Il quarzo come chiave per misurare l’attività franosa
Le frane si verificano generalmente su pendii ripidi, quando la gravità supera la capacità di tenuta delle rocce e del terreno. I periodi di pioggia intensa, la perdita di vegetazione e i terremoti sono solo alcuni dei fattori che possono rendere più probabili le frane. «Le frane sono fra i fenomeni geologici più pericolosi», spiega la coordinatrice del progetto LandFlux, Duna Roda-Boluda, ricercatrice post-dottorato presso il Centro di ricerca tedesco per le geoscienze. «Fino a 20 000 km di strade e ferrovie europee sono minacciate. In futuro i cambiamenti climatici e l’impatto umano sul paesaggio renderanno le frane più probabili». Nonostante questo rischio, la nostra conoscenza sulla frequenza delle frane e sulla fluttuazione del tasso di ricorrenza nel passato, resta limitata. Le registrazioni fisiche sono spesso cancellate dall’erosione e dalla ricrescita della vegetazione e le immagini aeree ci permettono di tracciare l’attività franosa solo per gli ultimi anni.
Una prospettiva sul lungo periodo
Il progetto LandFlux, che è stato intrapreso con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, è stato lanciato con lo scopo di superare questa carenza di conoscenze. «Ho voluto stimare l’attività franosa rispetto a scale temporali di secoli e millenni», spiega Roda-Boluda. «Questo ci fornirà un contesto quanto mai utile per valutare le registrazioni di breve termine dell’attività franosa». Per raggiungere questo obiettivo, Roda-Boluda ha campionato depositi di frane vecchi di vent’anni, in fondo ai versanti collinari in Nuova Zelanda. Sono state quindi misurate le concentrazioni di due nuclidi cosmogenici che si trovano nel quarzo, 10Be e 14C. La misurazione del 10Be è una tecnica consolidata per stimare da quanto tempo la roccia o il sedimento sono stati esposti alla superficie. Scoprire la concentrazione di 10Be ha fornito al team del progetto un’idea della durata temporale tra la frana campionata e la precedente. La misurazione del contenuto di 14C è stata eseguita per capire se i rapporti 14C/10Be aumentino con la profondità di erosione delle frane. «I sedimenti derivati dagli smottamenti provengono dalle profondità della roccia, mentre i sedimenti derivati da altri processi si trovano principalmente dalla superficie della roccia», aggiunge Roda-Boluda. «Valori così elevati del rapporto 14C/10Be potrebbero potenzialmente costituire un nuovo tracciante per i sedimenti derivati da frane».
Misurare la ricorrenza degli smottamenti
L’applicazione di queste tecniche ha permesso a Roda-Boluda di ottenere per la prima volta una stima diretta degli intervalli di ricorrenza delle frane su una scala temporale di migliaia di anni. «La nostra ricorrenza stima un intervallo tra 1 000 e 6 000 anni», spiega la ricercatrice. «Come ci aspettavamo, gli intervalli sono più lunghi per le frane più grosse e più brevi per le frane più piccole». Come previsto, il progetto ha scoperto che i rapporti 14C/10Be erano correlati alla profondità della frana. «Ciò significa che questi nuclidi possono potenzialmente essere usati per identificare materiale in profondità e quindi i sedimenti derivati da frane», spiega Roda-Boluda. «Tuttavia, l’estrazione di 14C inorganico dai sedimenti è impegnativa e può essere fatta solo in pochi laboratori in tutto il mondo. Per quanto tale tecnica sia ancora in fase di sviluppo, i nostri risultati ne evidenziano tutte le potenzialità». Il team del progetto sta misurando attualmente i rapporti 14C/10Be nei sedimenti fluviali, ipotizzando che le regioni con maggiore attività franosa debbano avere rapporti 14C/10Be maggiori. Se ciò fosse vero, gli scienziati potrebbero disporre di uno strumento per esaminare quanto l’attività franosa abbia fluttuato dall’era glaciale, o in periodi di nota sismicità. «Mi auspico veramente di vedere il nostro approccio per stimare gli intervalli di ricorrenza delle frane nel lungo termine e identificare i sedimenti derivati da smottamenti utilizzato regolarmente negli studi futuri», aggiunge Roda-Boluda. «Questo ci permetterebbe di monitorare se e in che misura l’attività franosa si modifichi in regioni dove si registrano forti cambiamenti dell’uso del suolo, o dove si sono verificate gravi siccità seguite da temporali e inondazioni».
Parole chiave
LandFlux, frana, sedimento, clima, inondazione, siccità, quarzo, nuclidi cosmogenici
