nel Decennale della sua fondazione CONGRESSO sul tema PER UN NUOVO MANIFESTO DELLA GEOTERMIA - Prospettive di sviluppo della geotermia in Italia al 2030 - c/o CNR/Consiglio Nazionale delle Ricerche, Sala Marconi Piazzale Aldo Moro, n. 7 Roma, 7 Luglio 2011
Inquadramento geologico dell Italia o o o o o Caratterizzazione geotermica dell'italia o o o o o Prof. Marco Meccheri Dipartimento di Scienze della Terra Università degli Studi - Siena 1
Inquadramento geologico dell Italia L assetto geologico dell Italia è il risultato di un evoluzione che inizia nel Paleozoico e si completa con lo sviluppo del sistema orogenetico alpino-appenninico A Gli European Hunic Terranes si distaccano da Gondwana e migrano verso Laurussia, a tergo si apre la Paleotetide C A ovest Gondwana si salda a Laurussia (orogenesi varisica) e si forma Pangea, poi i Cimmerian Terranes si separano e migrano verso NE facendo aprire la Neotetide E La placca afro-arabica inizia a ruotare e migrare verso NE e la Neotetide inizia a chiudersi per subuzione sotto il margine di Eurasia, lungo il quale nascono diversi piccoli bacini oceanici G La cosiddetta Tetide alpina arriva a completo sviluppo, nel mentre l oceano Neotetide continua a restringersi.. B La Paleotetide è ben sviluppata, ma verso ovest inizia l avvicinamento di Gondwana verso Laurussia D I CM si saldano alla placca Eurasia (orogenesi cimmerica), il bordo nord della Neotetide è una sequela di bacini oceanici separanti blocchi continentali F A NW dell Africa inizia ad aprirsi il paleo-atlantico, una sua diramazione penetra verso est a separare i margini paleo-europa e paleo-africa (Adria) H -.. fino a che nel Cretaceo sup. viene chiuso quasi del tutto, mentre la Tetide alpina subisce il primo episodio di chiusura: la fase eoalpina dell orogenesi alpina da Stampfli e Borel, 2004 2
Evoluzione delle Alpi: Inquadramento geologico dell Italia - dai conglomerati di Gosau del Cretaceo sup. in Alpi orientali, discordanti sulle prime strutture della fase eoalpina - alla fase neoalpina dell Oligocene sup. con (1) avanscorrimento delle Falde Penniche sul Bacino Molassico svizzero a formare delle Prealpi svizzere, (2) vergenze meridionali nelle Unità Sudalpine, (3) sollevamento delle Unità Penniche e denudamento delle finestre tettoniche Engadina, Tauri e Rechnitz da Dal Piaz et alii, 2003 WA e EA: Dominio Austroalpino occidentale e orientale. P: Dominio Pennico con unità continentali (celeste) e ofiolitiche (blu), queste affiorano anche nei klippen delle Prealpi Svizzere (Pk) e nelle finestre tettoniche di Engadina (ew), Tauri (tw) e Rechnitz (re) H e D: Dominio Elvetico-Delfinese J: catena del Giura M: Molassa dell'avampaese SA: Alpi Meridionali DI: Dinaridi AP: Appennino settentrionale PA: Pianura Padana e avampaese adriatico PB: Bacino Pannonico Nella sezione, EC: crosta continentale europea. EM: mantello europeo BW: scaglie sepolte di mantello europeo AM: mantello austroalpino. 3
A - Lungo la Tetide alpina blocchi di crosta continentale si saldano al margine paleoeuropeo in subduzione sotto quello paleoafricano, più a ovest iniziano a formarsi i Pirenei Inquadramento geologico dell Italia Evoluzione del settore Corsica - Liguria - Toscana B - Collisione tra paleo-africa e paleo-europa con termine della subduzione alpina, innesco della subduzione appenninica al margine della Tetide ligure e al di sotto del blocco sardo-corso C Sviluppo di magmatismo calco-alcalino in Sardegna e Corsica, rifting di retroarco con apertura del Bacino ligure-provenzale D - Nuova crosta oceanica nel Bacino ligure-provenzale, inizio del rifting tirrenico come bacino di retroarco, migrazione verso ESE del cristallino calabrese da Molli, 2008 Sia il Bacino ligure-provenzale che quello tirrenico derivano da rollback dello slab di crosta oceanica subdotta 4
Inquadramento geologico dell Italia La catena appenninico - maghrebide 1: sedimenti continentali plio-quaternari 2: successioni marine e continentali tardo- -orogeniche 3: successioni delle avanfosse bradanica e di Gela-Catania 4: successioni dell avampaese adriatico e africano 5: unità ofiolitiche liguridi e calabridi, unità subliguri e sicilidi 6: unità appenniniche interne, intermedie ed esterne 7: complessi vulcanici recenti 8: corpi magmatici intrusivi recenti 9: unità alpine e unità dell orogene varisico Secondo Elter et alii (2003) la parte italiana della catena è essenzialmente costituita da un dominio interno, formato da unità liguridi, calabridi, subligure e sicilidi, sovrascorso su un dominio esterno con unità appenniniche derivate dal margine continentale di Adria-Africa, a sua volta addossato ai bacini di avanfossa da APAT 2005 A grande scala il dominio interno è accavallato su quello esterno a formare una grande struttura Est-vergente tipo duplex sovrascorsa sulla parte interna dell avampaese adriatico-ibleo 5
Inquadramento geologico dell Italia Assetto geodinamico e magmatismo negli ultimi 15-10 Ma Assetto geodinamico attuale dell Italia con una vasta zona in estensione (Tirreno e parte degli Appennini) limitata da una sottile fascia ancora in compressione In questo quadro si sono formati i vulcani quaternari sia a terra che in mare, espressione del magmatismo legato ad uplift mantellico e associata anomalia di calore 6
Caratterizzazione geotermica dell'italia associata alla circolazione di acqua nella parte vuota delle rocce, data dalla porosità primaria e soprattutto dalle faglie e fratture percorsi lunghi e duraturi fino a profondità tali da subire riscaldamento da parte delle rocce calde attraversate l acqua riscaldata risale per moti convettivi ai livelli alti della crosta e può scaturire naturalmente nelle sorgenti termali oppure essere estratta artificialmente tramite pozzi in entrambi i casi può essere adoperata in modi diretti: riscaldamento di ambienti, usi agricoli e industriali, ecc. modo indiretto per produrre energia elettrica come naturale del nostro pianeta... e in Italia? assetto termico eterogeneo ma con ampi settori ad alti flussi di calore!!! 7
Caratterizzazione geotermica dell'italia Risultati delle ricerche in base alla Legge n. 896 del 1986 / 1 Nella pubblicazione di Cataldi et alii, 1995, c è un primo tentativo di suddividere il territorio italiano in settori le cui caratteristiche strutturali e idrogeologiche regolano la circolazione dei fluidi termali e i flussi di calore Importanti elaborati di quella pubblicazione sono rappresentati da mappe di temperature misurate a profondità crescenti, qui sotto quella a -1000 metri 8
Caratterizzazione geotermica dell'italia Risultati delle ricerche in base alla Legge n. 896 del 1986 / 2 E queste sono le mappe delle temperature misurate a -2000 metri (a sinistra) e a -3000 metri (a destra). Notare il progressivo allargarsi delle aree calde con l aumentare della profondità! 9
Caratterizzazione geotermica dell'italia Principali serbatoi geotermici e principali provincie tettonico-geotermiche I serbatoi geotermici sono volumi rocciosi abbastanza profondi (almeno qualche km) da essere caldi, e abbastanza permeabili così da permettere l arrivo (per lo più dall alto), lo stazionamento/ /transito e la risalita di masse d acqua per moti convettivi Questi volumi rocciosi sono detti acquiferi profondi e in Italia sono per la maggior parte costituiti dalle formazioni carbonatiche mesozoiche, abbondanti nei livelli crostali superiori di vasti settori del territorio italiano Altri importanti serbatoi sono costituiti da complessi metamorfici sepolti, da coltri di vulcaniti (lave e/o piroclastiti) e da masse magmatiche più o meno profonde in via di raffreddamento In continuità con quanto proposto in via preliminare nel 1995, le provincie tettonico-geotermiche sono settori del territorio italiano caratterizzati da assetti lito-tettonici e da flussi di calore abbastanza costanti nelle grandi dimensioni, a prescindere da differenze pur significative ma di importanza solo locale 10
Caratterizzazione geotermica dell'italia Fascia preappenninica tosco-laziale-campana importanti acquiferi confinati, principalmente carbonatici, caratterizzati da temperature generalmente maggiori di 150 C a bassa di profondità (entro 2 km) localmente la temperatura supera i 150 C già a 1 km di profondità e raggiunge 300-400 C a 3 km Pianura Padana, pianura veneto-friulana, avampaese adriatico, Fossa Bradanica Colli Euganei con 80-90 C già a 0.5 km tra Savona e Asti T>100 C a 3 km tra Benevento e Potenza circa 100 C a 2 km Piattaforme Pugliese e Iblea carbonati pugliesi a temperature molto basse (< 50 C) in profondità (3 km)... piattaforma iblea con temperature di 40-50 C a 1 km e di 90-100 C a 3 km ecc. ecc. Ma sappiamo già tutto della geotermia italiana??? No di certo!!! Al momento possiamo conclude che i settori crostali italiani più interessanti sotto il profilo geotermico sono sufficientemente noti nelle loro linee generali, a dimensione chilometrica o superiore, sia per le geometrie 3-D delle strutture, sia per le proprietà caloriche Ma se vogliamo passare alle conoscenze di supporto per operazioni di fattibilità o di realizzazione di impianti di sfruttamento del come occorre acquisire, zona per zona, il dettaglio geologico - strutturale, geofisico, geochimico e idrogeologico della risorsa e del volume crostale che la contiene 11