

Il sottosuolo della nostra penisola è stato og-getto di indagini esplorative, seppur discontinue nelcorso della storia, per individuare, conoscere equantificare le risorse idriche ed energetiche checustodisce. La crescente domanda di utilizzo, talora concorrente, delle risorse presenti nel sot-tosuolo e la ricerca sempre più sofisticata di risorserende indispensabile introdurre innovazione anchenei metodi di mappatura e modellazione del sot-tosuolo.

Il Servizio Geologico d’Italia da più di 140 anniha il compito istituzionale di effettuare e coordinarela mappatura geologica del territorio nazionale, diraccogliere le informazioni derivanti dalle perfora-zioni, di organizzare e mantenere numerosi altri dataset geotematici e di renderli pubblici attraversoil Portale web http://sgi.isprambiente.it/geoportal/.Una mole di dati informatizzati che consente di costruire modelli geologici tridimensionali mul -tiscala e accurati in grado di descrivere i corpi rocciosi e l’assetto strutturale, anche di zone adelevata complessità.

Tale attività si può rivelare di grande interesseper gli idrogeologi, i geologi applicati e in numerosialtri contesti applicativi, inclusa la modellazione disistemi idrogeologici a supporto della domandadi acque potabili, i progetti per opere infrastrutturali,le attività di siting, lo sfruttamento sostenibiledelle risorse naturali.

La geologia urbana - progettare le città del futuro

Una percentuale sempre crescente della popola-zione mondiale vive in città, sempre più grandi ecomplesse. Il lavoro dei geologi nel gestire l’utilizzoconcorrente, e talora in competizione, del suolo e delsottosuolo sarà determinante soprattutto nelle areeurbane, se vorremo costruire città sostenibili.

Lo spazio disponibile per le attività umane non èpiù sufficiente. Il sottosuolo è usato in modo intensivoper molteplici scopi, dai trasporti (metropolitane etunnel stradali) alla distribuzione dei servizi essenziali(acqua, gas, elettricità). La fornitura di acqua edenergia, ma anche lo stoccaggio dei rifiuti, pon-gono sfide soprattutto nelle grandi città, ma costituiscono anche un’opportunità di innovazione.

Il tessuto costruito deve essere progettato permassimizzare l’efficienza energetica, e gestire (e uti-lizzare) l’effetto “urban heat island”. Grandi progettiinfrastrutturali per il trasporto nel sottosuolo necessi-tano di competenze specialistiche diversificate di tec-nici e ricercatori, come i geologi applicati e gliidrogeologi. La migliore comprensione della comples-sità del sottosuolo e lo sviluppo di nuovi strumenti etecnologie consentono di arrivare allo sfruttamentodi risorse anche in ambienti fortemente urbanizzati.

Utilizzare il sottosuolo

I geologi sono protagonisti di molte attività con-nesse all’utilizzo del sottosuolo: la ricerca e utilizzodi risorse energetiche e, di acqua, di risorse mi-nerarie; lo sfruttamento della porosità delle rocceper lo stoccaggio di CO2 o delle formazioni naturaliper l’immagazzinamento di gas naturale; l’indivi-duazione di siti adatti alle attività di stoccaggio dirifiuti, anche radioattivi; le fondamenta degli edifici;la posa in opera di cavi, e servizi; lo scavo ditunnel per trasporti.

Ogni volta che ci rivolgiamo al sottosuolo per svi-luppare servizi questi devono essere opportuna-mente ed attentamente pianificati. Ogni volumeroccioso può essere sfruttato per diversi utilizzi, tem-poralmente distinti o concorrenti. I geologi hanno lecompetenze per fornire supporto tecnico-scientificoe conoscenze, ma le decisioni su come utilizzarela geosfera sono di natura politica ed economica.

Grafica CristalVia raffaele Paolucci, 12/14 - 00152 roma

La Società Geologica Italiana (SGI) ha promosso la realizzazione diquesta pubblicazione con lo scopo di sensibilizzare l’opinione pubblicae le autorità politiche all’importanza delle geoscienze nell’affrontare itemi legati al fabbisogno delle risorse idriche, minerarie ed energeticheed al loro utilizzo sostenibile, oltreché alla conoscenza e pianificazionedel territorio per prevenire o mitigare il rischio da eventi catastrofici diorigine naturale. La geologia contribuisce anche alla conservazione evalorizzazione dei beni culturali e paleontologici. L’iniziativa prendespunto dal documento “Geology for Society” redatto dalla GeologicalSociety of London.

La pubblicazione è stata redatta con contributi originali di Alessio Argentieri,Massimo Bernardi, Domenico Calcaterra, Giovanni Capponi, Rodolfo Carosi,Paolo Censi, Francesco Latino Chiocci, Simonetta Cirilli, Sandro Conticelli,Domenico Cosentino, Giovanni Crosta, Stefano Dalla, Chiara D’Ambrogi,Carlo Doglioni, Elisabetta Erba, Fabrizio Galluzzo, David Govoni, PierfrancoLattanzi, Lorenzo Lazzarini, Carmelo Monaco, Roberto Mazza, MarianoMercurio, Vincenzo Morra, Marco Pantaloni, Silvia Peppoloni, Marco Petitta,Fabio Massimo Petti, Andrea Pietrosante, Davide Scrocca e Alessandro Zuccari.

Stampato il 5 dicembre 2014

La Società Geologica ltaliana è un’associazione senza finalità di lucroiscritta nel Registro delle Persone Giuridiche della Prefettura di Roma(prot. n. 603/2008 Area lV URPG).Fondata a Bologna il 29 settembre 1881 e dichiarata Ente Morale conRegio Decreto del 17 ottobre 1885, è la più antica associazionescientifica italiana che opera nel campo delle Scienze della Terra.Ha per scopo il progresso, la promozione e la diffusione delleconoscenze geologiche nei loro aspetti teorici e applicativi.

Sede

c/o Dipartimento di Scienze della TerraSapienza Università di RomaPiazzale Aldo Moro, 500185 Roma

Tel. + 39 064959390E-mail: info@socgeol.itWebsite: www.socgeol.itC.F. 80258790585

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Geologiaper l’Italia

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“Vesuvius” di Andy Warhol, 1985. Dipinto, Acrilico su tela, Museo Nazionale di Capodimonte (Napoli)Fototeca della Soprintendenza Speciale per il PSAE e il Polo Museale della città di Napoli

ISBN 978-88-940227-1-1

Per saperne di più visita il sito web www.socgeol.ito scrivi a info@socgeol.it

Geologia per l’Italia

GeA - Geologia Energia Ambiente.................................................... pag. 1Geologia per l’Economia................................................................... » 4La Carta geologica d’Italia ................................................................ » 6Le acque sotterranee........................................................................ » 10Energia per l’Italia ............................................................................. » 13Il calore della Terra ........................................................................... » 16La Geologia, una scienza italiana..................................................... » 19Minerali-rocce: archivio geologico e ricchezza ................................. » 21I fossili: testimoni del passato e chiave del futuro............................. » 23Il clima del passato per capirne il futuro ........................................... » 25Mare Nostrum, la geologia dei mari italiani....................................... » 28Rischi naturali e cultura della prevenzione ....................................... » 31Terremoti: studio e prevenzione........................................................ » 33I vulcani: il difficile connubio tra rischio e fonte di risorse ................. » 35L’Italia che frana................................................................................ » 37Geologia medica............................................................................... » 38Il suolo: dove le rocce incontrano la vita........................................... » 41La Geologia e il ciclo dei rifiuti .......................................................... » 42Sviluppo sostenibile in un territorio da proteggere............................ » 45Antropocene: l’epoca dell’Uomo....................................................... » 47Geoscienze per i beni culturali.......................................................... » 49Istruzione ed educazione geologica ................................................. » 51Programmare il futuro ....................................................................... » 53