Una nuova ricerca applica tecniche LiDAR mobili per ricostruire in alta risoluzione oltre 10 km di cavità nei calcari Redwall e Muav
Fonte: Nature Scientific Reports (2025), doi:10.1038/s41598-025-17472-6
Un acquifero carsico poco esplorato nel cuore del Grand Canyon
Uno studio pubblicato su Scientific Reports (Nature, 2025) dimostra il potenziale della sinergia tra tecnologie di rilievo avanzato e speleologia scientifica. Grazie a questi strumenti, oggi è possibile esplorare con rigore non solo la forma delle grotte, ma anche la loro “funzione” all’interno dei grandi acquiferi carsici.
Il margine settentrionale (North Rim) del Grand Canyon ospita un sistema di acquiferi profondi che forniscono acqua potabile a vaste aree dell’Arizona settentrionale. Questo sistema si sviluppa nei calcari Redwall e Muav, noti per il loro potenziale carsico ma poco documentati dal punto di vista speleologico tridimensionale. Finora, la comprensione dei condotti, delle discontinuità strutturali e del flusso idrico sotterraneo era limitata a osservazioni puntuali e modelli geologici semplificati.
Ora l’articolo, e lo studio, pongono nuove soluzioni in base alla ricerca.
Un tentativo di spiegare, con parole semplici, il lavoro tecnico su come si muove l’acqua sotterranea nel cuore dell’Arizona
Lo dico con onestà: non sono né scienziata, né in alcun modo specializzata, ma ho provato a leggere e tradurre in parole più semplici l’articolo, per me molto tecnico.
Parla di grotte profonde nel Grand Canyon, di come si sono formate, e soprattutto di come l’acqua si muove là sotto, in strati di roccia vecchi di centinaia di milioni di anni.
Il mio obiettivo è condividere una sintesi accessibile, per chi, come me, ama le grotte e vuole comprendere qualcosa in più.
Il contesto: grotte e acquiferi nel North Rim
Nel lato nord del Grand Canyon (Arizona), ci sono grandi acquiferi carsici situati a profondità considerevoli, in particolare nei calcari Redwall e Muav. Questi strati di roccia sono attraversati da grotte e fratture che permettono all’acqua di infiltrarsi, muoversi e, infine, alimentare sorgenti e pozzi.
Il problema è che queste cavità sono difficili da esplorare e ancora più difficili da mappare: si trovano in zone isolate, a profondità estreme e generalmente senza accessi “comodi”.
Cosa hanno fatto i ricercatori, e cosa hanno scoperto
Un gruppo di geologi ha usato la tecnologia LiDAR mobile (cioè un laser scanner portatile) per mappare in 3D oltre 10 km di gallerie sotterranee. Le misure sono state raccolte in 25 giorni di esplorazione, con una risoluzione altissima (millimetrica). I dati hanno permesso di costruire modelli tridimensionali dettagliati delle grotte e di analizzare la forma, le direzioni di sviluppo, le sezioni e le inclinazioni delle gallerie.
Le grotte sembrano seguire direzioni precise legate alla geologia della zona:
- Fratture verticali e giunti che aprono passaggi rettilinei;
- Piani di stratificazione inclinati, che guidano l’acqua a scorrere lungo livelli ben definiti;
- Zone di collasso, dove i crolli hanno messo in comunicazione strati diversi.
L’acqua non si muove “a caso”, ma tende a seguire canali strutturali naturali che si formano nei punti deboli della roccia.
A cosa serve la mappa 3D
La mappa 3D aiuta a capire come funziona l’acquifero, cioè:
- da dove entra l’acqua;
- che strada fa;
- dove può uscire o accumularsi;
- come reagisce a eventi estremi (piogge forti, siccità, contaminazioni).
In più, la ricerca può aiutare chi gestisce l’acqua potabile in queste zone: sapere come si “muove” l’acqua è fondamentale per proteggere le risorse idriche.
Un modello utile anche per altre grotte
Il lavoro si distingue non solo per la qualità dei dati ma anche per l’approccio metodologico, potenzialmente replicabile in altri contesti carsici profondi, incluse cavità non accessibili a rilievi tradizionali.
Anche se lo studio è sul Grand Canyon, infatti, il metodo usato (LiDAR mobile + modelli 3D) può essere applicato anche ad altre grotte complesse o in ambienti difficili da esplorare.
Potrebbe essere utile anche in Italia, nei grandi sistemi ipogei carsici delle Alpi o dell’Appennino.
In futuro, queste tecniche potranno essere combinate con monitoraggi ambientali, traccianti idrochimici e modelli CFD (Computational Fluid Dynamics) per simulazioni dinamiche più complesse.
Riferimento completo (anche per foto di copertina)
Dufek, J., Leuthold, J., Hopkins, K., et al. (2025). Three-dimensional characterization of caves within the Grand Canyon’s deep karst aquifer. Scientific Reports, Nature Portfolio. https://doi.org/10.1038/s41598-025-17472-6