Questo studio condotto dai ricercatori del CNR-IMAA e pubblicato su Geomorphology (by Elsevier) descrive l’utilizzo di metodi geofisici per lo studio di un sito lucano di particolare interesse geologico, paesaggistico e naturalistico, il Lago Sirino (posto alle pendici del Monte Sirino, comune di Nemoli), caratterizzato dall’apertura periodica di una serie di sinkhole che provocano il rapido svuotamento del lago e il notevole e repentino aumento della portata delle sorgenti poste a valle del lago stesso (Fig.1). In particolare, tali sinkhole sono crateri che si formano periodicamente nel terreno che costituisce la sponda meridionale del lago proseguenti in profondità fino alle rocce permeabili sottostanti.

Il lavoro è stato svolto in collaborazione con l’Università degli Studi della Basilicata, che ha fornito i dati idrogeologici, geomorfologici e geologici di superficie e pozzo e il supporto geologico e logistico dei geologi Patrizia Magnotti e Dario Rizzo de “Il Micromondo”, il parco a tema sulla geologia che ha lo scopo di creare un impulso alla diffusione delle conoscenze riguardanti le Scienze della Terra (http: //www.ilmicromondo.com).

Lo svuotamento veloce o addirittura improvviso di laghi naturali o artificiali può generare eventi catastrofici in grado di impattare fortemente le aree urbane e agricole poste al di sotto del lago stesso. Le cause più comuni di rottura di dighe naturali e artificiali,oltre ai fenomeni di instabilità di versante oil danneggiamento dell’argine a seguito di un terremoto,possono essere dovuti a fenomeni anomali di infiltrazione e di erosione interna (piping) con la formazione di sinkhole.

In particolare, al fine di mitigare questi fenomeni erosivi è fondamentale conoscere lo spessore dello strato impermeabile al di sotto del lago, i percorsi del flusso idricosia in entrata sia in uscita e la presenza di eventuali vie preferenziali di fuga dell'acqua.Al fine quindi di valutare correttamente lo stato idrogeologico del Lago Sirino è necessario conoscere una serie di elementi posti al di sotto del lago stesso che possono essere valutati esclusivamente utilizzando un approccio integrato in cui i classici dati di tipo geologico, idrogeologico e geomorfologico vengono integrati con dati geofisici differenti acquisiti sia sulla terraferma siasulle aree ricoperte dalle acque del lago. 

In particolare, le attività descritte nello studio riguardano la realizzazione di una campagna di misure geofisiche presso il Lago Sirino che consiste nell’acquisizione di:

• una mappa di Potenziale Spontaneo in un’area di circa 4 km2intorno al lago, per un totale di 226 valori di differenza di potenziale elettrico (mV) misurati;
• una tomografia di resistività elettrica (Ωm) lungo la sponda meridionale interessata dalla periodica apertura dei sinkhole;
• una tomografia di resistività elettrica (Ωm) trasversale al lago stesso con l’utilizzo sia di elettrodi a terra che galleggianti (Fig. 1).

Figura 1 – Misure di resistività elettrica sulle acque del Lago Sirino, periodicamente interessato dall’apertura di sinkhole, attraverso l’utilizzo sia di elettrodi a terra che galleggianti.

Inoltre, lungo il profilo della tomografia di resistività elettrica trasversale sono stati misurati il profilo batimetrico (m) e, a diverse profondità lungo la colonna d’acqua, la conducibilità elettrica (µS/cm) delle acque del lago.

Da un punto di vista geofisico, le due tomografie di resistività elettrica hanno evidenziato la forte eterogeneità del sottosuolo indagato, strettamente correlato con il gran numero di frane che hanno coinvolto quest’area in passato fornendo quindi nuovi elementi che confermano l'ipotesi che la depressione del Lago Sirino si sia generata a causa di fenomeni franosi.

Inoltre, il confronto tra i dati di resistività elettrica e le informazioni geologiche fornite da Grassi et al. (2001) ha permesso di ricostruire la complessa sezione geologica al di sotto del Lago Sirino. In particolare, i depositi lacustri, caratterizzati da valori relativamente bassi di resistività elettrica (< 100 Ωm), hanno uno spessore variabile con il valore massimo di circa 30 m raggiunto nella zona centrale del lago. Essi sono caratterizzati da una disomogenea infiltrazione verso il basso ed elevata permeabilità idraulica. Una zona profondaa elevata resistiva elettrica (> 500 Ωm) invece indica la presenza di rocce con bassa densità fratturazione e una conducibilità idraulica generalmente medio-bassa. L’elemento più interessante è invece presente in corrispondenza della sponda meridionale dove è possibile individuare una zona a bassa resistività elettrica (< 100 Ωm), all’interno di quella più resistiva, altamente fratturata e con alta conducibilità idraulica. Questa zona, collegata coni sedimenti lacustri permeabili, rappresenta la zona più vulnerabile alla formazione di sinkhole e quindi una possibile via di fuga di acqua dal lago.

Per quanto riguarda il Potenziale Spontaneo esso invece è in grado di fornire informazioni sulla circolazione idrica sotterranea, individuando un flusso idrico principale dal Monte Sirino verso il lago e uno dal lago verso le sorgenti sottostanti.

In conclusione, i diversi metodi di prospezione geoelettrica combinati con informazioni geologiche e geomorfologiche di superficie e pozzo hanno permesso di interpretare le caratteristiche idrogeologiche uniche del Lago Sirino. Infatti è stato possibile ricostruire la geometria della frana che in passato ha formato la depressione Lago Sirino e lo spessore dei depositi lacustri sotto il lago e delineare quali sono i sedimenti più suscettibili alla formazione dei sinkhole, fenomeno particolarmente attivo quando l’apporto di acqua dal Monte Sirino aumenta notevolmente.

Pertanto, in futuro, una strategia di monitoraggio incentrata sulla sponda meridionale del lago potrebbe consentire una migliore comprensione delle dinamiche temporali dei processi di instabilità idrogeologica che interessano il Lago Sirino e quindi prevedere la formazione di sinkhole, lo svuotamento del lago e di conseguenza l’aumento della portata delle sorgenti poste nella zona sottostante che a sua volta potrebbe portare alla destabilizzazione delle masse rocciose delle aree in frana sottostanti.

Per informazioni:

Enzo Rizzo, CNR-IMAA, enzo.rizzo at imaa.cnr.it

Approfondimenti

Giampaolo V., Capozzoli L., Grimaldi S., Rizzo E. (2016). Sinkhole risk assessment by ERT: The case study of Sirino Lake (Basilicata, Italy). Geomorphology, 253, 1–9. Grassi D., Grimaldi S., Sdao G., Spilotro G. (2001). Geologia, geomorfologia, idrogeologiae stabilità idraulica del lago Sirino (Basilicata). Atti del Dipartimento Strutture,Geotecnica, Geologia Applicata all'Ingegneria - Università Della Basilicata 3.Lamisco-Spes, Potenza 20 pp. 

Sito Web http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X15301641