Indagini geofisiche esplorative nel cratere di Castiglione per il progetto AMUSED

Una campagna di indagini geofisiche esplorative nel cratere di Castiglione è il punto di partenza del progetto di ricerca AMUSED che permetterà di individuare il sito più idoneo dove focalizzare le loro ricerche.

di Liliana Minelli, Iacopo Nicolosi e Francesca D’Ajello Caracciolo

AMUSED è un progetto dipartimentale dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia e ha come obiettivo principale la ricostruzione delle variazioni climatiche degli ultimi 280.000 anni, attraverso lo studio di record fossili preservati nei sedimenti marini, negli speleotemi e nei sedimenti lacustri continentali.

Per lo studio del record nei sedimenti lacustri continentali, il progetto si è posto l’ambizioso obiettivo di realizzare una perforazione profonda più di 100 m nel sito del Cratere di Castiglione, alla periferia di Roma. Dal punto di vista geologico il sito scelto è un paleolago, prosciugato nel XVII secolo per scopi agricoli. L’antico lago sorgeva all’interno di un cratere formatosi a seguito dell’attività vulcanica dei Colli Albani.

Studi passati effettuati sul cratere di Castiglione hanno descritto la presenza di uno spessore di circa 100 m di sedimenti lacustri, target delle indagini, che si sono deposti al di sopra delle rocce vulcaniche formatesi a seguito dell’attività del Vulcano Laziale (Colli Albani).

sito di castiglione
Sito del Cratere di Castiglione dove verranno eseguite le indagini geofisiche esplorative (foto di A. Smedile)

Indagini geofisiche esplorative

Una delle attività propedeutiche è individuare all’interno del cratere il luogo migliore dove realizzare la perforazione, ossia il punto in cui ci si aspetta di trovare il maggior spessore di sedimenti lacustri in modo da raccogliere campioni il più completi possibile. Per individuare il sito di perforazione è stata pianificata e parzialmente eseguita una campagna di indagini geofisiche esplorative che comprende rilievi magnetici a terra e tomografie elettriche.

Di queste tecniche si è già parlato nel blog INGVAmbiente in passato perché trovano applicazione in moltissimi campi delle geoscienze e non solo (vedi FAQ geofisica applicata )

Il metodo geoelettrico

Il metodo geoelettrico, sfrutta la diversa resistività elettrica dei sedimenti lacustri e vulcanici, ossia la proprietà che esprime la facilità con cui un materiale si lascia attraversare dalla corrente elettrica. Con questa tecnica si è in grado di visualizzare e ricostruire, lungo delle linee di acquisizione chiamati profili, la struttura nel sottosuolo del cratere.

Ciò permetterà ai ricercatori di individuare il punto in cui lo spessore dei sedimenti lacustri è maggiore. La resistività elettrica delle rocce e dei sedimenti dipende principalmente dalla loro porosità, dalla eventuale presenza di acqua nei pori, dalla loro tessitura e stratificazione.

Per realizzare un profilo di geoelettrica vengono fissati nel terreno a distanze prestabilite dei picchetti di acciaio inossidabile. Tutti i picchetti, tramite degli appositi connettori, sono collegati ad un cavo di acquisizione (stendimento). La lunghezza dello stendimento determina la possibilità di investigare porzioni sempre più profonde del sottosuolo.

Fase di infissione nel terreno dei picchetti di acciaio inossidabile
Fase di infissione nel terreno dei picchetti di acciaio inossidabile (Foto di F. D’Ajello Caracciolo)
Picchetto collegato al cavo di acquisizione
Picchetto collegato al cavo di acquisizione (foto C. Caricchi)

Ultimata la configurazione dell’acquisizione viene immessa corrente nel terreno tramite i picchetti e si registra come questa si propaga nel terreno in funzione del tipo di rocce presenti.

 Fase di immissione di corrente nel terreno
Fase di immissione di corrente nel terreno (foto C. Caricchi)

Il metodo magnetico

La prospezione magnetica invece registra passivamente il campo magnetico generato dalle rocce nel sottosuolo. In questo tipo di prospezione geofisica la proprietà fisica del terreno che influenza l’acquisizione è la suscettività magnetica.

In un contesto come il cratere di Castiglione ci si aspetta che i depositi vulcanici dei Colli Albani siano decisamente più magnetici dei sedimenti lacustri del paleolago consentendo così di investigarne la struttura sepolta.

Durante la prospezione l’operatore cammina lungo dei profili rettilinei di acquisizione indossando uno speciale zaino contenente  un magnetometro e  un’antenna GPS.

Acquisizione del rilievo magnetico
Acquisizione del rilievo magnetico (Foto di C. Caricchi)

La prima campagna di misura

Il personale INGV della sede di Roma impegnato nel progetto AMUSED ha effettuato la prima parte della campagna geofisica nel dicembre 2020.

Personale INGV durante l'acquisizione di un profilo di geoelettrica
Personale INGV durante l’acquisizione di un profilo di geoelettrica (Foto di C. Caricchi)

I primi risultati mostrano la struttura del paleolago che è caratterizzatao da un bordio occidentale, costituitio da rocce laviche, molto nettio. Lo spessore dei sedimenti lacustri è risultato in accordo con i precedenti studi e il profilo di geoelettrica ha permesso di individuare quasi al centro del paleolago il luogo migliore per la perforazione che inizierà proprio in questi giorni.

Ulteriori campagne di misura sono previste per questa primavera con lo scopo di ottenere un’immagine in 3D del paleolago di Castiglione.

Sezione illustrativa della geometria del paleolago
Sezione illustrativa della geometria del paleolago (Immagine di L. Minelli)

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