Lettura ed interpretazione delle carte topografiche e delle carte tematiche. di contenuto geologico, sezioni geologiche,

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1 Lettura ed interpretazione delle carte topografiche e delle carte tematiche di contenuto geologico, sezioni geologiche, Lez La cartografia di base, ossia il documento cartaceo su cui vengono riportati in proiezione e secondo coordinate geografiche gli elementi morfologici essenziali di un determinato territorio (punti quotati, curve di livello, drenaggio di superficie, ecc.) e la simbologia e la toponomastica riferite alle attività antropiche, rappresenta uno strumento essenziale per l orientamento e per elaborare rappresentazioni elementari della morfologia e della idrografia. La quantità e la definizione delle informazioni presenti in una Carta è, generalmente, funzione della scala; è utile fornire una distinzione degli elementi cartografici più comuni, in uno schema peraltro non rigido, in base alla scala o rapporto di riduzione: Carte geografiche (alla scala 1: o minori) Carte corografiche (alla scala da 1: a 1: ) Carte topografiche (alla scala da 1: a 1:50.000) a piccola scala (da 1: a 1:50.000) a media scala (da 1: a 1:10.000) a grande scala (da 1: a 1:5.000) Mappe, o Piante o Carte a grandissima scala, (da 1:4000 a 1:500) Le Carte dell I.G.M. (Istituto Geografico Militare) comprendono tutto il territorio nazionale, consistono in 285 elementi ( detti Fogli) in scala 1: (cioè 1 mm = 100 m), contrassegnati con un numero progressivo da 1 a 227; otto (1A, 4A, 4B, 4C, 14A, 40A, 53A) hanno numerazione anomala [tav. xx]. Ogni Foglio, delle dimensioni di venti primi (20 ), in Latitudine, e trenta primi (30 ), in Longitudine rappresenta una superficie di circa 1600 km 2 ), è diviso in quattro Quadranti in scala 1: delle dimensioni di dieci primi (10 ) in Longitudine e quindici primi (15 ) in Latitudine che rappresentano una superficie di circa 800 km 2, identificati da numeri romani disposti in senso orario iniziando dal quadrante in alto a destra (I, II, III, IV); ogni Quadrante, è a volta suddiviso in quattro Tavolette in scala 1: contrassegnate dagli estremi geografici (NE, SE, SO,NO) delle dimensioni di cinque primi (5 ), in Longitudine, per sette primi e mezzo (7.5 ), in Latitudine coprono pertanto una superficie di circa 100 km 2. La scala della carta Che rapporto di dimensioni c è fra un oggetto e la sua rappresentazione cartografica? Dal momento che non è possibile disegnare un edificio o un territorio a grandezza reale, è necessario rappresentarlo un certo numero di volte più piccolo. Questa riduzione si chiama rapporto di scala. La scala numerica e si scrive, ad esempio, scala 1:10 (se l oggetto è disegnato 10 volte più piccolo della realtà) oppure scala 1: (se l oggetto è disegnato volte più piccolo di quanto lo sia in realtà). Per convenzione il rapporto di scala sulla carta è sempre riferito ad un centimetro, cioè ad un centimetro nella dimensione della scala della carta corrisponde nella realtà un numero di centimetri indicato dal rapporto di scala. Per fare un esempio, si consideri la planimetria di una scuola rappresentata nella figura, di cui non si conosce la scala, e l oggetto nella realtà, illustrato nella medesima figura, di cui è possibile rilevare le dimensioni: ad esempio un lato è lungo m 40, pari a cm 4000, e la stessa misura sulla carta è di cm 2. Quale sarà la

2 scala della carta? Applichiamo la proporzione: 2 (cm) : 4000 (cm) = 1 : x (dove: 2 cm è la misura sulla carta; 4000 cm è la misura reale; 1 è il valore unitario di riferimento; x è l incognita riferita al denominatore della scala della carta). Risolvendo la proporzione: x = /2 = 2000 (è il denominatore della scala). La rappresentazione a curve di livello Immaginiamo di collocare un cono all interno di una vaschetta trasparente su un lato della quale verrà riportata una scala graduata (quote). Si osserverà l oggetto da tre posizioni diverse: di lato (sezione), obliquamente (3D) e da sopra della vaschetta (pianta): in quest ultimo caso si vedrà un cerchio che segna la base del cono. Successivamente si verserà nella vaschetta acqua colorata fino, ad esempio, ad un altezza di 10 cm dal fondo; si ripeteranno le osservazioni effettuate in precedenza e si noterà dall alto che la circonferenza che indica il contatto tra il livello dell acqua e la parete del cono è di diametro inferiore rispetto al cerchio osservato a bacinella asciutta. Se si innalza il livello dell acqua di altri 10 cm, l osservazione dall alto mostrerà un cerchio ancora più piccolo del precedente, a sua volta ancora più piccolo a quello della base.i tre cerchi rappresentano in realtà delle curve di livello in quanto segnano il contorno del livello dell acqua sulla superfice solida (nel nostro caso il cono) rispettivamente a valori 0, 10 e 20cm e di conseguenza servono per indicare la forma dell oggetto. La linea di intersezione tra ciascun livello dell acqua e la superficie del cono che quindi congiunge tutti i punti che hanno la stessa quota, viene proiettata sulla carta. Le linee così ottenute sono delle curve di livello dette anche isoipse, in quanto tutti i punti di una medesima linea hanno la stessa altezza rispetto alla base del cono. Si vede che tanto più sono ripide le pareti del rilievo, tanto, a parità di equidistanza (in fig. 5m), le curve di livello, in pianta, sono ravvicinate. Il livello di riferimento per le carte topografiche è il livello medio del mare (quota 0 m s.l.m.). La differenza di quota tra due curve di livello successive viene chiamata equidistanza, che nelle carte I.G. M. in scala 1:25000 è in genere di 25 m.

3 Laura Ercoli Dispense di Geologia Applicata Nella figura a fianco sono rappresentate una carta topografica a curve di livello con equidistanza di 5 m (sopra) e la stessa carta con equidistanza di 25 m (sotto). Come si può constatare, la carta con equidistanza minore fornisce molti più dettagli sia sulla morfologia dei versanti, che sul reticolo idrografico. In funzione della scala si avranno informazioni di differente dettaglio circa la ripartizione del territorio in fasce altimetriche e le forme del paesaggio (morfosfera), la rappresentazione del drenaggio superficiale e l andamento della rete idrografica (idrosfera), la delimitazione di ambiti macro e micro fitoclimatici (atmosfera). Queste cartografie tematiche, elaborate utilizzando i piani quotati e le curve di livello della cartografia di base, vengono definite «elementari» per la semplicità delle metodologie di costruzione e per l essenzialità degli aspetti fisiografici rappresentati; le carte tematiche «elementari» più in uso sono: carta altimetrica, carta clivometrica, carta idrografica e del drenaggio superficiale, carta dell esposizione dei versanti. In considerazione della reperibilità e della sufficiente precisione ottenibile, l elemento cartografico più utile, almeno per gli scopi che ci si prefiggono nel corso di Geologia applicata, è la Tavoletta. Per identificare inequivocabilmente una Tavoletta si deve specificare: il numero del Foglio, il quadran te,la posizione, il nome ( p. es. Foglio 115, IIINO, Palazzo del Pero). Questi dati, chiamati estremi della Carta o elementi sistematici della cartografia italiana, sono segnati sul margine superiore delle carte, unitamente ad uno schema raffigurante la loro posizione relativa alle contermini. Sono riportati sulla carta anche l indicazione dell equidistanza, la scala grafica e quella numerica, la data del rilievo topografico e dei successivi aggiornamenti. Nella parte bassa della tavoletta è riportata la legenda dei segni convenzionali con cui vengono ubicate le varie entità presenti sul suolo mediante simboli facilmente riconoscibili e di immediata interpretazione. Alcuni di essi ricordano, nell aspetto, la forma dell oggetto raffigurato (simboleggiatura imitativa) altri invece sono completamente differenti. I simboli utilizzati dall I.G.M. sono riportati nelle figure che seguono. Tutti i simboli possono essere distinti in tre gruppi: elementi geodetici e topografici elementi del paesaggio naturale Parte III Lez Lettura ed interpretazione delle carte geologiche, sezioni geologiche- Cartografia tematica

4 elementi del paesaggio umano. Gli elementi geodetici, o trigonometrici, sono i punti geodetici ( e quindi indicati con contrassegni sul terreni) appartenenti alla rete geodetica di 1 e di 2 ordine (importanti cime montuose, campanili, torri, ecc.); le quote sono sempre riferite al suolo sul quale sorgono. Sulle carte vengono sempre indicati per mezzo di un triangolo equilatero con il vertice rivolto verso nord. Gli elementi topografici sono punti affiancati da cifre ubicati in modo sparso sulle carta: indicano la quota di punti caratteristici (case, ponti, cucuzzoli) ma non sono associate a contrassegni sul terreno: servono come quote appoggio per le misurazioni di dettaglio. Essi vengono sempre indicati con un triangolo equilatero con un vertice rivolto verso sud, come parimenti avviene per i punti trigonometrici catastali. Le quote riportate sulle carte, scritte sempre orizzontalmente, sono di vario tipo: punti geodetici o trigonometrici, capisaldi per livellazioni speciali, punti quotati speciali, punti quotati, quote topografiche; la loro importanza decresce secondo quest ordine mentre la loro numerosità cresce al diminuire dell importanza. Gli elementi del paesaggio naturale sono molteplici ma, nonostante il loro numero, possono essere compresi in due soli gruppi: elementi relativi all orografia elementi relativi alla planimetria che comprendono: l idrografia continentale, l idrografia marina, la vegetazione spontanea. Gli elementi relativi all idrografia continentale sono: sorgenti, alvei torrentizi e fluviali, cascate, fiumare, alvei abbandonati, idrografia epiglaciale, ecc., quelli relativi all idrografia marina: secche, coste sabbiose (spiagge), acquitrini costieri, canali, sorgenti subacquee, ecc., elementi relativi alla vegetazione spontanea: praterie, boschi, sottoboschi, macchie, cespugli, radure, ecc. Gli elementi del paesaggio antropico si possono suddividere nei seguenti gruppi: edifici: case, baracche, torri, chiese, cimiteri, bastioni, ruderi, ecc. vie di comunicazione: strade, ferrovie, aeroporti, ecc. servizi a rete : acquedotti, dighe, canali irrigui, alvei di canali asciutti, elettrodotti, metanodotti Colture vegetali praterie, pascoli, orti, vigneti, frutteti, limiti di cultura, giardini, parchi, radure, macchie, ecc. Impianti produttivi : cave, miniere, capannoni industriali, Manufatti idraulici: Irrigazioni Pozzi artesiani, fontane, cisterne, abbeveratoi..

5 Limiti: politici ed amministrativi, ecc. Ai fini della geologia applicata, per leggere agevolmente le carte geologiche, è necessario saper riconoscere con sicurezza i simboli relativi al paesaggio antropico da quelli del paesaggio naturale. Le località sono indicate con i rispettivi toponimi che si riferiscono generalmente alla toponomastica locale conservando, spesso, anche le forme dialettali. Vengono usate grafie diverse (dritte, inclinate, maiuscoletto, grassetto, corsive) per indicare le diverse categorie di toponimi. Nei toponimi sono spesso utilizzate delle abbreviazioni (es. Abb.io = Abbeveratoio Gr.ta = Grotta P.zo = pizzo) alle quali di solito seguite dal nome, p. es. P.so (= passo) Femmina Morta. E possibile desumere l acclività del versante in funzione della distanza planimetrica tra le isoipse. Pianta Profilo E possibile desumere la morfologia del versante in funzione della forma delle isoipse adiacenti. E possibile desumere la morfologia del rilievo in funzione della forma e della distanza planimetrica delle isoipse adiacenti.

6 Sulla carta, oltre ai segni convenzionali il cui significato è indicato in legenda, il territorio è rappresentato con graficismi diversi, che ricordano gli elementi caratteristici del paesaggio, come si può vedere dagli esempi che seguono. Per approfondimenti volumetto Lettura delle carte topografiche e del paesaggio. In figura è rappresentato, ai piedi di una cresta rocciosa scoscesa un accumulo di detrito Acquitrino Costa bassa sabbiosa Sella tra due cocuzzoli Piccole balze ripide sul pendio Versanti acclivi in rocce sciolte (calanchi)

7 Laura Ercoli Dispense di Geologia Applicata Isolotti fluviali sabbiosi o ghiaiosi Balze rocciose Colate laviche crateri Coste alte rocciose Sulla base dei graficismi e delle caratteristiche morfologiche dei versanti si potranno scomporre le forme del paesaggio nelle singole categorie morfologiche: - orografia, - idrografia, - vegetazione, - reti, - insediamenti e costruito. Quando si analizza una carta topografica è necessario saper leggere il territorio che essa rappresenta. I simboli (planimetrici e altimetrici) sono indispensabili per comprendere: a) in quale ambiente ci si trova (montagna, collina, pianura); b) se il territorio è urbanizzato e come (case sparse, città, viabilità, ecc); Parte III Lez Lettura ed interpretazione delle carte geologiche, sezioni geologiche- Cartografia tematica

8 c) se il territorio è coperto da vegetazione e di quale tipo; d) qual è l andamento dell orografia (direzione dei pendii). Suggerimenti per la descrizione fisiografica del territorio sulla base della carta topografica sono riportati nell esercitazione allegata. Carte tematiche Carte clinometriche ed altimetriche La forte pendenza dei versanti contribuisce notevolmente ai fenomeni di denudamento, favorendo l erosione, e per contro, anche al trasporto a valle di detriti contribuendo alla formazione del suolo Nel caso di versanti con inclinazioni molto accentuate si possono verificare crolli o distacchi di formazioni litoidi sia per fenomeni fisici (ad esempio: crioclastismo) che gravitativi. Al contrario la diminuzione della pendenza origina un rallentamento del deflusso delle acque superficiali favorendone l infiltrazione nel sottosuolo con conseguente attivazione dei fenomeni di alterazione chimico fisica che agiscono sul suolo o sui substrati litologici. Per quanto concerne le attività antropiche, la delimitazione dei territori a differente valore di acclività permette, ad esempio, di giudicare fino a che punto le attività agricole siano possibili, specialmente se condotte mediante l ausilio di mezzi meccanici, senza pregiudicare l assetto del territorio. Definizione e calcolo della pendenza topografica Nelle indagini territoriali la pendenza topografica od acclività (ςλίνόσ = pendenza) risulta uno dei parametri principali sia per l influenza sul modellamento della superficie terrestre, sia per il condizionamento delle attività antropiche. Concettualmente la pendenza di un versante e la sua inclinazione topografica si equivalgono, ma si esprimono diversamente: la prima è definita da un rapporto numerico, la seconda come valore angolare. Considerati, infatti, due punti A e B sul terreno si definscono: - pendenza (P) del tratto di terreno compreso tra i punti considerati, il rapporto tra il dislivello (H) e 125 la distanza orizzontale (D) (proiezione dei punti A 100 e B sul piano) tra i due punti; dislivello e distanza 25 devono essere espressi con la medesima unità di misura (ad esempio in metri) : 0 P (pendenza assoluta) = H/D, viene espressa anche in percentuale P % (pendenza percentuale) = (H/D) x m Nell esempio della figura a lato P (A-B) =25/140= 0,178 = P% =17,8% - inclinazione (α) del tratto di terreno compreso tra i punti considerati, l angolo compreso tra il piano orizzontale ed il profilo del terreno; considerando il triangolo rettangolo A-B-B in cui: B-B =h= dislivello tra i punti e A-B =d = distanza planimetrica tra i punti, poiché la tangente di un angolo è uguale al rapporto tra il cateto opposto all angolo stesso e l altro cateto, l inclinazione del versante sarà α = arctg (h/d).

9 E possibile calcolare la pendenza di un versante operando direttamente sulle carte topografiche utilizzando le curve di livello; infatti, rispetto alle formule base, h corrisponde alla differenza di quota tra un isoipsa e la successiva (tale valore detto anche equidistanza è costante in ogni carta topografica) e d è la distanza orizzontale misurata lungo la linea di massima pendenza cioè del segmento più breve tra una curva di livello con l altra, ossia la minima distanza tra due isoipse contigue. La carta clinometrica ha come rappresentazione di base una carta topografica a curve di livello nella quale la superficie viene suddivisa in classi di pendenza stabilite preliminarmente in funzione della finalità della carta e quindi le relative distanze tra isoipse contigue che caratterizzano ciascuna classe. La costruzione è descritta passo per passo nelle slides dell esercitazione 4. Tabella e grafico di correlazione tra valori di pendenza espressi in percentuale e corrispondenti valori misurati rapportati alla scala ed alla equidistanza tra isoipse della cartografia utilizzata.

10 L altimetria rappresenta uno dei parametri essenziali per individuare le grandi differenziazioni del territorio, ad esempio come elemento fitoclimatico (limite superiore della vegetazione arborea = mt. s.l.m., limite superiore della coltura del castagno = 800 mt. s.l.m., limite superiore della viticoltura = mt. s.l.m.), o come indicatore del tipo di erosione verificatasi ed in atto. Le indicazioni che tale carta fornisce sui limiti climatici e della vegetazione dovranno essere ovviamente integrate da specifiche indagini di carattere microclimatico e vegetazionale. Su una cartografia di base è possibile ripartire il territorio in fasce altimetriche i cui intervalli verranno scelti in funzione del tipo di paesaggio da indagare (pianura, collina o montagna). Le fonti che permettono la costruzione di una carta altimetrica sono rappresentate principalmente dalle cartografie di base dell I.G.M. e di alcuni Enti Locali, nonché degli eventuali piani quotati di alcuni Enti pubblici e privati, primi fra tutti quelli dei Consorzi di Bonifica. Una volta messe in evidenza le isoipse già riportate sulla cartografia di base o ricostruite interpolando i vari punti quotati si procede alla scelta delle classi altimetriche. Uno dei possibili criteri è quello di ripartire il territorio in fasce delimitate da curve di livello equidistanti un metro o mezzo metro, a partire da 0 mt. s.l.m. fino a 20 mt. s.l.m.; dalla isoipsa 20 fino a 100 mt. s.l.m., vengono rappresentate fasce variabili di 2,4,5, l0 o 25 metri; da quota 100 mt. s.l.m. fino all isoipsa 600, si scelgono fasce ogni 100 metri, oltre 600 mt. s.l.m. vengono considerate fasce ogni 200 metri. Una volta individuate, le fasce altimetriche potranno essere evidenziate con opportune colorazioni, che richiamino alla mente l andamento del rilievo e delle depressioni. Nell esempio a fianco, le fasce altimetriche sono di 25m. La lettura delle modificazioni del territorio dal confronto di cartografie di epoche diverse Le modificazioni dell ambiente possono essere rilevate mediante il confronto tra carte che rappresentano la stessa porzione di territorio, rilevate in tempi diversi: naturalmente le carte a confronto devono essere approssimativamente alla stessa scala. C è un limite di tempo nelle carte storiche per questa indagine: le prime carte disegnate in scala corretta, e quindi utilizzabili efficacemente risalgono alla fine del XVII secolo per le mappe urbane (cabrei e catasti), alla metà del XVIII secolo per le carte generali e al primo trentennio del XIX secolo per le carte topografiche di dettaglio. Anche nel novero dei prodotti cartografici recenti, ve ne sono alcuni che ormai possono essere considerati storici, in quanto la rapidità delle trasformazioni ambientali è tale che carte prodotte

11 dieci anni fa non sono più attuali, per quantità e qualità degli elementi modificati, aggiunti o eliminati. Il confronto fra carte di periodi diversi consente di valutare non solo la quantità e la qualità delle trasformazioni, ma anche la tendenza delle stesse: ogni corretta pianificazione del territorio deve basarsi su una corretta diagnosi della situazione ambientale, ricavata dall analisi del quadro delle trasformazioni. Il confronto tra i documenti di epoche diverse avviene dopo aver individuato su ogni carta tutti gli elementi disegnati, secondo un elenco di categorie (legenda). Si ricalcano su un foglio trasparente con un apposito pennarello i contorni di tutti gli oggetti di una categoria, di ciascuna carta, poi si sovrappone il trasparente ricavato dalla carta più recente su quello della carta più antica (purchè siano alla stessa scala o riportate alla stessa scala), la differenza dei perimetri mostra quanto si siano estese o ridotte le aree con una determinata destinazione d uso ( p. es. coltivi), quali nuovi elementi compaiano nella carta più recente, o quali altri elementi siano scomparsi. Un metodo che facilita l immediata visualizzazione è quello di colorare un area specifica con un colore trasparente (sempre lo stesso tipo di pennarello), più scuro per la carta più antica, più chiaro per quella recente. La sovrapposizione dei trasparenti evidenzia, con molta chiarezza, la differenza di forma e di dimensione delle aree nei diversi periodi. Con un procedimento di misura delle aree, mediante l utilizzo di carta millimetrata, si ottiene la misura della variazione di ogni elemento del territorio. Nella figura è mostrato un esempio di valutazione della trasformazione del territorio nel tempo mediante il confronto di cartografia realizzata in epoche diverse. a) Catasto gregoriano (1811/1860) riduzione dalla scala 1:2000, illustra lo stato di fatto della zona di S. Lazzaro al 1811, data del rilevamento, con gli aggiornamenti (limitati ad alcuni nuovi fabbricati), eseguiti verso il b) Carta topografica (1882) ingrandimento dalla scala1:25.000, primo impianto I.G.M., c) Carta Tecnica Regionale - prima edizione 1976, ottenuta da rilevamento aerofotogrammetrico. d) Carta topografica, edizione 1985, ottenuta per riduzione e rielaborazione dalla Carta Tecnica

12 Esercitazione (da consegnare a fine corso, in copia stampata da PDF, in cui devono essere inserite anche lo stralcio prescelto dallo studente della carta topografica e il ricalco su carta lucida secondo le indicazioni fornite in aula dal docente). Interpretazione del paesaggio di uno stralcio di carta topografica scala 1: La scelta dello stralcio va fatta in base alla ricchezza delle informazioni geografiche e agli aspetti più interessanti del paesaggio rappresentato sulla mappa. Linee guida per la stesura della descrizione fisiografica ( cioè dei lineamenti morfologici del paesaggio) Inquadramento della fonte 1- Indicare l ente compilatore (I.G.M., Carta tecnica regionale,..) e i dati di identificazione della carta (foglio, nome della carta, scala, fonti di compilazione) 2- Definizione e posizione dello stralcio preso in esame (rispetto ai punti cardinali (p.es. settore N- E Settore e alle unità territoriali amministrative e/o geomorfologiche mediante toponimi (nomi di località ). Analisi delle componenti del paesaggio 3- Identificare le coste nel loro andamento e nei loro caratteri (ove si tratti di una regione litoranea, marittima o lacustre) 4- Identificare per grandi insiemi su base altimetrica la morfologia del terreno (aree pianeggianti, collinari, montane, andamento dei rilievi, presenza di valli, affioramenti rocciosi, depositi alluvionali ecc.), ripidità, simmetria, articolazione dei versanti 5- Identificare l idrografia (principali corpi idrici naturali: torrenti, fiumi, sorgenti, laghi, ghiacciai ecc., e loro andamento) e le eventuali opere idrauliche artificiali (argini, dighe, canali, acquedotti, pozzi ecc.) 6- Identificare le principali tipologie di copertura vegetale: la vegetazione spontanea e le coltivazioni, con i loro limiti planimetrici e altimetrici, la loro estensione e i loro caratteri (vegetazione fitta, rada, sporadica.) 7- Identificare e collocare geograficamente le forme generali dell insediamento (sparso o accentrato) specificandone le caratteristiche e, se possibile, la destinazione funzionale (aree industriali, agricole) ricavabile dalla simbologia o dalla toponomastica 8- Individuare andamento e gerarchia delle vie di comunicazione (strade e ferrovie) 9 Descrizione di sintesi Dopo aver riconosciuto sulla carta i caratteri delle singole categorie di elementi geografici, tentare una descrizione di sintesi che ricostruisca i tratti salienti del paesaggio rappresentato, tenendo conto delle correlazioni tra le varie componenti paesaggistiche ( ripidità dei versanti/ coperture vegetali / reticolo idrografico.). Per compilare i punti 4 e 5 e 9 consultare la tavola che segue

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14 Esercizio (i numeri dei settori si riferiscono alla schematizzazione delle pagine precedenti, per la compilazione non è necessario attenersi allo spazio disponibile, che ove se ne riconosca la necessità, può essere ampliato) NOME COGNOME N MATRICOLA Indicazione della fonte cartografica Scanning stralcio 1:25000 e scanning ricalco in carta lucida: in rosso isoipse, in blu vedi punto 5, in verde vedi punto 6, in marrone vedi punti 7 e 8

15 ANALISI DELLE COMPONENTI DEL PAESAGGIO 3. Coste: 4. Rilievo: 5. Reticolo idrografico: 6. Copertura vegetale 7. Insediamenti:

16 8. Vie di comunicazione 9 Descrizione di sintesi Descrizione Deduzioni Struttura ( da verificare la correttezza dell interpretazione con carta geologica ): Caratteri indicativi della litologia ( da verificare la correttezza dell interpretazione con carta geologica ): N. B. L esercitazione va compilata progressivamente, mano a mano che vengono affrontati gli argomenti relativi a ciascuno dei caratteri considerati nella scheda (p. es. la sezione idrografia andrà compilata dopo che si sarà svolto l argomento in aula).

17 Carte e sezioni geologiche In sede di progettazione la cartografia ufficiale costituisce il punto di partenza per impostare il rilevamento geologico di superficie e programmare le indagini geologiche, entrambi finalizzati alla redazione della carta geologica di dettaglio dell area specifica interessata dall intervento ingegneristico a supporto della progettazione e della valutazione di impatto ambientale. Le carte geologiche sono carte topografiche alle quali sono stati aggiunti tematismi e simboli finalizzati a descrivere l assetto geologico del territorio, in affioramento e nel sottosuolo. La complessità nella redazione e nella comprensione delle carte geologiche risiede nella esigenza di rappresentare non solo la distribuzione delle formazioni geologiche affioranti in superficie, ma anche informazioni relative alla disposizione reciproca di queste formazioni al di sotto della superficie del suolo. Se quindi le carte topografiche descrivono l andamento di una superficie tridimensionale, proiettandola sul piano, le carte geologiche forniscono anche una rappresentazione della distribuzione nello spazio, al di sotto della superficie topografica, delle formazioni rocciose presenti nel sottosuolo: il passaggio di rappresentazione è da una superficie tridimensionale ad un volume. A ciò si aggiunge una quarta dimensione, il tempo di cui si tiene conto mediante la sequenza temporale di deposizione delle formazioni geologiche affioranti nell area o presenti nel sottosuolo. In Italia la Carta Geologica Ufficiale è redatta dal Servizio Geologico d Italia, sulla base cartografica in scala 1: , prodotta dall Istituto Geografico Militare. Attualmente è in corso di restituzione il rilievo geologico su carta in scala 1: Ogni Foglio geologico è accompagnato da Note descrittive, edite dallo stesso Servizio Geologico di Italia. Alcune Regioni hanno redatto e pubblicato una cartografia a copertura totale o parziale del proprio territorio, in scala 1: Le carte geologiche ufficiali sono contraddistinte da una numerazione progressiva e da un nome, che generalmente è quello del centro abitato più importante, presente nell area rappresentata dalla carta. Una carta geologica è composta da cinque parti: 1 mappa geologica 2 legenda delle litologie 3 legenda dei simboli 4 schema dei rapporti stratigrafici 5 sezioni geologiche significative. Le litologie sono descritte dalla più antica alla più recente. Le litologie più recenti sono nella legenda sempre in alto a sinistra. Le formazioni geologiche, nella legenda, sono riportate in ordine cronologico, dalla più recente alla più antica (seguendo il principio di sovrapposizione ): la

18 legenda ha inizio in alto a sinistra nella carta e prosegue verso il basso e poi sulla destra della carta stessa. Si tratta di una convenzione internazionale, accettata anche per indicare che, per natura, ed in generale, salvo che in presenza di eventi tettonici (faglie, sovrascorrimenti) segnalati sulla carta, le formazioni geologiche si presentano in successione stratigrafica con le più recenti sopra le più antiche. Nelle carte geologiche ufficiali, ogni formazione geologica è caratterizzata da un codice alfanumerico e da un colore, definiti entrambi da un sistema di codifica convenzionale, pubblicato dal Servizio Geologico d Italia. In particolare poiché il colore può essere soggetto a variazioni, per difetto di stampa o di restituzione digitale, ciò che fa da riferimento univoco è il codice alfanumerico. Nella legenda, di ogni formazione geologica sono descritti i caratteri geologici salienti : litologia (con riferimento all ambiente di formazione), stratificazione, età. Nello stesso rettangolino possono essere presenti più di un colore, ad indicare situazioni specifiche: ad es.: la formazione blu ingloba frammenti della arancione la formazione verde è in eteropia con la viola la formazione azzurra è interstratificata con la marrone La legenda dei simboli è collocata alla base della legenda delle litologie sulla parte sinistra della carta. Un primo gruppo si riferisce alla giacitura degli strati e possono indicare, per quanto riguarda l inclinazione, intervalli di valori o lo specifico valore riportato in gradi sessagesimali sulla carta Un secondo gruppo si riferisce alla presenza di strutture tettoniche (faglie, sovrascorrimenti, pieghe) Un ultimo gruppo si riferisce alla presenza di particolarità geologiche di interesse paleontologico, morfologico, idrogeologico, minerario. Infine sono riportati i simboli dei tratti estremi della linea secondo la quale sono state eseguite le sezioni geologiche che sono collocate generalmente

19 Laura Ercoli Dispense di Geologia Applicata nella parte inferiore della carta. Lo schema dei rapporti stratigrafici è situato sotto la legenda dei simboli in basso a sinistra. Riporta in scala, o con l indicazione in cifre, lo spessore delle formazioni geologiche e la loro sequenza normale, e cioè in assenza di dislocazioni tettoniche, con l indicazione di eventuali eteropie, discordanze, lacune. In situazioni geologiche complesse (p. es. presenza di molte falde di ricoprimento) nella carta geologica viene rappresentata una mappa a piccola scala, con relativa legenda sintetica, in cui sono cartografate, senza dettagli, le singole falde (unità stratigrafico strutturali=u.s.s.) nel loro ordine di accavallamento, in tal caso, la legenda dettagliata della carta sarà suddivisa in sottolegende, tante quante sono le unità stratigrafico strutturali, ciascuna delle quali va letta come indipendente dalle altre e riporterà le formazioni geologiche nel convenzionale ordine cronologico di sovrapposizione stratigrafica. Nell esempio esse oltre che dal colore, sono contraddistinte anche da un numero. In tal caso le colonne stratigrafiche possono essere più di una e riferirsi a specifiche unità stratigrafico strutturali. Generalmente, nella parte bassa sono rappresentate alcune sezioni che forniscono informazioni utili a chiarire meglio l assetto tridimensionale del sottosuolo. Parte III Lez Lettura ed interpretazione delle carte geologiche, sezioni geologiche- Cartografia tematica

20 Una sezione geologica è quindi la rappresentazione grafica, su un piano verticale, del l'estrapolazione in profondità della struttura geologica, estrapolazione effettuata sulla base della distribuzione e giacitura delle rocce osservata in superficie. Viene quindi basata sulla formulazione di alcune ragionevoli ipotesi sull assetto del sottosuolo: poiché la geologia è una scienza indiziaria occorre fare un esercizio di «immaginazione», sulla base delle informazioni possedute, per definire un possibile e probabile modello geologico dell area di interesse. Da ciò consegue che la costruzione di una sezione geologica non è riconducibile ad una serie di regole scritte cui attenersi per giungere, con certezza, ad una corretta rappresentazione del sottosuolo sulla della lettura ed interpretazione delle carte geologiche. Pertanto vengono forniti semplicemente alcuni principi di base cui attenersi per costruire una sezione geologica, utilizzando una metodologia corretta, con la consapevolezza che è solo l esperienza che consente di supportare in modo fondato le pur corrette ipotesi formulate. La sezione è una proiezione ortogonale, nell esecuzione della quale è opportuno ( salvo casi particolari) che la scala di rappresentazione delle quote altimetriche sia uguale quella delle distanze, anche se fra il valore della distanza longitudinale e quello della differenza di quota ci può essere la differenza di uno o più ordini di grandezza: infatti a scala deformata la giacitura dei contatti e delle superfici geologiche risulterebbe alterata e non aderente alla realtà determinando distorsioni nella rappresentazione dell assetto del sottosuolo che potrebbero condurre ad ambiguità di interpretazione. La costruzione di una sezione geologica (vedi slides esercitazioni) inizia necessariamente dal tracciamento del profilo topografico, cui non è richiesta la stessa assoluta precisione di una sezione topografica rilevata. È tuttavia necessario che il profilo sia sufficientemente rappresentativo della superficie cui si riferisce, quindi in zone pianeggianti bisogna tener conto anche dei minimi dislivelli. È pertanto consigliabile, riprodurre con una discreta precisione la morfologia del terreno che si vuole rappresentare. Nelle successive figure è sviluppata la procedura di costruzione di una sezione partendo dalla tracciamento della superficie topografica, a tal fine, sulla carta geologica vanno individuate le isoipse e i punti quotati lungo la seziione prescelta. Nella figura sottostante, per rendere più evidente la procedura, le informazioni geologiche sono omesse. A A Tracciamento del profilo topografico Lungo la traccia della sezione A-A si individuano i punti di intersezione con le isoipse e le eventuali quote specifiche, in proiezione ortogonale, indicando preliminarmente sulle ascisse gli estremi dell sezione, si riportano in ascisse le distanze ed in ordinate le quote e si congiungono i punti a mano libera A A

21 Nord Prendendo in considerazione le indicazioni geologiche riportate sulla carta: 22 Legenda: formazione 1 sta sopra formazione 2 forma del limite del contatto tra la formazione 1 e 2 simbolo di direzione e pendenza : direzione degli strati (N150 ), immersione SW, angolo di inclinazione 22 si segna sul profilo il punto di contatto tra la formazione 1 e la formazione 2 Ora si deve considerare l immersione e l angolo di inclinazione : possono darsi due casi: la traccia della sezione è perfettamente ortogonale alla direzione del contatto: in tal caso sul profilo, a partire dal punto di contatto tra le formazioni, si misura dall orizzontale un angolo pari all inclinazione, e, con tale angolazione, si traccia la linea di contatto (angolo di pendenza reale) la traccia della sezione forma un angolo diverso da 90 rispetto alla direzione del contatto: si deve calcolare l angolo di pendenza apparente (che è sempre minore di quello reale), e, con tale angolazione, si traccia la linea di contatto, misurando l angolo sempre a partire dall orizzontale ε 22 Per ε si prende l angolo acuto L inclinazione apparente degli strati è quella che si «vede» proiettata sulla sezione in costruzione. L inclinazione apparente α è funzione dell inclinazione reale secondo la seguente espressione: tan α = tan α cos ε dove α è l'inclinazione reale, ε è l angolo formato dalla traccia della sezione con l immersione degli strati, α è l'inclinazione apparente che assume il valore arctan α = arctan (tan α cos ε). Da questa espressione discende con immediatezza che se l angolo ε è 0, l inclinazione apparente e l inclinazione reale coincidono, mentre al crescere dell angolo ε l inclinazione apparente decresce, fino ad un minimo che è lo 0, ovvero l orizzontale (ciò significa che superfici geologiche comunque inclinate, la cui direzione sia parallela alla traccia della sezione, appaiono orizzontali). La distinzione fra inclinazione reale e inclinazione apparente è importante nei casi in cui, per esempio, la corretta interpretazione della inclinazione degli strati sia funzionale alla valutazione della stabilità di un versante o di uno scavo. Infatti, occorre tenere sempre in debita considerazione la seguente disequazione: α < α cioè che l inclinazione apparente è sempre minore o uguale alla inclinazione reale. E, pertanto, la distinzione fra le due grandezze è importante per evitare di ipotizzare un assetto del sottosuolo, in termini di inclinazione degli strati, meno gravoso rispetto a quanto effettivamente presente nel singolo caso di studio.

22 In alternativa per desumere la pendenza apparente si può utilizzare l abaco Il rispetto di alcune regole fondamentali può contribuire a costruire una sezione geologica che interpreti abbastanza correttamente la realtà: a meno di indicazioni diverse (p.es. strati rovesciati) fornite dalla carta geologica con opportuna simbologia, le formazioni geologiche più recenti sono sovrapposte alle formazioni più antiche, le formazioni sedimentarie di ambiente marino sono in genere più estese e più potenti di quelle di ambiente continentale; le formazioni sedimentarie di origine detritica ed alluvionale hanno in genere giacitura sub orizzontale e la loro forma risente della morfologia delle rocce affioranti all epoca della loro deposizione; l età relativa di una roccia ignea effusiva è indicata dalla posizione che essa occupa nella successione stratigrafica una roccia ignea intrusiva è più recente delle rocce incassanti (comprese eventuali altre rocce ignee); una roccia metamorfica è sempre più recente del protolite, cioè della formazione rocciosa da cui ha avuto origine; l età del metamorfismo di contatto, regionale o dinamico, è la stessa, rispettivamente, dell intrusione ignea, del processo orogenetico o del movimento tettonico che hanno prodotto il metamorfismo; una vena mineralizzata è più recente delle rocce incassanti, una vena mineralizzata lungo un piano di faglia è in genere più recente della faglia, una vena mineralizzata è in genere coeva con le rocce ignee circostanti. Nella ricostruzione dell andamento delle formazioni geologiche nel sottosuolo occorre ricordare che le formazioni geologiche di origine sedimentaria si depositano con giaciture ad andamento orizzontale o sub-orizzontale. Se le stratificazioni presentano un inclinazione sensibilmente differente dall orizzontale (salvo che in presenza di formazioni arenacee clinostratificate), le formazioni geologiche in questione si sono depositate prima dell evento tettonico che le ha dislocate.

23 A B C In presenza di faglie, il profilo va eseguito "a blocchi" all'interno dei quali l'andamento degli strati mantengono una certa coerenza tra una faglia e la successiva. Ci sono faglie che mettono a contatto terreni di età e composizione completamente diversi pertanto nel disegno si fanno terminare gli strati contro la faglia o il sovrascorrimento, e al di là della faglia (o del sovrascorrimento) si riprende il profilo ex novo. CONSIGLI PRATICI PER L ESECUZIONE DI UN PROFILO GEOLOGICO FASE 1 Prima di eseguire un profilo geologico, studiare la carta in tutte le sue parti. Farsi un idea su quali rocce affiorano, che età hanno, che tipo di rocce sono (calcari, arenarie, ecc.), quali sono le più recenti e quali le più antiche. Studiare accuratamente i profili geologici di riferimento al piede della carta, che ci forniscono un idea sullo stile strutturale della regione. FASE 2 Concentrare l attenzione e le osservazioni all intorno della zona del profilo; cercare di capire a grandi linee e facendo schizzi a mano libera qual è l andamento generale degli strati e delle faglie lungo il profilo. FASE 3 Eseguire il profilo topografico; non occorre precisione assoluta nell esecuzione del profilo topografico; cercate in carta i punti quotati e le isoipse principali attraversate dal profilo ed eseguite una topografia di massima. FASE 4 Da un estremità del profilo muovendovi verso l estremo opposto, iniziate a raccogliere in un area di un paio di chilometri all intorno del profilo, le informazioni geologiche utili alla sua esecuzione. Trovata un informazione, la sua posizione va segnata sul profilo. Le informazioni da raccogliere sono: 1) formazioni geologiche incontrate, loro età, composizione e spessore desunto dallo schema dei rapporti stratigrafici; 2) limiti tra formazioni geologiche, loro geometria ed andamento secondo la regola dei limiti; 3) simboli di giacitura degli strati; 4) assi di anticlinali e di sinclinali, 5) faglie e sovrascorrimenti e loro geometria ed andamento secondo la regola dei limiti in modo da capire se si tratta di faglie verticali od inclinate, e, se inclinate, capire verso quale punto cardinale immergono. FASE 5 Una volta raccolte tutte le informazioni, iniziate a mano libera a disegnare la struttura geologica, interpretando l andamento degli strati da informazione a informazione. Eseguite il profilo a blocchi, da faglia a faglia mantenendo all interno di ciascun blocco la stratigrafia desunta dalle informazioni riportate sulla carta. Nel disegnare gli strati, mantenete gli spessori delle unità stratigrafiche costanti e gli strati paralleli tra loro. FASE 6 Corredate il profilo di legenda, indicando dall alto al basso le unità geologiche incontrate. Riportate per ogni unità il nome formazionale, la litologia prevalente e l età. Indicate sopra il profilo topografico i toponimi incontrati, orientate il profilo e mettete la scala. Ciò è fondamentale per rendere identificabile e comprensibile il profilo.