Mem. Descr. Carta Geol.D’It. LXXXVI (2009), pp. 7-107 82 figg., tabb. 12

Carta geomorfologica dell’Arcipelago Toscano Geomorphological Map of the Tuscan Archipelago

ARINGOLI D.(*), COLTORTI M.(****), D’OREFICE M.(***), DRAMIS F.(**), FEDERICI P.R.(*****), FORESI L.M.(****), GRACIOTTI R.(***), IOTTI A.(******), MOLIN P.(**), MORETTI S.(******), PAPPALARDO M.(*****), PIERANTONI P.P.(*), PIERUCCINI P.(****), RIBOLINI A.(*****), TARCHIANI U.(******)

RIASSUNTO - Questo volume è il risultato di una ricerca svolta mente ridotte, e talora di dubbia attribuzione genetica, le nell’ambito di una Convenzione stipulata tra l’ex APAT - Ser- spianate di abrasione marina inattive. I depositi dunari anti- vizio Geologico d’Italia - Dipartimento Difesa del Suolo e il chi sono frequenti all’Elba e a Pianosa. Nell’entroterra, pre- Dipartimento di Scienze Geologiche dell’Università degli valgono i processi fluvio-denudazionali, di alterazione Studi “Roma Tre” con l’obiettivo della realizzazione di carte meteorica e, nel caso di Pianosa e Giannutri, anche i processi geomorfologiche dell’Arcipelago Toscano a scale di diverso carsici. I morfotipi fluvio-denudazionali sono soprattutto dettaglio. Tali documenti cartografici, accompagnati da un erosivi (valli fluviali, vallecole a “V” e a conca, solchi da ru- data-base in formato digitale e dalle note illustrative in questo scellamento concentrato), mentre sono poco diffuse le forme volume, rappresentano un evento di indubbia novità, in di accumulo (piane alluvionali e costiere). I processi dell’al- quanto vanno a integrare le conoscenze geomorfologiche, terazione meteorica hanno originato cataste di blocchi (tor), piuttosto scarse a confronto di quelle geologiche, che sono sculture alveolari, tafoni e spesse coltri d’alterazione. I feno- al contrario particolarmente ricche e approfondite. meni gravitativi sono principalmente rappresentati da scar- Dopo un capitolo introduttivo sulla geologia e la clima- pate di degradazione, frane di crollo e scorrimento e rare tologia dell’arcipelago, il volume tratta in dettaglio la geo- frane di colamento. Non vanno inoltre trascurati gli accumuli morfologia delle singole isole, caratterizzate, ad esclusione di detritici presenti alla base dei versanti. Pianosa e di Giannutri, da un’orografia abbastanza acciden- Le isole dell’Arcipelago Toscano sono state sede di in- tata, dovuta essenzialmente all’erosione selettiva del substrato sediamenti antropici sin dai tempi preistorici. In tempi pro- roccioso, costituito da un’estrema varietà di litotipi. In parti- tostorici e storici lo sfruttamento minerario, nel solo caso colare, prevalgono le forme erosive rispetto a quelle deposi- dell’Isola d’Elba e dell’Isola del Giglio, congiuntamente con zionali. Tra i morfotipi marini sono dominanti le falesie, lo sfruttamento insediativo (agricoltura e pastorizia), ha por- talora ben sviluppate in altezza, mentre risultano numerica- tato a numerosi e importanti cambiamenti dell’ambiente fi-

(*) Università degli Studi di Camerino, Dipartimento di Scienze della Terra (**) Università degli Studi “Roma Tre”, Dipartimento di Scienze Geologiche (***) ISPRA - Servizio Geologico d’Italia (****) Università degli Studi di Siena, Dipartimento di Scienze della Terra (*****) Università degli Studi di Pisa, Dipartimento di Scienze della Terra (******) Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Scienze della Terra 8 ARINGOLI ET ALII sico e del paesaggio. Negli ultimi secoli, alle forme e ai depo- 1. - INTRODUZIONE siti dovuti all’attività estrattiva e al terrazzamento agricolo si sono aggiunti e ampliati altri aspetti della morfogenesi an- Le isole dell’Arcipelago Toscano presentano tropica (aree urbanizzate, strutture penitenziarie, interventi caratteri geologici e geomorfologici di estremo in- di sistemazione idraulica dei corsi d’acqua, infrastrutture por- teresse, con una vasta eterogeneità di forme, risul- tuali) che hanno ulteriormente modificato l’ambiente fisico tanti dall’interazione tra l’ampia varietà litologica, dell’Arcipelago Toscano. tipica di alcune isole, e l’azione morfogenetica dei principali processi erosivi che modellano il paesag- PAROLE CHIAVE: cartografia geomorfologica digitale, banca gio. Il processo morfologico che si manifesta più dati, Arcipelago Toscano, Italia. intensamente, con una molteplicità di morfotipi, è sicuramente quello costiero ma, in virtù dell’ele- vata energia del rilievo che caratterizza la maggior parte delle isole, è ben sviluppata anche la dina- ABSTRACT - This volume is the final issue of a research proj- mica gravitativa di versante e quella fluvio-denu- ect on geomorphological mapping at different scales, carried dazionale. Alcune isole dell’arcipelago sono state, out in the Tuscan Archipelago within an agreement between e sono tuttora, sedi di strutture penitenziarie. Que- ex APAT-Geological Survey of Italy-Department Soil De- sta particolare condizione è stata la causa di un loro fense and the Department of Geological Sciences of “Roma forzato isolamento, a volte quasi totale, che le ha Tre” University. The resulting maps, digital data-base and ex- preservate dall’attività antropica e ha permesso la planatory notes (in this volume) represent, without any conservazione di peculiari ecosistemi, aumentando doubt, an important event. In fact, it introduces geomorpho- il loro valore ed interesse naturalistico e geoam- logical information to the environmental knowledge of the bientale. archipelago, that has been deeply investigated just from the Il territorio dell’Arcipelago Toscano, e del- geological and petrological points of view. l’Isola d’Elba in particolare, non è stato mai og- After an introductory chapter concerning the archipel- getto di studi geomorfologici di dettaglio, sia ago geology and climatology, the volume presents a detailed perché gli aspetti geomorfologici sono stati in description of the geomophological features of each island. parte oscurati da quelli geologici, davvero rilevanti Exception made for Pianosa and Giannutri, all islands are come interesse scientifico ed applicativo, sia a characterized by a rough topography, essentially resulting causa della scarsità di depositi marini post-oroge- from the selective erosion of the bedrock, made of a large nici, che rendono problematica la ricostruzione variety of rock-types. Erosional landforms are predominant delle tappe evolutive più recenti. Eppure, se si con- with respect to depositional landforms. Among coastal fea- siderano la molteplicità e la peculiarità dei morfo- tures, cliffs are frequent and well developed, whereas inactive tipi presenti ci si rende conto che in un territorio abrasion platforms are few and sometimes of uncertain in- non molto esteso, costituito da rocce ignee, meta- terpretation. Old dune deposits are relatively frequent along morfiche e sedimentarie, agiscono diversi processi the coast of the Elba and Pianosa islands. Fluvial-denuda- morfogenetici dalle aree costiere, fino alla sommità tional and weathering processes are dominant in the inner dei rilievi maggiori, che si manifestano con carat- sectors; karstic landforms are present in Pianosa and Gian- teristiche forme di accumulo e di erosione. In par- nutri. Fluvial-denudational landforms are mostly erosional ticolare, sono molto interessanti i depositi eolici (fluvial valleys, gullies, rills), whereas depositional landforms che affiorano in alcune isole ed in modo specifico (alluvial and coastal plains) are less frequent. The weathering in diversi tratti della costa dell’Isola d’Elba. processes originate tors, honeycomb sculptures, tafoni and Per la rappresentazione cartografica delle di- thick weathering mantles. Gravitational processes include verse isole sono state scelte, in funzione della loro degradational escarpments, rockfalls, slides, and rare flows. superficie, differenti scale di dettaglio: 1:25.000 per Talus is widely developed at the foot of slopes. l’Elba, 1:5.000 per Gorgona e Giannutri, 1:10.000 The islands of the Tuscan Archipelago are inhabited per le restanti quattro isole. since prehistoric times. In protohistoric and historic times, Al fine di facilitare la lettura di questo volume, mining in the Elba and Giglio islands, farming, and pastur- verranno trattate singolarmente tutte le isole del- ing induced strong environmental changes. In the last cen- l’arcipelago e, per ognuna di esse, verrà fatta una turies, new and more intensive man-made landforms (urban breve introduzione sull’orografia e la geologia, areas, penality buildings, hydraulic regulation of streams, por- prima dell’esposizione dei caratteri geomorfologici tual infrastructures) have increasingly modified the landscape più salienti. of the Tuscan Archipelago. In base all’esperienza maturata nell’ambito di questo progetto, alla fine del volume è stata effet- KEYWORDS: digital geomorphologic mapping, data-base, Tu- tuata un’analisi critica dei contenuti delle “Linee scan Archipelago, Italy. guida al rilevamento” (SERVIZIO GEOLOGICO NA- CARTA GEOMORFOLOGICA DELL’ARCIPELAGO TOSCANO 9

ZIONALE, 1994), da cui sono scaturite delle propo- della Zanca, Cérboli e Palmaiola nei pressi del- ste per un loro aggiornamento. l’Elba, le Formiche di Grosseto, le Formiche di Considerato l’elevato numero di carte geo- Montecristo o Scoglio d’Affrica, e vari grossi sco- morfologiche prodotte e le loro dimensioni, spesso gli. Nel complesso l’arcipelago si estende per circa notevoli, si è preferito raccogliere in forma digitale 300 km², dei quali ben 224 spettano all’Isola tutta la cartografia prodotta in un unico CD-Rom d’Elba. consultabile, situato in tasca di copertina. Tutte le isole, tranne Pianosa e Giannutri, hanno un rilievo vivacissimo e solitamente diru- pato, sebbene raggiungano altezze modeste, a 2. - INQUADRAMENTO GEOGRAFICO, parte l’eccezionale culminazione del plutone del GEOLOGICO E GEOMORFOLOGICO Monte Capanne, nell’Elba occidentale, che svetta a GENERALE 1018 m. Probabili resti di una porzione emersa del 2.1. - INQUADRAMENTO GEOGRAFICO Paleo-Appennino, la Tirrenide dei Vecchi Autori, le Isole dell’Arcipelago Toscano sono diverse una La costa toscana tra Livorno e il Promontorio dall’altra per costituzione, ma sono riunite in dell’Argentario è fronteggiata dalle isole dell’Arci- un’unica storia geologica, essenzialmente legata al- pelago Toscano, che formano una sorta di fascia l’evoluzione dell’orogeno appenninico, in una arcuata con la convessità volta verso la Corsica (fig. omogenea provincia climatica dal clima subtropi- 1), dalla quale sono separate dal Bacino e dal Ca- cale dolce e moderato, e in un unico distretto flo- nale che da essa prendono il nome. Mentre quasi ristico e vegetazionale con consorzi-climax di tipo tutte le isole emergono da bassi fondali di piatta- macchia mediterranea, naturalmente confinata lad- forma continentale, maggiori profondità (> 200 dove l’uomo non è intervenuto con una azione, ta- m) si registrano nel Canale di Corsica. lora millenaria, di trasformazione territoriale, Le isole maggiori sono sette, da nord a sud: particolarmente evidente nelle isole d’Elba e del Gorgona, Capraia, Elba, Pianosa, Montecristo, Gi- Giglio. glio e Giannutri; ad esse si aggiungono alcuni iso- Le più recenti vicende politiche ambientali lotti tra cui: le Formiche di Capraia, le Formiche hanno portato il 22 Luglio 1996 alla creazione con

Fig. 1 - Locazione dell’area di studio. - Location of the study area. 10 ARINGOLI ET ALII

D.P.R. del Parco Nazionale dell’Arcipelago To- si eleva fino a 645 m con il M. della Fortezza; Gi- scano, a significare la svolta verso un nuovo profilo glio, estesa per 21,21 km², culmina con i 498 m del socio-economico e una vocazione forse definitiva Poggio della Pagana ed è in gran parte monzogra- e l’abbandono completo delle attività minerarie, nitica eccetto nel Promontorio del Franco dove af- che pure tanto hanno dato alla sua storia. fiora il Verrucano; Giannutri, estesa per 2,62 km² Non va dimenticato, infatti, che le miniere di è di natura carbonatica; infine, l’Elba, dalla geolo- ferro dell’Elba orientale sono state sfruttate fin gia e struttura estremamente complesse, costituita dalla più remota antichità greco-etrusco-romana e da un grande plutone granodioritico a ovest e da fino quasi ai giorni nostri, lasciando visibili tracce una ben nota sequenza di unità tettoniche con suc- nel paesaggio. Queste miniere oggi rappresentano cessioni sedimentarie di tipo Ligure e Toscano, un importante patrimonio culturale e turistico. La oltre che da altri prodotti del plutonismo quarzo- vocazione naturale dell’Arcipelago è quella turi- monzonitico a est. stica, perciò la conservazione dell’ambiente do- Dal punto di vista strutturale, l’area vrebbe essere il pensiero dominante del governo Corsica–Arcipelago–Toscana è contraddistinta da del territorio. thrust est-vergenti interessanti il prisma sedimenta- rio e metamorfico pre–neogenico, sviluppatisi in 2.2. - LINEAMENTI GEOLOGICI tre principali fasi di subduzione e collisione (Cre- tacico–Paleocene; Eocene superiore–Oligocene in- L’Arcipelago Toscano è parte integrante della feriore; Cattiano) che hanno permesso la chiusura catena dell’Appennino: appartiene alla sua Zona dell’oceano ligure, la strutturazione della catena ap- Interna e proprio ad ovest di esso va ricercato il li- penninica e la sua esumazione. A partire dal Mio- mite meridionale fra le strutture alpine, presenti in cene la deformazione complessiva dell’orogeno si Corsica, e quelle appenniniche. E’ verosimile, tut- è propagata da occidente a oriente fino all’Adria- tavia, che parte della Zona Interna sia scomparsa tico, ma contemporaneamente, nella parte interna con la tettogenesi e il margine orientale della Cor- della catena le strutture compressive sono state in- sica rappresenti di fatto il limite naturale fra Alpi e teressate da una tettonica distensiva la cui intensità Appennino. è aumentata da nord a sud. Alla latitudine dell’Ar- L’Appennino è una catena a falde di ricopri- cipelago la deformazione distensiva più significa- mento derivata dalla deformazione terziaria di una tiva è del Miocene medio ed è contraddistinta da porzione del margine continentale della micro- faglie dirette a basso angolo che hanno permesso placca Adria, prospiciente il dominio oceanico li- la sovrapposizione delle unità tettoniche struttu- gure. Infatti, la genesi dell’Appennino è ralmente più elevate (Liguridi) sui complessi anche correntemente intesa come il prodotto della con- metamorfici derivati dalla deformazione del mar- vergenza e della collisione fra le placche Europea gine continentale della placca Adria. Secondo al- e Africana. cuni calcoli la distensione potrebbe aver raggiunto La più antica espressione della collisione del valori elevati, fino al 57%. microcontinente corso-sardo (Europa) con il mar- Dal Miocene superiore la distensione è conti- gine continentale della microplacca Adria (Africa) nuata con faglie dirette ad alto angolo che hanno in seguito alla sua rotazione ovest-est è coincidente segmentato il territorio emerso o in emersione con la zona dell’Isola d’Elba e dell’Arcipelago. (isostatica) in una serie di horst e graben, allineati L’area, tuttavia, è anche il frutto di una evoluzione NO-SE, associati a magmatismo intrusivo e vul- legata all’insorgenza tardiva di un plutonismo di canismo e che hanno tagliato tutte le precedenti natura prevalentemente acida ed alla sua intera- strutture compressive e distensive. Secondo alcuni zione con le serie sedimentarie. autori durante la distensione pre-tortoniana le fa- L’Arcipelago presenta una grande varietà lito- glie ad alto angolo hanno determinato un’ulteriore logica con notevoli differenze da isola a isola. Così, estensione del 6-7%. Gorgona, estesa per 2,23 km², è costituita da cal- Dati geofisici acquisiti nell’ambito del Pro- cescisti, serpentiniti e metabasiti; Capraia, estesa getto Crop 3 hanno evidenziato, a 4,5 km di pro- per 20 km² e culminante con i 447 m del M. Ca- fondità, l’esistenza nell’area elbana di un riflettore stello, è di origine interamente vulcanica, costituita (denominato K) blandamente immergente a est e da colate di andesite, con tufi e brecce, ed anche proseguente sotto la penisola italiana fino a 10 km da rocce basaltiche; Pianosa, completamente piatta di profondità, messo in relazione alla dinamica ed estesa per 10,25 km², è costituita quasi total- estensionale. mente da una biocalcarenite pliocenica discordante L’inizio della tettonica estensionale nell’arci- su marne e argille di età miocenica; Montecristo, pelago è considerata coeva a quella alto-miocenica estesa per circa 10 km2, da una massa granitica che dell’adiacente continente poiché la messa in posto CARTA GEOMORFOLOGICA DELL’ARCIPELAGO TOSCANO 11 dello stock granitico del M. Capanne, legata ap- segue poi la piattaforma continentale toscana in punto alla distensione crostale, ha un’età compresa cui si distinguono i bacini di Pianosa, di Monte- tra 5,8-6,8 Ma (secondo il metodo Rb/Sr, JATEAU cristo, di Punta Ala, delle Formiche di Grosseto, et alii, 1984) e 6,7-6,9 Ma (metodo Rb/Sr, FERRARA separati da dorsali minori. L’Arcipelago Toscano, & TONARINI, 1985; 1993) e quella del più piccolo dunque, è il risultato di una complessa vicenda stock monzogranitico di La Serra-Porto Azzurro è geologica ed in questo quadro che va letta la sua compresa tra 4,9-5,4 Ma (metodo Rb/Sr, SAUPÈ et evoluzione morfologica. alii, 1982) e 5,9 Ma (metodo Ar40/Ar39,MAINERI et alii, 2003). Essa diviene progressivamente più gio- vane da ovest verso est. E’ interessante ricordare 3. - LINEAMENTI CLIMATICI DELL’ARCI- che in Corsica si segnala l’inizio della distensione PELAGO TOSCANO (a cura di F. Rapetti) crostale tirrenico-appenninica a 13,5-15,5 Ma (Langhiano), età della lamproite di Sisco. Inoltre, 3.1. - INTRODUZIONE non va dimenticato che la regione dell’arcipelago doveva essere sicuramente emersa nel Miocene in- L’Arcipelago Toscano occupa un’area marina feriore, poiché ciottoli arrotondati di genesi flu- di forma sub-triangolare, con estremi compresi tra viale costituiti da eurite (porfirite tormalinifera, un 42° 13’ 42’’ (Giannutri) e 43° 26’ 54’’ (Gorgona) differenziato acido del plutone del M. Capanne e di latitudine Nord e 9° 43’ 18’ (Capraia) e 11° 11’ solo lì presente), si trovano nei conglomerati della 00’’ (Giannutri) di longitudine Est. “Successione gessifera del bacino di Volterra”. Il Le condizioni meteorologiche che interessano collasso parziale e la frammentazione in isole de- l’arcipelago nel semestre freddo sono determinate vono essere necessariamente posteriori alla messa dalle perturbazioni occidentali in transito sulla To- in posto dello stock granitico. scana centrale e dall’azione delle depressioni sotto- Una caratteristica peculiare dell’arcipelago e vento alle Alpi che si generano sul Golfo di della vicina Toscana è appunto la presenza di rocce Genova. Tali stati atmosferici determinano tempo magmatiche sia effusive sia intrusive. In partico- instabile, accompagnato da precipitazioni diffuse lare, l’Isola di Capraia è composta da rocce vulca- e prolungate. Nei mesi estivi gli anticicloni delle niche calcalcaline alte in K e shoshonitiche, l’Isola Azzorre e del Sahara determinano nel Mediterra- d’Elba, da un grande plutone granodioritico a oc- neo occidentale un esteso campo di alte pressioni, cidente e da una seconda intrusione quarzo-mon- accompagnate da tempo stabile e soleggiato, con zonitica a oriente, l’Isola del Giglio da due lunghi periodi di siccità meteorologica. intrusioni monzogranitiche, Montecristo da un ba- I fattori geografici che condizionano il clima tolite monzogranitico. dell’Arcipelago Toscano sono riferibili alla posi- I vari centri magmatici hanno un’età di circa zione delle isole rispetto alla Corsica e alla Toscana 7,6-4,7 Ma a Capraia, da 7 a 5 Ma all’Elba, di circa continentale, alla loro dimensione, al profilo alti- 7 a Montecristo e di circa 5 al Giglio; le età conti- metrico, all’esposizione ai venti, alle correnti ma- nuano a decrescere nella Toscana continentale rine e al regime termico della superficie del mare. (fino a 0,2 Ma nel Monte Amiata). Tra le isole dell’arcipelago, l’Elba presenta una La genesi di queste rocce non è dovuta alla interessante diversificazione climatica, legata sia sola fusione di roccia continentale, ma ad una più alla sua maggiore dimensione sia alla notevole ar- complessa interazione di magma basico e di ticolazione morfologica, determinata in gran parte magma sialico e una loro messa in posto in un am- dalla presenza del M. Capanne, oltre che dai rilievi biente di crosta assottigliata (non più di 25 km di centrali e orientali. Le differenze tra i microclimi spessore) con una fenomenologia di anatessi intra- dei siti rivolti ai diversi quadranti sono particolar- crostale indotta dall’innalzamento delle geoiso- mente rilevanti soprattutto per l’aspetto pluviome- terme durante la risalita del magma basico. trico: il lato occidentale, più esposto alle La tettonica neogenica e pleistocenica ha perturbazioni atlantiche e influenzato dalla pre- però prodotto un risultato fondamentale, al quale senza del M. Capanne, e il lato orientale, dove il ri- è dovuto l’aspetto attuale della Toscana occiden- lievo supera di poco i 500 m, presentano afflussi tale: la suddivisione in una serie di alti e bassi meteorici significativamente diversi. Anche nelle strutturali e morfologici. L’arcipelago è parte in- altre isole i topoclimi sono nettamente influenzati tegrante di questa megastruttura: infatti, più a oc- dalla estensione delle superfici emerse e dall’espo- cidente, il bacino della Corsica è un semi–graben, sizione dei versanti. separato dall’Arcipelago, che giace su una dorsale Una descrizione esauriente delle condizioni prevalentemente sommersa, allungata nord–sud climatiche dell’arcipelago è resa difficile dallo comprendente Capraia–Elba–Pianosa. Ad essa scarso numero di stazioni meteorologiche presenti