Sapienza, Università di Roma DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA TERRA Dottorato di ricerca in Scienze della Terra XXXII Ciclo ATTIVITÀ TETTONICA, GRANDI FRANE IN ROCCIA ED EVOLUZIONE DEL RETICOLO IDROGRAFICO NELL'AREA EPICENTRALE DELLA SEQUENZA SISMICA DELL'ITALIA CENTRALE 2016-2017 Dott.ssa Federica Polpetta Tutor: Prof. Francesco Troiani Co-tutor: Dott. Paolo Messina Co-tutor: Dott. Paolo Galli Coordinatore del dottorato: Prof. Silvio Mollo I RINGRAZIAMENTI Desidero ringraziare il Professor Francesco Troiani, tutor del presente lavoro, per tutti gli insegnamenti e per la sua costante disponibilità e cortesia durante questi tre anni. Un sentito ringraziamento a Paolo Messina e Paolo Galli, co-tutor della presente ricerca, per aver contribuito alla mia formazione e per essere stati sempre presenti. Ringrazio poi Marco Mancini, Edoardo Peronace e Gianluca Vignaroli per il supporto scientifico su alcuni temi affrontati. Ringrazio i revisori esterni del presente lavoro per i commenti e per le indicazioni ricevute. Un ringraziamento particolare a Massimiliano Moscatelli e Francesco Stigliano per la costante disponibilità e per i preziosi consigli. Un ringraziamento poi a tutti i miei colleghi presso il CNR-IGAG per il costante scambio di opinioni e di conoscenze e ai colleghi dottorandi, in particolare a Giulia Iacobucci. Ringrazio in modo particolare i miei genitori, Marisa e Roberto, per il sostegno incondizionato. Un ringraziamento speciale a Filippo, per il costante supporto e per essere sempre al mio fianco. Federica II SOMMARIO Ringraziamenti ..................................................................................................................................... II Riassunto .............................................................................................................................................. 1 Abstract ................................................................................................................................................ 6 1 Introduzione.................................................................................................................. 11 2 Inquadramento geologico e geomorfologico dell’alto bacino del Fiume Tronto ........ 13 2.1 Caratteristiche geologiche ............................................................................................ 13 2.2 Caratteristiche geomorfologiche .................................................................................. 16 2.2.1 Morfogenesi gravitativa ............................................................................................................. 16 2.2.1.1 La frana di Pescara del Tronto .......................................................................................... 19 2.2.1.2 Le deformazioni gravitative profonde di versante (DGPV) nel territoriodi Accumoli (RI) ............................................................................................ 22 2.3 I depositi continentali Quaternari dell’alto bacino del Fiume Tronto .......................... 24 2.4 Principali strutture tettoniche ...................................................................................... 26 2.4.1 La sequenza sismica dell’Italia Centrale 2016-2017 ......................................................... 27 2.4.2 La faglia del Monte Vettore ................................................................................................... 30 2.4.3 La faglia del Monte Gorzano .................................................................................................. 31 3 Materiali e metodi ........................................................................................................ 33 3.1 Realizzazione modello digitale del terreno .................................................................. 34 3.2 Analisi geomorfometriche ............................................................................................ 36 3.2.1 Analisi del profilo longitudinale ............................................................................................ 37 3.2.2 Calcolo dell’indice 푆퐿............................................................................................................... 38 3.2.3 Analisi Slope-Area ..................................................................................................................... 39 3.2.4 Analisi ipsometrica bacino-reticolo-canale principale ..................................................... 41 3.2.5 Calcolo e analisi spaziale del parametro .......................................................................... 44 3.3 Individuazione e analisi dei markers geomorfologici ................................................... 46 III 4 Risultati ......................................................................................................................... 49 4.1 Analisi geomorfometriche ............................................................................................ 49 4.1.1 Studio del profilo longitudinale del Fiume Tronto e anomalie di gradiente ............... 49 4.1.2 Risultati dell’analisi morfometrica tempo-dipendente mediante studio degli integrali ipsometrici ................................................................................................................. 52 4.1.2.1 Analisi ipsometrica per il bacino idrografico del Fiume Tronto ................................ 52 4.1.2.2 Analisi ipsometrica per i sotto-bacini del Fiume Tronto ............................................ 56 4.1.3 Risultati dell’analisi dei profili longitudinali della rete idrografica mediante il parametro .............................................................................................................................. 66 4.2 Risultati dello studio dei markers geomorfologici ........................................................ 69 5 Discussione .................................................................................................................. 77 5.1 Influenza dell’attività tettonica recente sul bacino idrografico del Fiume Tronto ...... 77 5.1.1 Considerazioni sulla faglia del Monte Gorzano ................................................................. 79 5.1.2 Considerazioni sulla faglia del Monte Vettore ................................................................... 82 5.2 Valutazioni sulle superfici terrazzate di Amatrice ........................................................ 85 5.3 Rapporti tra le variazioni del reticolo idrografico e grandi frane in roccia .................. 87 5.4 Considerazioni sulle potenzialità delle analisi geomorfometriche e le loro limitazioni ....................................................................................................... 90 6 Conclusioni .................................................................................................................... 93 Bibliografia ......................................................................................................................................... 96 IV 0 - Riassunto RIASSUNTO Questa tesi di dottorato si inserisce nell’ambito di tre diverse attività di ricerca, la principale delle quali è relativa alle analisi dei markers geomorfologici (principalmente terrazzi fluviali) e alle elaborazioni geomorfometriche della superfice terrestre svolti dal gruppo di ricerca di Geografia Fisica e Geomorfologia del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università La Sapienza di Roma. Le altre attività sono svolte dai gruppi di lavoro del Consiglio Nazionale delle Ricerche dell’Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (CNR-IGAG) e riguardano: - il rilevamento geologico e le prospezioni geofisiche per gli studi propedeutici alla microzonazione sismica e la valutazione delle condizioni di pericolosità geomorfologica in zone interessate da dissesti cosismici; - le analisi paleosismologiche condotte sul sistema di faglie responsabili dei principali terremoti avvenuti in Italia Centrale nel 2016. Con questa tesi di dottorato si sono volute integrare le diverse discipline allo scopo di impiegare un approccio multidisciplinare per la comprensione della morfoevoluzione del reticolo idrografico in un paesaggio montuoso tettonicamente attivo. L’obiettivo del presente lavoro è, infatti, quello di comprendere e definire le complesse interazioni tra i processi agenti lungo i versanti legati alla gravità e la morfodinamica fluviale in aree tettonicamente attive. Tale problematica, ad oggi ancora aperta, è stata affrontata da numerosi autori i quali propongono diversi modelli morfoevolutivi dei reticoli idrografici nelle principali catene montuose del pianeta, illustrando il ruolo dell’incisione valliva in aree ad alta energia del rilievo sull’instabilità dei versanti in roccia (e.g. Korup, 2006a per le Alpi svizzere e per le Alpi meridionali della Nuova Zelanda; Ouimet et al., 2007 e Larsen et al., 2010 per la catena Himalayana). La sequenza sismica che ha colpito l’Italia Centrale nel 2016-2017 ha fatto sì che l’area di studio si focalizzasse nel settore appenninico dell’area epicentrale, in particolare nell’alta valle del Fiume Tronto. Tale area, infatti, oltre che ricadere in una delle zone tettonicamente attive dell’Appennino (D'Agostino et al., 2001a; Galli et al., 2008; 2017a), risulta caratterizzata da un reticolo idrografico ben sviluppato e dalla presenza di importanti fenomeni di instabilità dei versanti in roccia (Aringoli et al., 2010; Romeo et al., 2017; Martino et al., 2019a; 2019b). 1 0 - Riassunto All’interno dell’area individuata sono state applicate metodologie