Geomorfologia - Dinamica costiera
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GEOMORFOLOGIA - Dinamica costiera

 

EROSIONE COSTIERA

L'ambiente costiero è un sistema altamente dinamico dove i fenomeni di erosione, e quindi di arretramento, della linea di costa sono controllati da numerosi fattori meteoclimatici, geologici, biologici ed antropici. Sebbene in generale il "clima" sia da considerarsi come il principale motore degli agenti modificatori, localmente ciascuno degli altri parametri può assumere una prevalenza significativa. Basti pensare alla subsidenza naturale o indotta da estrazioni di fluidi dal sottosuolo, al ruolo di difesa delle piane costiere da parte dei sistemi dunali, al mancato apporto di sedimenti verso costa causato dall'alterazione dei cicli sedimentari per intervento antropico nei bacini idrografici (sbarramenti fluviali, regimazioni idrauliche, estrazioni di materiali alluvionali), all'influenza sulla dinamica litoranea dei sedimenti intercettati dalle opere marittime (opere portuali e di difesa) e delle infrastrutture viarie e urbanistiche costiere.
Un'adeguata conoscenza delle molteplici fenomenologie che caratterizzano i litorali è indispensabile per procedere a interventi strutturali che producano risultati soddisfacenti nella difesa dall'erosione e a impatti ambientali sostenibili nel medio-lungo periodo. A tal fine è necessario un approccio metodologico integrato tra dati geologici e storici, osservazioni sperimentali e modelli teorico-numerici, tenendo opportunamente conto delle indicazioni empiriche fornite dagli interventi già realizzati in situazioni simili. 

 

Idrodinamica costiera

Un'approfondita conoscenza delle fenomenologie relative all'idrodinamica costiera assume grande rilevanza sia per quanto riguarda la gestione e tutela dell'ambiente marino, sia dal punto di vista della ricerca di base geo-fluidodinamica.

 

E' opportuno ricordare che:

- gran parte dei reflui delle città costiere si riversa tuttora nelle acque mediterranee senza alcun trattamento;   
- circa un milione di ton/anno di idrocarburi viene disperso, più o meno

Incidentalmente, nel Mediterraneo, con una concentrazione cento volte maggiore di quella che si riscontra nel Mare del Nord.

Queste considerazioni evidenziano l'accentuata fragilità dell'ecosistema Mediterraneo in generale e di quello costiero in particolare. Tali problematiche assumono grande rilevanza per il nostro Paese, con i suoi circa 7000 km di coste, per lo più fortemente antropizzate e soggette all'azione dell'erosione ed a situazioni di emergenza ambientale. Esempi rilevanti sono stati l'affondamento della Haven e i fenomeni di eutrofizzazione manifestati nel mare Adriatico, eventi cui compete un impatto fortemente negativo sulla gestione delle risorse costiere come la pesca e il turismo. E' opportuno ricordare che le regioni costiere rappresentano un'area particolarmente sensibile sotto il profilo dello "scambio totale", in quanto esse costituiscono un'interfaccia del complesso sistema terra-mare-atmosfera, dal quale derivano problematiche rilevanti e ancora aperte in merito alle fenomenologie di interazione. In effetti il ruolo dei litorali, in quanto produttori e ricettori di inquinanti, nel sistema marino complessivo risulta particolarmente delicato. E' peraltro ben noto che differenti aree costiere mostrano considerevole eterogeneità se le si confronta con quelle del mare aperto: questo fatto pone svariati problemi metodologici per quanto concerne l'idrodinamica costiera, laddove la si voglia inquadrare in un contesto unificante.

 

Manufatti in aree costiere

Per manufatti in aree costiere si possono intendere tutti quegli interventi di tipo ingegneristico che interagiscono con la tendenza evolutiva della fascia costiera, sia essa naturale o indotta da altre opere. Una prima suddivisione si pone tra le opere finalizzate allo sfruttamento  della fascia costiera (per esempio, bonifiche, porti, villaggi turistici) e quelle finalizzate al controllo dei fenomeni dannosi per tali manufatti o per l'ambiente antropizzato nel suo complesso (in primo luogo erosione o eccesso di sedimentazione). L'origine di tali fenomeni può essere sia naturale sia indotta dai manufatti stessi per l'alterazione determinata dalla insufficiente comprensione delle dinamiche naturali nel loro complesso. Tra queste opere, dette di difesa costiera, vi sono le scogliere  frangiflutti, le difese radenti, i pennelli. In generale, questi interventi mirano a diminuire l'intensità delle correnti litoranee e del moto ondoso, favorendo così localmente la deposizione dei sedimenti e quindi limitando l'arretramento della linea di riva o addirittura favorendone l'avanzamento.
Infine, tra gli interventi possono essere inclusi anche i ripascimenti (raccolta di sabbia da fondali profondi e sua distribuzione sui litorali in erosione) e i dragaggi nelle aree portuali.  Questi ultimi sono effettuati periodicamente per garantire il movimento delle imbarcazioni nelle aree di manovra, ma sono frequentemente ostacolati o comunque resi molto onerosi dal contenuto d'inquinanti  accumulati nei fanghi da rimuovere.
La scelta e la realizzazione delle opere marittime idonee a integrarsi opportunamente con i processi evolutivi del litorale, e quindi capaci di limitare al minimo il degrado dell'ambiente costiero, non possono prescindere dall'individuazione della dinamica del trasporto solido litorale e delle tendenze evolutive naturali (clima, variabilità del livello del mare, movimenti isostatici, subsidenza).
Va tenuto presente, inoltre, che qualunque opera a mare costituisce un ostacolo al libero propagarsi dell'onda e pertanto interagisce con essa, dando luogo a effetti di vario genere che possono risentirsi anche a grandi distanze. Ad esempio, un'opera di protezione limitata a un breve tratto di una riva in erosione può aggravare i fenomeni erosivi in atto o addirittura innescarne di nuovi sulle rive adiacenti non protette. Da qui la necessità di non limitare la programmazione degli interventi alle singole opere, bensì di includere in essa elementi conoscitivi e previsionali tipici della modellistica idrodinamica; tali elementi possono permettere la messa a punto di un sistema di difesa accuratamente studiato e progettato, che consenta un bilancio nel complesso positivo sia per l'uomo che per l'ecosistema lungo l'intera fascia litoranea coinvolta.
Aspetti non trascurabili nella fascia litorale sono infatti quelli ecologici, per l'impatto delle opere sull'ecosistema, e di conseguenza anche sul turismo e sulla pesca. Tra i tanti esempi possibili, ricordiamo il noto fenomeno dell'eutrofizzazione (peraltro grave), facilitato dal ristagno d'acqua intrappolata tra le scogliere frangiflutti e la linea di riva, soprattutto quando vi siano sorgenti trofiche nelle vicinanze (per esempio, sbocchi di corsi d'acqua e canali). Così l'alterazione del regime delle correnti sotto costa influenza la distribuzione dei nutrienti e la stratificazione termica.

Subsidenza

Per subsidenza si intende ogni movimento di abbassamento verticale della superficie terrestre, indipendentemente dalla causa che lo ha prodotto, dallo sviluppo areale e dall'evoluzione temporale del fenomeno, dalla velocità di spostamento del terreno e dalle alterazioni ambientali che ne conseguono.
L'abbassamento del suolo può essere legato a cause naturali, quali i processi tettonici, i movimenti isostatici e le trasformazioni chimico-fisiche (diagenesi) dei sedimenti per effetto del carico litostatico o dell'oscillazione del livello di falda. Altresì, alcuni aspetti dell'attività antropica possono influenzare in modo considerevole il fenomeno o addirittura determinarne  l'innesco. 
La subsidenza indotta dall'uomo si esplica generalmente in tempi relativamente brevi (al massimo alcune decine di anni), con effetti che possono compromettere fortemente opere ed attività umane nel caso in cui non si intervenga preventivamente con azioni di controllo e gestione. Le cause più diffuse sono essenzialmente lo sfruttamento eccessivo delle falde acquifere, l'estrazione di idrocarburi, le bonifiche idrauliche. Il grado di urbanizzazione e industrializzazione di un'area "sensibile" alla subsidenza può quindi sia influenzare tale fenomeno, sia esserne condizionato. In Italia le aree interessate da processi di subsidenza sono individuabili in corrispondenza sia della pianura padana sia di molte piane costiere. Ben noti e oggetto di un'attenzione particolare per la loro rilevanza economica e artistica sono i casi di Venezia e Ravenna. Qui hanno interagito negativamente, in passato, processi naturali e attività antropiche. Queste ultime sono ora sotto controllo, ma il fenomeno difficilmente si potrà arrestare del tutto, essendo connesso a processi diagenetici, tettonici e di riequilibrio isostatico ormai attivi da milioni di anni. 

Variazione del livello marino

L'altezza del livello del mare non è costante nel tempo, ma varia su scala globale in funzione dell'aumentare o del diminuire del volume di acqua disponibile negli oceani: questa variabilità dipende essenzialmente dalle oscillazioni climatiche indotte dalle periodiche variazioni dei parametri orbitali del pianeta. A una diminuzione della temperatura media sulla Terra corrisponde una contrazione del volume delle acque oceaniche e un aumento di quello dei ghiacci "perenni" (le cosiddette fasi glaciali); nei periodi con temperature medie più alte (le fasi interglaciali) parte della calotta glaciale fonde originando un conseguente aumento dei volumi d'acqua disponibili.
Siamo a conoscenza delle variazioni del clima e del livello del mare in epoche geologiche grazie alle tracce rinvenute ad esempio sulle conchiglie. Le oscillazioni climatiche avvenute nel corso del Quaternario (ultimi 2 milioni di anni della storia della Terra) sono "registrate" con buona risoluzione nel guscio dei foraminiferi planctonici accumulati nei fondali oceanici (informazioni dedotte dall'andamento dei rapporti isotopici dell'ossigeno che compone il guscio), ben correlabili, almeno per gli ultimi 400.000 anni, con i cicli astronomici proposti da Milankovich già agli inizi del novecento. Sedimenti di spiaggia, solchi di battigia e incrostazioni su speleotemi in grotte sommerse, hanno permesso di ricostruire con una certa accuratezza la curva di oscillazione del livello marino a partire dall'ultimo interglaciale (stadio 5e, corrispondente a circa 125.000 anni fa).
A quel tempo, il livello medio del mare era a circa +7 metri rispetto all'attuale. Poi è sceso rapidamente durante le successive fasi fredde, fino a portarsi  a -120 metri durante l'ultimo picco freddo, intorno a 20.000 anni fa. Il riscaldamento climatico iniziato circa 15.000 anni fa ha determinato una veloce risalita del mare, particolarmente brusca all'inizio dell'Olocene (10.000 anni da oggi), fino a portarsi a livelli prossimi agli attuali intorno a 6.500 anni fa. A tale risalita è tra l'altro da attribuirsi lo sviluppo del mito del diluvio, così diffuso tra i popoli agli albori della civiltà (per esempio, Bibbia e saga di Gilgamesh). Dall'epoca greco-romana a oggi, la risalita residua (80 - 100 cm) è proseguita con tassi sempre più decrescenti, fino alla sostanziale stasi odierna.
Senza entrare qui nell'acceso dibattito sull'attendibilità scientifica delle previsioni a breve-medio termine inerenti l'evoluzione climatica a scala globale, va sottolineato che in tale evoluzione l'influenza antropica interagisce con potenti fattori naturali, come evidenziato dalle oscillazioni climatiche sopra citate. Le previsioni sulla risalita del livello del mare nel corso dei prossimi decenni sono condizionate dalle obiettive difficoltà di interpretare adeguatamente un sistema così complesso.
Le più recenti previsioni dell'Ipcc (Intergovernmental Panel on Climatic Change) suggeriscono una risalita nel corso del secolo compresa tra 9 e 88 cm. I valori più elevati potrebbero determinare impatti molto significativi a scala locale. A solo titolo di esempio, si ricorda che la risalita del livello marino avvenuta nel corso dell'epoca romana non ha comunque impedito a molti porti dell'età imperiale, costruiti in corrispondenza di pianure costiere, di trovarsi lontani diversi chilometri dalla linea di riva già in epoca medioevale, a causa del progredire verso mare dei sedimenti alluvionali accumulati dall'attività dei principali corsi d'acqua. Fenomeni di subsidenza in alcune pianure costiere hanno determinato, negli ultimi decenni, tassi di abbassamento del terreno sensibilmente superiori a quelli attualmente proposti per la risalita del mare. Studi recenti addirittura non trovano conferma sperimentale della prosecuzione dell'innalzamento del livello marino e ipotizzano condizioni di sostanziale stasi del fenomeno o, in prospettiva, una possibile inversione del trend evolutivo, senza poter escludere naturalmente che la risalita possa riprendere, sia per cause naturali che eventualmente indotte dall'effetto serra.