L’area del delta del Tevere: una nuova mappa geochimica

Un nuovo modello 3D dell’area del delta del Tevere fornisce nuove informazioni sull’impostazione stratigrafica e tettonica dell’area e consente di realizzare una nuova mappa di pericolosità e potenziale rischio dell’area legate ad emissioni di gas.

 di Alessandra Sciarra e Livio Ruggiero

Un team di ricercatori e tecnologi italiani (a cui partecipa anche INGV) ha recentemente pubblicato un nuovo modello geologico 3D dei depositi marini e continentali quaternari dell’area del delta del Tevere, integrando i dati di superficie (geologici e geochimici) con i dati del sottosuolo (dati di pozzo, sezioni geologiche e linee sismiche a riflessione).

Il modello fornisce nuove informazioni sull’impostazione stratigrafica e tettonica dell’area e sui fattori geologici che controllano le emissioni di gas di origine naturale e antropica. Grazie a questo modello quindi è stato possibile realizzare mappe di pericolosità e potenziale rischio dell’area legate ad emissioni di gas.

La mappa

E’ noto come questo settore sia storicamente influenzato dalle emissioni naturali di anidride carbonica (CO2) profonda e metano (CH4) termogenico. Queste riserve di gas sono immagazzinate in strati permeabili e sono caratterizzate da una migrazione locale verso la superficie lungo faglie normali sepolte.

 

mappa di pericolosità fiumicino
Figura 1: mappa riassuntiva dell’area del delta del Tevere (da Maffucci et al., 2022) Le zone colorate sono caratterizzate da: ● Concentrazioni di CO2 superiori a 5 % in volume (aree arancioni), ● Flussi di CO2 superiori a 30 g/m2giorno (aree azzurre) ● Metano (CH4) superiori a 5 ppmv (parti per milione in volume) (rombi neri) ● Elio (He) superiori a 5,5 ppmv (parti per milione in volume) (punti verdi) ● Ubicazione delle faglie ricostruite (linee tratteggiate blu) ● Fasce caratterizzate dall’associazione di più specie geochimiche elevate (grigio chiaro), che indicano la presenza di zone di emissione di gas potenzialmente legate a nuove aree fratturate

La mappa mostra nel dettaglio come le emanazioni di gas siano presenti e diffuse sia nei dintorni di Fiumicino che nell’area di Ostia Antica e Ponte Galeria indicando un legame tra faglie, stratigrafia, litologia e distribuzione delle anomalie del gas del suolo. La maggior parte delle faglie normali, disegnate in blu nella mappa, rappresentano delle vie preferenziali di migrazione verticale per la risalita dei gas profondi, come testimoniato dalla presenza di valori elevati di più specie gassose allineate in corrispondenza delle faglie rappresentate nel modello proposto. È inoltre ben evidente la presenza di valori elevati di concentrazione di CO2 e di flusso di esalazione di CO2 lungo il tratto del fiume Tevere al confine delle aree Fiumicino-Isola Sacra e Ostia Antica.

La mappa infine mostra la presenza di valori elevati dei gas del suolo lungo fasce continue (riportate come bande grigie) e/o sorgenti puntiformi allineate nella direzione preferenziale delle faglie note (ad esempio lungo il fiume Tevere tra Ponte Galeria e il mare). La distribuzione delle concentrazioni e dei flussi di CO2 indica una forte correlazione spaziale, principalmente lungo la direzione NNO-SSE, e conferma quindi lo stretto legame tra i meccanismi di migrazione dei gas e l’andamento delle faglie locali.

In conclusione da questo ma anche da altri  studi effettuati negli ultimi anni, grazie a una serie di indagini estensive e dettagliate di gas nel suolo e flussi di gas, risulta che l’area del delta del Tevere (Isola Sacra-Fiumicino, Ostia antica e Ponte Galeria) è caratterizzata dalla presenza di importanti emissioni in superficie di gas di origine profonda a CO2-dominante (fino al 95%), con concentrazioni di CH4 fino a 4-5% e che le anomalie del gas sono localizzate principalmente in corrispondenza di faglie normali attive individuate dai nuovi profili di riflessione sismica acquisiti lungo il Fiume Tevere.

Il contributo antropico

Negli ultimi anni, un nuovo pericolo causato dalla crescente urbanizzazione ha causato emissioni violente accidentali di gas durante perforazioni geotecniche superficiali. Questo fenomeno è legato alla fuoriuscita del gas accumulato nelle falde acquifere pressurizzate che si trovano essenzialmente all’interno degli strati ghiaiosi della formazione di Ponte Galeria e confinati al di sotto degli strati poco profondi e impermeabili della successione stratigrafica del delta del Tevere, che ne impediscono la fuoriuscita in superficie (figura 2).

Esistono vari esempi ben documentati di questi fenomeni di eruzione di gas avvenuti nei pressi dell’abitato di Isola Sacra a partire dal 1933 presso l’ex-zuccherificio (dove adesso sono presenti gli edifici comunali) fino dicembre 2021 con incidenti simili più o meno vigorosi in tutta l’area. Uno degli episodi maggiormente studiati e conosciuti è avvenuto nell’agosto 2013 poco dopo la perforazione di un pozzo trivellato in una rotatoria nei pressi dell’Aeroporto Internazionale di Fiumicino. Qui alcuni articoli apparsi sui quotidiani dell’epoca:

Figura2: l’episodio avvenuto a Fiumicino nell’agosto 2013 poco dopo la perforazione di un pozzo trivellato in una rotatoria nei pressi dell’Aeroporto.

I molteplici utilizzi della mappa

L’elevata concentrazione di CO2 e i valori di flusso misurati all’interno delle aree urbane rappresentano in generale un rischio rilevante per la salute umana. Questo genere di studi dimostra l’importanza di integrare i risultati delle indagini geochimiche con i fattori geologici che controllano i processi di degassamento soprattutto in queste aree. La presenza in superficie di concentrazioni elevate di CO2 e CH4 può essere infatti un elemento di rischio geologico in quanto entrambi i gas possono accumularsi in zone poco ventilate e/o depresse raggiungendo concentrazioni estremamente pericolose per la salute umana.

Il modello geologico 3D appena pubblicato può essere utilizzato direttamente per dedurre importanti connessioni tra l’assetto del sottosuolo e il paesaggio naturale, ma anche con le attività umane. Ad esempio, per i possibili incidenti legati ad emissioni di gas durante alcune di queste attività, come la costruzione e/o perforazione di pozzi, le mappe di distribuzione possono essere uno strumento molto utile per le pubbliche amministrazioni per delimitare le aree a maggior rischio di degassamento improvviso (vedi mappa riassuntiva). Il modello infatti è utile per valutare meglio l‘impatto delle infrastrutture sull’ambiente e la pericolosità del gas nell’area costiera di Roma, oltre ad essere un utile strumento per le amministrazioni locali per migliorare la valutazione dell’impatto di nuove infrastrutture sull’ambiente urbano, soprattutto in aree in cui già insistono beni archeologici di interesse internazionale.

Questo nuovo modello geologico quindi può aiutare a prevenire i pericoli legati alla fuoriuscita improvvisa del gas in quanto fornisce una ricostruzione dettagliata dei depositi che ospitano gli accumuli di gas.

Lo studio proposto trova anche una importante applicazione nell’ambito del monitoraggio dei siti di stoccaggio di CO2.

La mappa di distribuzione ha infine anche una valenza nella valutazione del contributo della componente geologica nelle emissioni di “gas serra” (GHG) in atmosfera. La presenza di forti fenomeni di degassamento rende infatti l’area costiera di Roma un caso di studio sul potenziale contributo della componente geologica nelle emissioni GHG non vulcaniche all’attuale stima del carbonio complessivamente emesso in atmosfera. Il volume potenziale di emissione di CO2 stimato in questo lavoro è considerevole essendo dello stesso ordine di grandezza di quello calcolato dalle manifestazioni termali naturali come sorgenti calde, fumarole, mofete, ecc. del centro Italia.

Figura 3. Carta geologica dell’area costiera di Roma (a) (da Funiciello e Giordano, 2008; Giraudi et al., 2009). Sezione rappresentativa che mostra l’impostazione stratigrafica e strutturale dell’area studiata (b). Legenda (c) (da Maffucci et al., 2022).

L’articolo scientifico:

Geological hazard assesment of the coastal area of Rome (Central Italy) from multi-source data integration

Per approfondire:

Sui giornali l’evento di Fiumicino: