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All'interno della Tenuta Presidenziale di Castel Porziano a Roma, lungo i tagli di una cava di ghiaia dismessa in località Casal Trafusina, affiora una successione sedimentaria di grande interesse geologico. Si tratta di una delle “successioni aggradazionali del PaleoTevere", che sono state oggetto di un studio sulla geologia dell'area romana recentemente pubblicato. Per l’importanza geologica di questo affioramento, abbiamo intervistato Fabrizio Marra, ricercatore dell’INGV e autore della ricerca .

Fabrizio cos’è una successione aggradazionale, termine abbastanza ostico da capire?

terra raccontaSi tratta di una successione sedimentaria di origine fluviale che si è deposita a causa della risalita del mare dovuta allo scioglimento dei ghiacci avvenuto alla fine di una antica glaciazione. Le successioni aggradazionali dell'antico fiume Tevere (chiamato “Paleotevere”) sono una caratteristica dell’area romana e gli studi condotti negli ultimi trent'anni dall'INGV, in collaborazione con Università ed Enti di Ricerca internazionali, hanno permesso di riconoscere e datare molte di queste successioni e correlarle con i dieci cicli glaciali avvenuti negli ultimi 800mila anni.

Da cosa è costituita esattamente questa successione sedimentaria?

La successione costituita da uno strato basale di sabbia e ghiaia con grandi ciottoli aventi oltre dieci centimetri di diametro che passa, verso l'alto e in maniera repentina, a sabbie fini ed argille.

Perché questo deposito sedimentario rappresenta la testimonianza geologica della fine di una grande glaciazione?

Perché solo in questo particolare momento climatico esistono le condizioni paleogeografiche e geologiche che consentono al Tevere di trasportare un deposito così grossolano e pesante, originato dall'erosione dei monti dell'Appennino, fino alla costa. Alla fine di una glaciazione coesistono infatti diversi fattori che non si ripetono in altri momenti.

Quali sono questi fattori?

Innanzi tutto un livello del mare molto basso, causato dall'intrappolamento di grandi masse d'acqua in forma di ghiaccio ai poli che determina un alto "gradiente idrografico", ossia il dislivello tra la sorgente e la foce che conferisce all'acqua dei fiumi una maggiore velocità di scorrimento e capacità di trasporto. Queste condizioni sono valide anche durante il periodo glaciale ma le scarse precipitazioni che caratterizzano le fasi climatiche fredde non forniscono la "materia prima" per il trasporto. Inoltre, mentre le glaciazioni progrediscono lentamente nel corso delle decine di migliaia di anni, causando il progressivo abbassarsi del livello del mare e la continua incisione degli alvei fluviali con la conseguente erosione e mobilizzazione delle poche ghiaie trasportate dal fiume che non possono accumularsi, la fine di una glaciazione è un fenomeno relativamente improvviso e veloce, alla scala dei tempi geologici, e si accompagna ad un forte incremento di temperatura e umidità che scatena grandi piogge globali.

Lo scioglimento dei ghiacciai appenninici, assieme a grandi quantità d'acqua, libera anche molto materiale detritico che va a incrementare l'apporto di ghiaia trasportata dal fiume. Grazie alla forte energia di trasporto dovuta al grande dislivello tra sorgente e foce, questa ghiaia veniva trasportata dai rilievi appenninici fino alla campagna romana, e si accumulava all'interno della valle fluviale del Tevere. Tuttavia, la veloce risalita del livello del mare fa presto cadere l'energia potenziale del corso d'acqua, fino a fargli perdere, in maniera improvvisa, la capacità di trasportare le ghiaie così lontano. Ecco il motivo del brusco passaggio da ghiaie grossolane a sedimenti fini, a carattere sabbioso-argilloso. Proprio questo passaggio sedimentario è stato utilizzato per identificare temporalmente la terminazione glaciale.

Come avete datato le terminazioni glaciali nel Paleotevere?

terra raccontaAbbiamo sfruttato un'altra peculiarità geologica dell'area romana durante il Quaternario: la presenza di un'intensa attività vulcanica che ha fornito la "materia prima" per le datazioni.

I depositi vulcanici, sia di ricaduta (pomici, lapilli e ceneri) che da scorrimento (colate piroclastiche, lave) contengono minerali ricchi in potassio, un elemento da cui è possibile calcolare l'età di formazione. Lo sviluppo del metodo di datazione negli ultimi anni ha consentito di datare con precisione anche singoli cristalli molto piccoli, consentendone un'applicazione innovativa. Oltre la datazione di depositi vulcanici "primari", intercalati nei sedimenti, si è proceduto a datare anche i singoli cristalli sciolti, erosi e rideposti assieme al sedimento. Abbiamo così prelevato alcuni campioni di sabbie e ghiaie da Casal Trafusina che, in realtà era già stata oggetto di studio paleomagnetico da parte dell'INGV nel 2013 quando, grazie alla collaborazione del personale della Tenuta, furono campionate delle argille intercalate nelle ghiaie. Le argille hanno infatti la proprietà di contenere dei minerali ferromagnetici che, al momento della deposizione, si orientano come piccoli aghi di una bussola col campo magnetico terrestre. Poiché il campo magnetico subisce nel corso delle ere geologiche delle inversioni repentine di polarità, è stato possibile desumere quale fosse la sua orientazione al momento in cui si sono deposte le argille campionate a Casal Trafusina, attraverso la misurazione in laboratorio della polarità magnetica registrata da esse: tale polarità è risultata "normale", cioè parallela quella del nord attuale. 

Quindi a quando risale l’età della terminazione glaciale?

Poiché l'ultima inversione del campo magnetico terrestre è avvenuta 780 mila anni fa e prima la polarità è rimasta "inversa" fino a oltre un milione di anni fa, si è desunto che le argille dovessero essere più giovani. Allo stesso tempo, la presenza al di sopra della successione di ghiaie, sabbie e argille del primo grande deposito vulcanico eruttato dai Colli Albani ha permesso di "incastrare" l'età della terminazione tra 780 e 561 mila anni.

Quali saranno i prossimi passi della ricerca?

Grazie ai campioni prelevati nell’aprile 2021 sotto la guida del dott. Daniele Cecca, Capo dell'Area Tecnico Scientifica della Tenuta Presidenziale di Castelporziano, sarà ora possibile fare delle datazioni su singolo cristallo che permetteranno di stabilire un'età molto più precisa per questa terminazione glaciale, la numero 7 di una successione di dieci, tra 800.00 anni fa ed oggi.