La distribuzione non casuale delle sorgenti termali sulla Terra
Fattori geologici chiave determinano la distribuzione delle sorgenti termali, e una recente mappa globale ne svela il potenziale energetico
Giancarlo Tamburello, Giancarlo Ciotoli, Monia Procesi, Dmitri Rouwet, Laura Sandri
Le acque termali
Le acque termali sono da sempre impiegate nel settore della balneologia e già gli antichi romani, e non solo, ne furono dei grandissimi utilizzatori.
Un’acqua è definita termale (o geotermale) quando la sua temperatura è superiore alla temperatura media ambientale. Le sorgenti di acque termali sono una delle espressioni superficiali dell’energia termica racchiusa nella crosta terrestre.
In tempi più recenti esse sono utilizzate anche per la produzione di energia termica: ad esempio nell’anno 2000 è stato stimato che l’energia termica estratta a livello globale sia è stata di circa 15 GW.
Ci sono ancora tante aree geotermali che potrebbero essere utilizzate o non sono conosciute o sufficientemente sfruttate per la produzione di energia.
La mappa globale delle sorgenti termali
Un gruppo di ricercatori INGV e CNR, partendo da un archivio compilato nel 1965 sulla posizione delle sorgenti termali nel mondo, ha compilato un catalogo in formato digitale, In questo lavoro, pubblicato recentemente su Nature Communication, i ricercatori raccolgono la posizione di circa 6000 aree geotermali sparse per il globo, completo di coordinate, temperatura e salinità dell’acqua e altre informazioni complementari.
La realizzazione dell’archivio digitale ha consentito di ricavare importanti informazioni generali sulle caratteristiche delle sorgenti termali consentendo di caratterizzare la geologia delle località dove queste sorgenti sono localizzate.
Alcune informazioni preliminari importanti sono state dedotte studiando i dati del database. In particolare sono state determinate le caratteristiche relative ai valori di temperatura e portata. La temperatura mediana delle sorgenti termali catalogate è risultata essere di 42 °C, mentre la loro portata risulta variare da pochi centimetri cubici al secondo (10−6 m3/s) a qualche metro cubo al secondo (5.27 m3/s).
La geologia delle sorgenti termali
Da queste informazioni è stato possibile calcolare il flusso termico generato dalle sorgenti, che è risultato variare da centinaia di kW fino a circa mille MW, con un valore mediano di circa 0.5 MW. Con questi dati, insieme a quelli globali relativi al flusso di calore terrestre, della sismicità e della distribuzione spaziale dei vulcani, è stato possibile stimare quali siano i fattori geologici maggiormente responsabili della presenza delle sorgenti termali sul globo.
Si è così appurato che il flusso di calore terrestre e la presenza di vulcani giocano un importante ruolo nel fornire l’energia termica per riscaldare le acque sotterranee.
La topografia, in particolare la presenza di numerosi rilievi, faciliterebbe la presenza di pressioni idrostatiche maggiori e la formazione di più acquiferi (ossia acqua all’interno della crosta terrestre che alimenta le sorgenti in superficie).
Infine, la tettonica distensiva, l’insieme di faglie che tendono ad aprire settori di crosta terrestre, è un importante fattore creando le fratture necessarie alla risalita di fluidi caldi ed il trasferimento convettivo del calore.
Nuove prospettive per la geotermia
Grazie a queste informazioni, dal confronto con la posizione delle sorgenti termali già note è stato possibile individuare sulla mappa le aree da esplorare in cerca di sorgenti ancora sconosciute.
I dati ottenuti da questa ricerca rappresentano una base importante per approfondire gli studi geotermici. Questo è particolarmente vero in quelle zone dove la geotermia è ancora poco sviluppata. Qui, la presenza di una risalita di fluidi caldi potrebbe permettere l’utilizzo del calore che trasportano, sia in modo indiretto che, soprattutto, diretto. Per esempio le aree in Africa centrale (la Rift Valley Etiopica) o lungo la cordigliera delle Ande. In Italia le sorgenti termali sono ben mappate e conosciute ed hanno attirato da sempre l’interesse degli scienziati. Basti pensare che la centrale geotermica di Larderello divenne la prima esperienza al mondo di sfruttamento dell’energia geotermica per la produzione di energia elettrica.
Anche se il confronto tra questa mappa e una precedente (2019) delle sorgenti termali nel Sud Italia rivela poche differenze, il dato è prezioso. Ci aiuta infatti a tracciare l’evoluzione delle sorgenti nel tempo e a valutare l’influenza dello sfruttamento delle risorse idriche e del cambiamento climatico sulla loro portata.
Il team al completo: Giancarlo Tamburello, Giovanni Chiodini, Giancarlo Ciotoli, Monia Procesi, Dmitri Rouwet, Laura Sandri, Nicola Carbonara, Chiara Masciantonio
Per approfondire:
Tamburello, G., Chiodini, G., Ciotoli, G. et al. Global thermal spring distribution and relationship to endogenous and exogenous factors.
Gerald Ashley Waring, Reginald R Thermal springs of the United States and other countries of the world; a summary.
Minissale, A., Donato, A., Procesi, M. et al. Systematic review of geochemical data from thermal springs, gas vents and fumaroles of Southern Italy for geothermal favourability mapping.