Variazione della linea di costa in
relazione al carico vulcanico:
il caso del vulcanismo Sardo
Patrizia Mariani, Carla Braitenberg
DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TRIESTE
SOMMARIO
• Altezza anomala del solco di battente (Golfo
Orosei)
• Possibili cause dell’anomalia
• Modellazione dei carichi ed effetto sulla linea
di costa:
1) carichi vulcanici superficiali;
2) deformazione dovuta ad intrusione
(Timoshenko & Woinowski-Krieger, 1959)
Prima sezione:
ANOMALIA DEL
SOLCO DI BATTENTE
PROBLEMA
La linea di costa
Tirreniana (MIS 5.5) è
ubicata a quota maggiore
di quella attesa (6-8 m)
e presenta inoltre un tilting:
da 7.6 m (SUD) a 11.5
(NORD) per 30 km.
ESEMPIO DEL LIVELLO DEL MARE TIRRENIANO
NEL GOLFO DI OROSEI
MIS 5.5 solco di battente, + 9 m
Solco di battente attuale
ISOLA DI TAVOLARA
(Sardegna Nord-orientale)
QUOTE DEL SOLCO DI BATTENTE
A TAVOLARA
Antonioli and Trainito, (2005)
FINALITA’
OFFRIRE
UN’INTERPRETAZIONE
QUALITATIVA E
QUANTITATIVA
DELL’ ANOMALIA DEL
SOLCO DI BATTENTE
Seconda sezione
POSSIBILI CAUSE
DELL’ANOMALIA
Generalmente
le cause di deviazione
dell’ altezza del solco di battente dal
livello del mare attuale:
1. Movimenti antropogenici scarsi
2. Movimenti isostatici  a carattere regionale e
non locale
3. Attività sismica  scarsa
4. Attività vulcanica  Plio-Quaternaria
VULCANISMO DELLA
SARDEGNA
ATTIVITA’ EFFUSIVA
PLIO-QUATERNARIA
ATTIVITA’
SUPERFICIALE
ATTIVITA’
SOTTOMARINA
Attività vulcanica
superficiale
LOGUDORO
MONTIFERRRO
E PIANE BASALTICHE
SETTENTRIONALI
DORGALI-OROSEI
MONTE ARCI
E
PIANE BASALTICHE
MERIDIONALI
Cocozza et al., (1974)
Attività vulcanica
sottomarina
(Ulzega, Leone and Orrù, 1986)
Età dei depositi :
LOGUDORO:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
2.4-0.15 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.18-0.11 Ma (Petteruti et al., 2003)
3.1-0.1 Ma (Lustrino et al., 2004)
2.4-0.4 Ma (Lustrino et al., 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
DORGALI-OROSEI:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
3.9-2.1 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.8-1.7 Ma (Petteruti et al., 2003)
3.6-2 Ma (Lustrino et al., 2004)
3.9-2.1 Ma (Lustrino et al., 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
Terza sezione:
EFFETTO DI CARICO SULLA
LINEA DI COSTA
Modello della flessione nella
compensazione regionale
Equilibrio isostatico: max 1 Ma
CARICO APPLICATO
CARICO DI RIEMPIMENTO
RIGONFIAMENTO
RIGONFIAMENTO
T
FLESSIONE della
CROSTA OCEANICA
• Per analizzare l’effetto del carico vulcanico recente sulla
linea di costa del Golfo di Orosei
• Si è studiato l’effetto perturbante di un carico tipo
considerando la variazione dei parametri caratterizzanti la
flessione
• 1° FASE DI STUDIO
Analisi sistematica multiparametrica
FORMA DEL CARICO
APPLICATO
Analisi sistematica
multiparametrica in
funzione di:
•
Dimensioni carico:
1. Raggio (r = 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 km)
2. Altezza (H = 10, 60, 110, 160, 210, 260, 310, 360, 410 m)
3. Eccentricità dell’area di base
• Distanza dalla costa (d = 5, 25, 45, 65, 85 km)
• Rigidità flessurale (Te=1-40 km)
Caratteristiche della curva di
flessione
ESEMPI DELL’ ANALISI DELLA
FLESSIONE
Caratteristiche del carico:
d2=25 km
r=1.5 km
H=200 m
Analisi dei parametri Zbot e Zhigh per
un carico sintetico lungo il Golfo di Orosei.
Te=10 km;
Caratteristiche del carico:
d2=25 km ; 10 < H < 410 m
0.4 < 2r < 8 km
Variazione dello spessore
elastico
Importanza rigidità
flessurale
con H=200 m, r=4 km:
Con basse rigidità flessurali:
•Zhight: 0.20 m
•Xbulge: 106 km
Con alte rigidità flessurali:
• Zhight: 0.009 m
• Xbulge: 485 km
Riassunto modelli
• Per osservare il rigonfiamento bisogna
aumentare la distanza tra applicazione
del carico e linea di costa.
• Carichi vicini alla costa permettono di
osservare solo la parte di flessione in
abbassamento.
2° FASE DI STUDIO
MODELLI DI CARICO APPLICATI
IN SARDEGNA
1) Attività vulcanica superficiale
A) Complesso Dorgali-Orosei:
 Attività vulcanica coeva al Tirreniano?
(commento personale, Antonioli 2007)
B) Complesso del Logudoro:
 Attività più recente (max 110 000 anni)
2) Attività vulcanica sottomarina
 a MARE a ~12 km a largo di Punta Nera di Osalla
Conti et al., (1996)
COMPLESSO DORGALI-OROSEI
COMPLESSO DEL LOGUDORO
COMPLESSO DORGALI-OROSEI
COSTA ORIENTALE
COSTA OCCIDENTALE
ESEMPIO DI CURVA DI
FLESSIONE DOVUTA AL
LOGUDORO
LUNGO LA COSTA ORIENTALE
DELLA SARDEGNA
In base alla modellazione sintetica
le curve di flessione dovuta al
carico vulcanico del complesso di
Dorgali-Orosei e del Logudoro non
riescono a spiegare l’anomalia del
Golfo di Orosei
Modelli per simulare un’
intrusione magmatica
Timoshenko & Woinowsky-Krieger, (1959)
MODELLO
TIMOSHENKO
• Modello della flessione regionale
• Modellazione di una spinta dal basso verso
l’alto legata alla messa in posto di un
laccolite/batolite
Schema del modello
applicato
Parametri testati:
• Pressione (p) > pressione litostatica: 0.2-0.3 GPa
 Fernandez and Rundle, 1994: 0.25 GPa,
• a = raggio piastra 10-100 km;
• b = raggio sorgente  0-1 km.
PARAMETRI IMPIEGATI
CONCLUSIONI
Modelli del Carico vulcanico
Dorgali-Orosei e Logudoro
non spiegano l’anomalia
Perché i complessi superficiali
non spiegano l’anomalia:
• Dorgali-Orosei, Logudoro: complessi troppo
vicini all’anomalia:
permettono solo l’osservazione della parte della
flessione in abbassamento;
• probabilmente già riequilibrati isostaticamente.
MODELLO
LACCOLITE/BATOLITE
• Il Modello di Timoshenko and Woinowsky-Krieger in
buon accordo con l’anomalia
OBIETTIVI FUTURI
• Nuove indagini radiometriche sui campioni
vulcanici nel Golfo di Orosei, per
comprendere
se
effettivamente
il
vulcanismo del complesso è recente;
• Datazioni radiometriche sul campione
vulcanico a mare.
Ringrazio per l’attenzione
Sismicità
Bassa attività tettonica
(Neic, 2007); Gruppo Gruppo di lavoro
CPTI (2004)
MONTIFERRO:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
3.9-1.6 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.8-2.3 Ma (Petteruti et al., 2003)
3.9-1.6 Ma (Lustrino et al., 2004; 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
LOGUDORO:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
2.4-0.15 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.18-0.11 Ma (Petteruti et al., 2003)
3.1-0.1 Ma (Lustrino et al., 2004)
2.4-0.4 Ma (Lustrino et al., 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
PIANE BASALTICHE SETT:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1976)
3.9-1.7 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.1-2 Ma (Lustrino et al., 2004)
3.7-3.5 Ma /Lustrino et al., 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
MONTE ARCI:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
3.7-2.8 (Beccaluva et al., 1975)
3.7-2.7 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.8-2.6 Ma (Lustrino et al., 2004; 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
DORGALI-OROSEI:
3.9-Quaternario (Beccaluva et al., 1975)
3.9-2.1 Ma (Beccaluva et al., 1985)
3.8-1.7 Ma (Petteruti et al., 2003)
3.6-2 Ma (Lustrino et al., 2004)
3.9-2.1 Ma (Lustrino et al., 2007)
5.3-0.14 Ma (Conti et al., 1996)
Caratteristiche dei complessi
vulcanici
LOGUDORO:
A=> a=7 km; b=2 km; h=50 m
B=> a=1 km; b=1 km; h=240 m
C=> a=1.5 km; b=1 km; h=200 m;
D=> a=4 km; b=3 km; h=30 m;
E=> a=3 km; b=1 km; h=70m;
F=> a=4 km; b=2 km; h=100 m
1<a<7
(km)
1<b<3
(km)
30 < h < 240 (m)
DORGALI-OROSEI
A=> a=5.5 km; b=2.5 km; h=100 m;
B=> a=6 km; b=5 km; h=150 m.
 5.5 < a < 6 (km)
 2.5 < b < 5 (km)
 100 < h < 150 (m)