Ipotesi per delle linee guida per la ricerca a mare di sabbie da utilizzare per il ripascimento dei litorali in erosione

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1 Attività 3: Ricerca dei Depositi Sabbiosi Marini sulla Piattaforma Continentale Ipotesi per delle linee guida per la ricerca a mare di sabbie da utilizzare per il ripascimento dei litorali in erosione Regione Lazio (Italia) Osservatorio Regionale dei Litorali Regione Liguria (Italia) Dip.to Pianificazione Territoriale, Paesistica e Ambientale Università degli Studi di Genova Università di Roma LaSapienza Dipartimento Scienze della Terra

2 Ipotesi per delle linee guida per la ricerca a mare di sabbie da utilizzare per il ripascimento di litorali in erosione Università degli Studi La Sapienza di Roma Università di Genova Generalità Questo lavoro si propone come riferimento di base utilizzabile dalle pubbliche amministrazioni, dagli operatori del settore privato e dalle Università per affrontare la ricerca in mare di sabbie, da utilizzare per l alimentazione artificiale delle spiagge lungo le coste del Mar Mediterraneo, con un riferimento particolare alla situazione italiana, generalmente caratterizzata da una piattaforma continentale poco estesa, con sedimentazione silicoclastica, regime idrodinamico microtidale a dominio ondoso. Le linee guida fanno riferimento ad uno svolgimento della ricerca che tenga conto sia delle esigenze del committente (elevato rapporto costi/benefici) sia di quelle dell Ente che effettua la ricerca (condizioni sufficienti per il raggiungimento dell obiettivo finale). Le coste rappresentano un sistema altamente dinamico, punto di incontro dei fenomeni fisici marini (moto ondoso, correnti, maree) con la terraferma; la dinamicità del sistema costiero è in relazione con la scala spaziale e temporale dei fenomeni. In tempi geologici la costa è soggetta a fenomeni a grande scala dovuti alle variazioni relative del livello del mare (variazioni di diverse decine di metri di ampiezza) che hanno causato estesi spostamenti della linea di costa (trasgressioni e regressioni), coprendo e scoprendo gran parte della piattaforma continentale. La piattaforma continentale e gli irregolari fondali abissali che circondano la penisola italiana (da IFREMER) Queste variazioni sono in genere trascurabili se si considera una scala temporale antropica, che può essere definita come la scala temporale delle attività umane; in una scala di tempo antropica non sono però trascurabili altri fenomeni che influenzano la posizione della linea di costa. La causa dell arretramento della linea di costa è la combinazione di variabili fisiche marine o terrestri che interagiscono fra loro e che possono determinare fenomeni come l erosione o la sommersione di ampi settori costieri con uno spostamento della linea di costa verso terra; fra queste variabili possiamo considerare le più importanti: il moto ondoso, l aumento del livello del mare, la subsidenza, la diminuzione dell apporto sedimentario. Le forme costiere più vulnerabili in tempi antropici sono le spiagge, e questa vulnerabilità è dovuta all alterazione del bilancio sedimentario, differenza fra la quantità di sedimenti in entrata e la quantità di sedimenti in uscita dal sistema: se la quantità di sedimenti in uscita è maggiore della quantità di sedimenti in entrata la spiaggia è in erosione, e la linea di costa si sposta verso terra. L arretramento della linea di costa e la variazione del livello del mare in tempi geologici possono essere considerati fenomeni naturali (escludendo in questo caso l aumento del livello del mare dovuto a cause antropiche, i.e. effetto serra, subsidenza indotta da estrazione di fluidi dal sottosuolo), ma nel momento in cui le attività e gli interessi dell uomo interagiscono con questi fenomeni, varie possono essere le conseguenze. Limitando la descrizione agli effetti del fenomeno erosivo sulle coste sabbiose, i principali elementi da considerare sono: l alterazione del trasporto solido fluviale (causata dalla costruzione di dighe e opere di difesa per l erosione), la frammentazione delle unità fisiografiche naturali con alterazione del trasporto solido litorale (causato dalla presenza di infrastrutture costiere come porti, pennelli, dighe, ecc.), che diminuiscono l apporto di sedimenti di origine terrestre alle spiagge, aumentando il fenomeno erosivo; l alterazione di aree di protezione naturale (modificazione delle dune, della vegetazione autoctona costiera e delle aree colonizzate da Posidonia oceanica); l antropizzazione della costa con impedimento delle fluttuazioni naturali della linea di riva a scala decennale e secolare; la presenza di nuclei urbani lungo le coste sabbiose e l importanza delle spiagge dal punto di vista economico e

3 ambientale rendono queste perdite di sedimento un problema tecnico-politico di difficile soluzione. Le soluzioni tecniche a questo tipo di problema si possono dividere in soluzioni di tipo strutturale, o rigide, e di tipo non strutturale, o morbide: le tecniche strutturali includono opere di difesa nelle quali si utilizzano elementi strutturali come dighe emerse o sommerse, pennelli, tomboli, ecc.; le tecniche non strutturali includono l alimentazione artificiale delle spiagge, o ripascimento, la ricostruzione delle dune, i sistema di drenaggio, le tecniche di by-pass di sabbia e la ritirata strategica con abbandono di parti di costa all erosione. La scelta fra le varie soluzioni viene fatta tenendo conto di vari fattori: costi; impatto ambientale; fattori sociali; mantenimento e durata dell opera di difesa. L opera di difesa utilizzata per un dato tipo di costa non è sempre la migliore soluzione dal punto di vista tecnico ed ambientale, poiché concorrono anche altri fattori che influenzano le scelte del gestore; inoltre le scelte effettuate sono spesso rappresentate da soluzioni intermedie fra le tecniche strutturali e quelle non strutturali, e la disponibilità di sabbia è un fattore limitante del quale è necessario tener conto. La sabbia viene utilizzata sia per opere di mantenimento (ripascimento periodico) che per opere di difesa più complesse e durature (ad esempio, le spiagge artificiali appoggiate su una berma artificiale, e difese da dighe sommerse longitudinali e pennelli.); in ogni progetto di opera di difesa o di mantenimento nella quale si utilizza sabbia, è necessario definirne: la qualità, dal punto di vista granulometrico e mineralogico (la granulometria del sabbia utilizzabile deve essere maggiore o uguale di quella della sabbia originale della spiaggia, e il suo colore il più possibile compatibile con quello della sabbia originale); la quantità, espressa in volume di sabbia necessario per il periodo previsto di durata dell opera. Definita la qualità e la quantità di sabbia necessaria per effettuare l opera di difesa o il mantenimento periodico della spiaggia è necessario individuare il sito ove effettuare l estrazione. Occorre tener conto che il ripascimento delle spiagge è generalmente molto efficace quando si gestisce un ampio settore costiero e si hanno a disposizione grandi quantitativi di sabbie, utilizzabili anche per interventi ripetuti nel tempo. Una possibile soluzione alla richiesta di grandi quantitativi di sabbie è lo sfruttamento di depositi marini presenti sulla piattaforma continentale generalmente caratterizzati da: volumi ingenti (ordine di grandezza di milioni di m 3 ); ubicazione prossima al sito d intervento; tessiture e mineralogia simili a quelle della spiaggia da ripascere; profondità accessibili con le attuali tecniche di dragaggio; costi sostenibili in presenza di cubature elevate. In particolare, la coltivazione di cave sottomarine può rappresentare una soluzione economicamente vantaggiosa se la ricerca e la coltivazione delle sabbie viene pianificata su ampia scala (ad esempio a livello regionale o inter-regionale) in maniera da progettare interventi su più siti e/o ripetuti nel tempo. Sia per motivi geologici (potenziale presenza di depositi non appartenenti al sistema litorale attuale) che per motivi tecnologici (estrazione a profondità non eccessive, in genere non superiori a 100 m), la ricerca delle sabbie in mare viene condotta sulla piattaforma continentale. Nel Mediterraneo la possibilità di ritrovare depositi sabbiosi non appartenenti ai sistemi litorali attuali è in genere legata alle variazioni glacio-eustatiche del livello del mare, causate dalle oscillazioni climatiche avvenute nel Quaternario. Infatti, a meno di situazioni particolari, al di sotto della profondità di chiusura della spiaggia sommersa (mediamente m) le condizioni idrodinamiche determinano la deposizione di sedimenti fini (peliti di piattaforma) non utilizzabili per fini estrattivi

4 Di seguito viene illustrato un modello dei processi geologici che presiedono alla formazione di depositi utili. Si tratta di un modello estremamente semplificato che tuttavia consente di delineare un quadro di riferimento utile per comprendere i diversi aspetti scientifici e metodologici della ricerca. I depositi utili sono comunemente legati alla eventuale presenza di depositi relitti, ovvero depositi in genere litorali formatisi con un livello del mare più basso dell attuale. che in seguito all ultima trasgressione sono stati esclusi dai processi dinamici costieri e ricoperti dai sedimenti pelitici attuali e sub-attuali. In genere i corpi sabbiosi sfruttabili appartengono ai depositi formatisi durante l ultima trasgressione marina, avvenuta da anni a anni fa (trasgressione Versiliana). Questa trasgressione (spostamento della linea di costa verso terra) è una conseguenza di una risalita del livello del mare di circa 120 m che ha determinato la migrazione verso l attuale linea di costa dei sistemi deposizionali e la formazione dei depositi Sedimenti relitti affioranti nella parte esterna della piattaforma, ricoperti da sedimenti pelitici recenti nella parte interna (da Ricci Lucchi, 1992). trasgressivi. Questi depositi sono normalmente caratterizzati da un basso potenziale di formazione e preservazione e quindi sono generalmente poco potenti e distribuiti in maniera disomogenea sulla piattaforma continentale. Ciò è dovuto alle particolari caratteristiche della trasgressione Versiliana (che da un punto di vista geologico è avvenuta molto rapidamente) e a processi d erosione sottomarina, prevalentemente legati all azione del moto ondoso, associati alla trasgressione. Altri depositi che potenzialmente possono contenere corpi sabbiosi sono costituiti da cunei sabbiosi progradanti che si formano durante la caduta e/o basso stazionamento del livello del mare. Si tratta di depositi che possono raggiungere anche cubature molto significative, ma che in conseguenza della loro genesi, si ritrovano a profondità piuttosto elevate (mediamente tra100 e 140 m). Aspetti metodologici Le campagne di ricerca devono essere svolte utilizzando imbarcazioni apposite attrezzate con strumentazioni di vario tipo, utile a realizzare: - posizionamento satellitare: GPS con correzione differenziale; - batimetria: multibeam ed ecoscandaglio - caratterizzazione morfo-acustica del fondale: Side Scan Sonar; - analisi sismostratigrafica del sottofondo marino ad altissima risoluzione: Sub Bottom Profiler (SBP); - analisi sismostratigrafica del sottofondo marino ad alta risoluzione: Sparker 1kJ; - campionamenti: benna (Van Veen o Shipek) vibro-carotiere; - software di acquisizione dati e software GIS per la georeferenziazione dei dati

5 Configurazione tipica di un imbarcazione utilizzata per la prospezione geofisica (adattato da IGME, 1985) SISTEMA DI POSIZIONAMENTO I dati acquisiti durante i rilievi devono essere riferiti ad un sistema geodetico tramite coordinate geografiche; attualmente, grazie alla tecnologia satellitare, è possibile rilevare la posizione di un oggetto sulla superficie terrestre in tempo reale. Il GPS (Global Positioning System) è un sistema di rilevamento della posizione basato sul principio della triangolazione, composto da tre segmenti: segmento spaziale: 24 satelliti che orbitano attorno alla terra, e che assicurano la visibilità di almeno 4 satelliti in qualunque momento da qualunque punto della superficie terrestre; segmento di controllo: 5 stazioni di controllo, distribuite omogeneamente sulla superficie terrestre, con coordinate terrestri di alta precisione, che ricevono continuamente segnali dai satelliti, per poterne controllare e correggere ad esempio eventuali errori orbitali; segmento utente: antenna, ricettore accessori di vario tipo che permettono di ricevere i segnali emessi dai satelliti e di elaborare l informazione sottoforma di coordinate geografiche. Al fine di aumentare la precisione del posizionamento dei dati è necessario applicare la correzione differenziale (DGPS -GPS differenziale). Un sistema di alta precisione viene fornito dalla correzione in tempo reale (Real Time Kinematic) che restituisce un posizionamento con precisione centimetrica. I dati del posizionamento vengono inviati in tempo reale ad un sistema di navigazione e successivamente possono essere gestiti attraverso sistemi GIS (Geographical Information System). BATIMETRIA La misura della profondità del fondale viene realizzata in maniera indiretta attraverso sistemi che sfruttano la propagazione delle onde acustiche nella colonna d acqua. Lo strumento tradizionale è l ecoscandaglio (single-beam) che permette di acquisire i dati solo al di sotto della verticale dello strumento; negli ultimi anni i rilievi batimetrici vengono realizzati mediante il sistema multibeam che consente di acquisire dati estremamente precisi e ad elevata risoluzione coprendo una fascia di fondale. Ecoscandaglio L ecoscandaglio tradizionale emette un segnale acustico verticalmente verso il fondo del mare e registra il segnale riflesso dal fondale; lo strumento consiste essenzialmente in un trasduttore che stimolato elettricamente emette una vibrazione meccanica che genera un onda sonora: l onda sonora che si propaga in acqua può essere descritta fisicamente come l oscillazione del campo di pressione in un dato punto; il trasduttore si trova normalmente integrato nello scafo dell imbarcazione ed é caratterizzato da una frequenza dell impulso compresa normalmente fra i 33 e i 210 khz. Per i rilievi effettuati sulla piattaforma continentale (profondità massime di m) è possibile ottenere dati batimetrici ad alta risoluzione. La profondità del fondale sarà data dal semi-prodotto del tempo t

6 per la velocità di trasmissione delle onde acustiche nell acqua marina. Il valore di riferimento per la velocità di trasmissione nell acqua marina è 1500 m/s, ma misure precise necessitano una calibrazione dello strumento che tenga conto della variazione della velocità in funzione delle caratteristiche fisico-chimiche dell acqua marina (temperatura, salinità, densità) lungo la colonna d acqua. Per la misura della velocità delle onde acustiche nell acqua si utilizzano sonde multiparametriche che misurano i parametri chimico-fisici attraverso i quali viene ricavata la velocità. Multibeam Il multibeam rappresenta la tecnologia più precisa disponibile attualmente, ed è ampliamente utilizzato per molti studi batimetrici ad alta risoluzione; l'utilizzo del multibeam per realizzare studi batimetrici di dettaglio è una pratica ormai diffusa in gran parte dei campi applicativi. Un multibeam emette onde sonore perpendicolarmente alla direzione di movimento dell imbarcazione, in un ventaglio simultaneo di impulsi che si propagano come onde sonore in un angolo di copertura massimo di circa 150º: in questo modo è possibile ottenere il 100% della copertura del fondo marino effettuando transetti paralleli fra loro; la frequenza del impulso è compresa fra i 100 e i 455 khz Lo strumento emette onde acustiche attraverso un numero elevato (es. da 120 a 240) di raggi, o beams, acquisendo per ciascuna energizzazione un gran numero di dati trasversali alla rotta seguita dalla nave. In questo modo si ottiene una copertura totale del fondale; per una profondità inferiore ai 100 m l ampiezza della copertura è mediamente pari a 2-3 volte la profondità. Per l utilizzo corretto dello strumento è necessario interfacciarlo con la strumentazione di bordo e calibrarlo rispetto alle condizioni ambientali, utilizzando: un sensore di movimento, per bilanciare gli effetti del rollio, del beccheggio e delle variazioni di quota dell imbarcazione (pitch, roll, heave); un giroscopio che definisce l orientamento dell imbarcazione rispetto al nord magnetico; un sonda multiparametrica che permetta la calibrazione dello strumento rispetto alla velocità delle onde acustiche nell acqua; un mareografo ad alta precisione che permetta di calibrare la misura della profondità rispetto alla variazione del livello del mare; ed effettuando delle linee di calibrazione progettate ad hoc e realizzate preliminarmente al rilievo e ripetute periodicamente. Sonda multibeam (da HIDTMA-ECOMAR, Hídraulica y Medio Ambiente, 2004) CARATTERIZZAZIONE MORFO-ACUSTICA DEL FONDALE La caratterizzazione morfo-acustica consente di effettuare una analisi geomorfologica del fondale. A tal fine, si utilizzano strumenti che sfruttano la trasmissione delle onde acustiche nell acqua e la loro interazione con il fondale marino. Lo strumento comunemente utilizzato è il Side Scan Sonar, che viene normalmente associato ai dati batimetrici multibeam per ottenere una precisa ubicazione dei lineamenti morfologici e per avere i valori di profondità degli stessi; altri strumenti utilizzabili sono le telecamere subacquee, rimorchiate o montate su un ROV (Remote Operated Vehicle), o la prospezione visiva diretta tramite operatori subacquei. Side Scan Sonar

7 Il Side Scan Sonar consente di acquisire dati morfo-acustici del fondo marino paragonabili alle fotoaeree terrestri. Il sistema emette un ventaglio di onde acustiche orientato trasversalmente alla direzione di navigazione e registra le onde provenienti dal fondale (backscatter); in questo caso le onde ricevute vengono generate sul fondale da fenomeni di diffrazione che si manifestano quando la lunghezza d onda del segnale incidente è confrontabile con le discontinuità del fondale (rugosità); le elevate frequenze che caratterizzano il sistema, comprese fra 100 e 500 khz, assicurano l assenza di penetrazione e l elevata risoluzione dei dati. Il Side Scan Sonar consiste in un pesce, o towfish, che viene rimorchiato dall imbarcazione, collegato ad essa tramite un cavo che lo collega con i sistemi di registrazione a bordo; il pesce emette onde acustiche attraverso una serie di trasduttori, e le onde emesse coprono un area del fondale in genere compresa fra i metri. L immagine morfo-acustica del fondale (sonogramma) esprime le variazioni di intensità del backscatter, in termini di toni di grigio, associate a variazioni morfologiche, della tessitura/composizione dei sedimenti e alla presenza di affioramenti rocciosi. Attualmente i dati vengono acquisiti in digitale in maniera da effettuare, tramite programmi specifici, le elaborazioni più comuni e la georeferenziazione delle immagini e la mosaicatura. Sistema Side Scan Sonar ed esempio di sonogramma (da Klein, 2004) ANALISI SISMOSTRATIGRAFICA DEL SOTTOFONDO MARINO La struttura del sottosuolo si studia utilizzando metodi geofisici indiretti; la tecnica più comune è quella della sismica a riflessione monocanale che utilizza principi di acustica analoghi a quelli visti in precedenza. In questo caso vengono utilizzate onde acustiche di minor frequenza che possono propagarsi nel sottosuolo e vengono riflesse in presenza di variazioni di impedenza acustica, legata a variazioni di velocità e/o densità all interno dei sedimenti. In questa maniera si ottiene una stratigrafia in tempi del sottosuolo. La profondità di penetrazione dipende essenzialmente dalla potenza e frequenza del segnale emesso, mentre la risoluzione dipende essenzialmente dalla frequenza. Questi parametri sono molto variabili in funzione dello strumento utilizzato; nel caso della ricerca di depositi sabbiosi in mare gli strumenti più comunemente utilizzati sono lo Sparker 1 kj e il Sub-bottom Profiler

8 2004) Relazione fra frequenza dell impulso e potere di penetrazione della strumentazione sismica (da IFREMER, Sub-bottom Profiler (SBP) La sorgente Sub-bottom profiler fornisce dati di sismica di riflessione ad altissima risoluzione. Le onde emesse hanno una energia di 5 joule e frequenze variabili da 3,5 a 7 khz che consentono di penetrare il fondale fino ad una profondità di m in sedimenti non consolidati e di raggiungere una risoluzione inferiore al 1 m. Il SBP, detto pinger, è una sorgente piezoelettrica che può essere installata sullo scafo dell imbarcazione oppure trainata; esistono modelli che integrano in un unico sistema il SBP e il Side Scan Sonar. Sparker 1 kj (SPK) La sorgente sparker 1kJ fornisce dati di sismica di riflessione ad alta risoluzione. L emissione di onde con una energia di 1000 joule e uno spettro di frequenza di Hz consente di raggiungere una penetrazione di un centinaio di metri e una risoluzione dell'ordine del metro. Il funzionamento dello sparker sfrutta la conducibilità dell'acqua di mare: viene fatta scoccare una scintilla tra una serie di elettrodi, portati ad una differenza di potenziale di 4-10 kv, ed un'armatura metallica, l'acqua attraversata dalla scarica elettrica crea un plasma che, aumentando rapidamente di volume, provoca un'onda di pressione. CAMPIONAMENTI Il campionamento dei sedimenti viene normalmente utilizzato per la caratterizzazione stratigrafica della piattaforma continentale, utilizzando metodologie differenti per il campionamento superficiale e quello del sottofondo

9 Gli strumenti utilizzati per il campionamento superficiale sono la benna e il box-corer, tuttavia la benna è lo strumento che viene utilizzato più comunemente per la sua rapidità di impiego; il box-corer è uno strumento indispensabile nel caso si debba mantenere inalterata la struttura del campione di sedimento. Esistono due tipologie di benne (Van Veen e Shipek), che raccolgono campioni penetrando nel sedimento poche decine di cm. Per il campionamento del sottofondo marino vengono utilizzati i carotieri che permettono di penetrare il sottofondo marino in maniera variabile a seconda del sistema utilizzato e della tipologia di sedimento presente. Lo strumento più adatto per penetrare i sedimenti sabbiosi è il vibrocarotiere che mediamente può raggiungere una penetrazione massima di 5-6m. Benna Van Veen (campionamento superficiale) Carotiere a vibrazione (a sinistra) e carotiere a gravità (da ISAO CNR) Ricerca a mare di sabbie La ricerca di sabbie a mare prevede l esecuzione di molteplici attività da svolgersi in diverse fasi, caratterizzate da gradi di approfondimento crescenti in aree via via più ristrette, che hanno come scopo finale l individuazione e la caratterizzazione di uno o più siti per il prelievo di inerti

10 Diagramma di flusso delle varie fasi che conducono all individuazione dei siti di prelievo delle sabbie Al fine di rendere chiare ed univoche le attività da svolgere è stata definita una terminologia specifica riguardante sia le diverse fasi della ricerca che gli obiettivi da conseguire. Le diverse fasi individuate sono: fase ricognitiva; fase conoscitiva; fase esplorativa; fase esecutiva; rilievi post-opera. Gli obiettivi da conseguire sono: individuazione dei settori di piattaforma; individuazione della zona di interesse; individuazione del sito per il prelievo di inerti. Per settori di piattaforma si intendono aree con estensione fino a qualche migliaio di km 2 all interno delle quali saranno individuate una o più zone di interesse. Per zona di interesse si intende un area ampia da alcune decine ad alcune centinaia di chilometri quadrati all interno della quale saranno individuati uno o più siti per il prelievo di inerti. Per sito per il prelievo di inerti si intende un area ampia attorno al chilometro quadrato nella quale è possibile procedere alle operazioni di coltivazione. L esecuzione delle attività all interno delle diverse fasi è suscettibile di variazioni anche significative in risposta a condizioni di urgenza dettate da problemi socio-economici e ambientali. Tuttavia in considerazione del fatto che la scelta del sito per il prelievo di inerti è funzione di molteplici aspetti che tengono conto della qualità e quantità dell inerte, dell accessibilità della zona da coltivare (profondità e distanza), assenza di vincoli ambientali e/o amministrativi è necessaria una esecuzione ordinata e completa delle attività di ricerca in maniera da giungere ad una valutazione corretta e completa delle risorse disponibili (non rinnovabili) finalizzata alla scelta più adatta per la richiesta del committente

11 FASE RICOGNITIVA Si tratta della fase iniziale che prevede l acquisizione delle conoscenze generali relative alla piattaforma continentale necessarie per la progettazione delle indagini geofisiche e sedimentologiche da realizzarsi nella successiva fase conoscitiva. Le attività di questa fase prevedono essenzialmente lo svolgimento di una ricerca bibliografica con raccolta di tutti i dati disponibili per la definizione dell assetto morfo-stratigrafico e per la progettazione. Di particolare importanza è la re-interpretazione in chiave mineraria di dati originali (es. profili sismici e/o carotaggi) eventualmente disponibili presso enti di ricerca o pubbliche amministrazioni. Al fine di facilitare la sintesi dei dati e di ottimizzare la progettazione è necessario gestire tutte le informazioni utili mediante G.I.S. (Geographic Information Systems), pertanto nell analisi e informatizzazione dei dati particolare attenzione deve essere rivolta agli elementi relativi alla georeferenziazione dei dati, come ad esempio i sistemi di posizionamento e i Sistemi Geodetici di riferimento utilizzati. In particolare i dati necessari per lo studio della piattaforma continentale sono: dati batimetrici: utili per la definizione dell andamento morfologico generale e per l individuazione di forme particolari di interesse minerario (es. paleocordoni, paleoalvei, ecc.). A tal fine particolarmente utile è il reperimento di dati disponibili presso enti pubblici (es. I.I.M. in Italia); dati geofisici sismica a riflessione ad alta ed altissima risoluzione e side scan sonar-: utili per la definizione dell assetto stratigrafico generale e per una prima valutazione delle potenzialità dei diversi settori della piattaforma; dati sedimentologici: utili per la definizione delle caratteristiche sedimentologiche generali dei fondali (dati relativi a campionamenti realizzati tramite benna) e dei primi metri di sottofondo (dati relativi a campionamenti realizzati tramite carotiere), in maniera da ricostruire i processi deposizionali recenti. L analisi di questi dati è finalizzata anche all individuazione di eventuali aree da scartare nelle fasi successive (es. aree con elevati spessori di pelite o situate a profondità superiori a 120 m) e la vicinanza con siti di particolare interesse ambientale. La re-interpretazione dei dati esistenti già in questa fase è una attività di fondamentale importanza in quanto in situazioni particolarmente favorevoli (es. buona copertura e qualità dei dati), in cui è possibile giungere ad una precisa definizione dell assetto morfo-stratigrafico e delle potenzialità minerarie, consente di omettere la fase conoscitiva o di realizzarla solo in parte. FASE CONOSCITIVA L obiettivo di questa fase è la definizione dell assetto morfo-stratigrafico generale della piattaforma continentale finalizzato alla valutazione delle potenzialità minerarie, con individuazione dei settori di piattaforma su cui concentrare le indagini successive. Essenzialmente è prevista sia l esecuzione di campagne di rilievi finalizzate all acquisizione dei dati geofisici e sedimentologici che l interpretazione dei dati acquisiti. Per ottimizzare l interpretazione dei dati le indagini saranno suddivise in due campagne, il posizionamento dei dati dovrà essere effettuato con DGPS (GPS differenziale). In questo caso la prima campagna sarà essenzialmente geofisica e consentirà di definire l assetto sismostratigrafico dell area. In questa campagna è prevista l acquisizione di profili sismici a riflessione ad alta ed altissima risoluzione (es. utilizzando contemporaneamente sorgenti di tipo Sparker 1kJ e Sub-bottom Profiler) eseguendo un rilievo a maglia larga (interdistanza tra i profili di 2-5 km) esteso a tutta la piattaforma continentale, comprendendo anche il ciglio. La scelta di coprire tutta la piattaforma continentale è dettata dall esigenza di giungere ad una prima valutazione del potenziale minerario dei depositi presenti. Tale esigenza non può prescindere dalla comprensione dell assetto sismostratigrafico generale e dei processi sedimentari che hanno determinato la genesi dei corpi stessi. Parte di questa prima campagna di rilievi sarà dedicata all esecuzione di campionamenti (bennate e carotaggi a gravità) progettati a partire dai risultati della fase ricognitiva e dall interpretazione preliminare dei dati realizzata a

12 bordo. In questa maniera si otterranno informazioni preliminari sulle caratteristiche sedimentologiche dei depositi utili alla progettazione della campagna successiva. La seconda campagna sarà dedicata essenzialmente alla realizzazione di indagini dirette mediante campionamento con benna e carotiere a gravità; in questa campagna potranno essere realizzate ulteriori indagini geofisiche in maniera da completare o integrare i rilievi precedenti. La progettazione delle bennate dovrà tener conto delle caratteristiche morfo-stratigrafiche dell area e dell eventuale disponibilità di carte relative alla distribuzione dei sedimenti. Nel caso siano già disponibili delle carte di distribuzione dei sedimenti verranno realizzati solo dei campionamenti di taratura, altrimenti si procederà campionando secondo un grid con spaziatura variabile da 5x5 km nelle zone di minore interesse (zone omogenee con sedimenti fini) a 1x1 km in quelle più favorevoli (zone con sedimenti grossolani e/o più articolate). L esecuzione dei carotaggi a gravità verrà realizzata successivamente all interpretazione dei dati sismostratigrafici in maniera da tarare le facies sismiche individuate. La progettazione dei punti di campionamento rappresenta una fase molto delicata in cui si dovrà tener conto della variabilità delle facies sismiche e della presenza di condizioni stratigrafiche favorevoli per il campionamento con carotiere a gravità. Al termine della fase conoscitiva potranno essere individuati un certo numero di settori di piattaforma sui quali effettuare indagini di maggior dettaglio. Nei casi più favorevoli l estensione di questi settori potrà essere anche considerevole (fino a qualche migliaio di km 2 ). FASE ESPLORATIVA Questa fase, con studi ristretti ai soli settori che presentano delle potenziali caratteristiche per lo sfruttamento, prevede la definizione di una o più zone di interesse, ossia delle aree ampie da alcune decine ad alcune centinaia di km 2 all interno delle quali dovranno essere individuati i siti per il prelievo delle sabbie. Anche in questo caso è prevista la realizzazione di rilievi geofisici e di campionamenti e la successiva interpretazione dei dati. I rilievi potranno essere effettuati in una o due campagne anche in questo caso procedendo prima con le indagini geofisiche e poi con i campionamenti. Le indagini geofisiche prevedono l esecuzione di rilievi sismici ed eventualmente di rilievi side scan sonar e multibeam. I rilievi sismici saranno condotti con sorgenti a diversa copertura e risoluzione (possibilmente le stesse utilizzate nella fase precedente) seguendo una maglia più stretta, con profili distanziati da 0.5 a 2 km, coprendo tutta la piattaforma nei soli settori individuati nella fase conoscitiva. In questa fase l obiettivo è la definizione di dettaglio delle geometrie, la loro variabilità laterale, lo spessore della copertura pelitica, lo spessore dei depositi sabbiosi, ecc. I rilievi side scan sonar e multibeam saranno effettuati solo nel casi siano già state individuate delle aree di particolare interesse per dettagliare l andamento morfologico di corpi affioranti e sub-affioranti e nel caso del side scan sonar per determinare l esatta distribuzione di eventuali sabbie presenti sul fondo. Per quel che riguarda i campionamenti si procederà all esecuzione di vibrocarotaggi di taratura interdistanziati da 1 a 5 km. Il prelievo delle carote è finalizzato ad una dettagliata correlazione tra facies sismica e caratteristiche sedimentologiche. Dall interpretazione di tutti i dati acquisiti dovrà essere individuata una o più zone di interesse specificandone le caratteristiche stratigrafiche e valutandone la cubatura disponibile. Al termine di questa fase i risultati ottenuti dovranno essere valutati con il committente per una definizione delle priorità da seguire successivamente, in funzione delle caratteristiche stratigrafiche e dei volumi individuati. E prevista anche l interazione con gli enti preposti per la valutazione ambientale per l individuazione di eventuali vincoli ambientali ed una ri-definizione delle aree

13 FASE ESECUTIVA Questa fase è finalizzata alla caratterizzazione dei siti di prelievo delle sabbie in maniera da poter definire: le caratteristiche granulometriche del sedimento da dragare, i volumi esatti da dragare, l eventuale quantità di pelite da rimuovere e la presenza di eventuali ostacoli presenti (es. cavi, relitti, ecc.); tutte queste informazioni faranno parte delle specifiche tecniche da fornire alla ditta esecutrice del dragaggio. Sarà quindi realizzata una campagna di rilievi ristretta alle sole aree di interesse in cui si utilizzeranno le stesse metodologie viste in precedenza, ma con una densità del rilievo più elevata. I profili sismici verranno acquisiti su una maglia molto stretta (interdistanza da 0.25 a 0.5 km). A questi verranno associati dei rilievi Side Scan Sonar (con copertura laterale massima di 150 m per canale e sovrapposizione tra le strisciate pari al 25% della copertura laterale) e Multibeam (con una sovrapposizione tra le strisciate pari al 20% della copertura laterale); entrambi i rilievi dovranno essere effettuati a copertura totale delle singole aree. Per quel che riguarda i campionamenti saranno realizzati vibrocarotaggi distanziati da 200 a 300 m in maniera da definire con estremo dettaglio la stratigrafia dei depositi, la loro variabilità laterale e l eventuale presenza di livelli con spessori inferiori alla risoluzione sismica. Al fine di correlare arealmente i dati stratigrafici dovranno essere realizzati dei diagrammi a fence. Una volta definiti gli intervalli utili potrà essere realizzato un confronto con il sedimento della spiaggia da ricostruire. A conclusione di questa fase verranno definiti i siti per il prelievo di inerti indicandone: la perimetrazione; lo spessore ed il volume del sedimento utile estraibile; le caratteristiche granulometriche del sedimento utile estraibile; lo spessore e volume del sedimento sterile da rimuovere (es. pelite); l eventuale presenza di ostacoli per le operazioni di dragaggio. Rilievi post-opera Questa fase è finalizzata alla caratterizzazione dei siti di prelievo delle sabbie successivamente alle operazioni di dragaggio in maniera da poter: verificare il rispetto del poligono assegnato alla ditta esecutrice del dragaggio; calcolare i volumi esatti dell inerte dragato; calcolare i volumi esatti dell eventuale pelite rimossa; valutare le risorse ancora disponibili. A tale scopo sarà quindi realizzata una campagna di rilievi, centrata sull area di escavo, in cui si utilizzeranno le stesse metodologie (ad eccezione dei campionamenti) utilizzate nella fase esecutiva. Verrà quindi eseguita: una maglia di profili sismici e un rilievo Side Scan Sonar e multibeam utilizzando la stessa strumentazione e con rotte di navigazione coincidenti con quelle del rilievo eseguito in fase esecutiva. Per il rilievo con Side Scan Sonar si utilizzeranno copertura laterale e sovrapposizione tra le strisciate identiche a quelle usate in precedenza. Infine, è importante che venga utilizzata la stessa imbarcazione e strumentazione e, possibilmente, gli stessi operatori in maniera da ottenere un rilievo confrontabile