Nuove metodologie di ricerca speleologica per affrontare le inondazioni nel carso classico italo-sloveno
Il polje di Mucille, situato nel Carso Classico al confine tra Italia e Slovenia, è diventato oggetto di un importante studio scientifico pubblicato nel 2023 su Environmental Earth Sciences[1].
La ricerca, condotta da un team di specialisti guidato da Luca Zini dell’Università di Trieste, ha analizzato per la prima volta in modo sistematico i fenomeni alluvionali che interessano questa particolare depressione carsica, utilizzando metodologie innovative come la Tomografia di Resistività Elettrica (ERT) per comprendere il funzionamento degli inghiottitoi e dei sistemi di drenaggio naturale.
La ricerca si inserisce nel contesto più ampio del Carso Classico, un altopiano calcareo di 750 chilometri quadrati condiviso tra Italia e Slovenia, caratterizzato da complessi sistemi idrogeologici sotterranei[2].
Il polje di Mucille rappresenta uno dei rari esempi di questa particolare formazione geomorfologica presente sul versante italiano della regione carsica, distinguendosi per la sua suscettibilità alle inondazioni che negli ultimi anni hanno causato crescenti preoccupazioni alle comunità locali.
Problematiche Alluvionali e Cambiamenti Climatici nel Sistema Carsico
L’indagine ha documentato come le inondazioni nel polje di Mucille siano diventate sempre più problematiche a partire dal 2000, quando gli inghiottitoi hanno iniziato a interessare più frequentemente le aree residenziali e ricreative[1].
Questo fenomeno ha portato la popolazione locale a temere che la capacità di drenaggio naturale dell’area avesse cessato di funzionare correttamente.
I cambiamenti climatici svolgono un ruolo determinante nell’intensificazione di questi eventi.
L’analisi dei dati meteorologici dal 1919 al 2020 ha rivelato un aumento significativo degli eventi estremi, con precipitazioni cumulative di 30 giorni che superano i 350 millimetri[1].
Questa intensificazione delle precipitazioni estreme rappresenta una caratteristica distintiva degli effetti del riscaldamento globale sui sistemi carsici, come confermato da studi analoghi condotti in altre aree del Mediterraneo[3][4].
La ricerca ha particolare rilevanza nel contesto italiano, dove fenomeni simili sono stati documentati in diverse regioni carsiche.
Nel Gargano pugliese, eventi di pioggia intensa hanno causato inondazioni, frane e sinkhole, dimostrando la vulnerabilità dei territori carsici agli eventi meteorologici estremi[5].
Analogamente, gli studi condotti nella regione Umbra hanno evidenziato la necessità di modelli affidabili per la previsione delle portate delle sorgenti carsiche in un contesto di crescente scarsità idrica[6].
Metodologie Innovative: Tomografia Elettrica e Monitoraggio Idrogeologico
Il team di ricerca ha adottato un approccio multidisciplinare per comprendere il funzionamento del sistema idrogeologico del polje di Mucille.
Le indagini idrogeologiche tradizionali sono state integrate con acquisizioni di Tomografia di Resistività Elettrica (ERT), una tecnica geofisica non invasiva che ha dimostrato particolare efficacia nella caratterizzazione dei sistemi carsici[1].
La tomografia elettrica si è rivelata uno strumento fondamentale per l’identificazione delle strutture sotterranee e la comprensione del funzionamento degli inghiottitoi.
Questa metodologia, già utilizzata con successo in altre aree carsiche italiane per la caratterizzazione di sinkhole e cavità sotterranee[7], ha permesso di ricostruire la geometria tridimensionale del sistema di drenaggio senza ricorrere a tecniche invasive.
Durante i tre anni di monitoraggio (2017-2020), sono stati registrati due eventi alluvionali che hanno raggiunto l’insediamento di Selz[1].
L’analisi di quattro eventi complessivi ha consentito la costruzione di un modello idrogeologico dell’area, necessario per stimare correttamente le curve di ricarica e regressione e per definire le funzionalità degli inghiottitoi.
Il monitoraggio continuo ha incluso misurazioni delle portate e acquisizioni ERT, permettendo una comprensione dettagliata dei processi di ricarica dell’acquifero carsico e dei meccanismi di drenaggio.
Questo approccio integrato rappresenta un modello metodologico per studi analoghi in altre aree carsiche soggette a fenomeni alluvionali.
Caratteristiche Geologiche e Idrogeologiche del Carso Classico
Il Carso Classico costituisce una delle regioni carsiche più studiate al mondo, caratterizzata da una complessa struttura geologica che si estende dalle colline di Brkini in Slovenia fino al fiume Isonzo in Italia[2].
La regione presenta un sistema acquifero transfrontaliero di notevole complessità, con settori idrogeologici distinti: quello sud-orientale, principalmente influenzato dall’inghiottitoio del fiume Reka, e quello nord-occidentale, collegato al carattere influente del fiume Isonzo[2].
Le fluttuazioni della falda freatica in questa regione sono significative, con innalzamenti che possono superare i 100 metri[2].
Durante le piene, la maggior parte dei circuiti idraulici si trova in pressione, rendendo necessaria un’analisi comparativa dei livelli idrici, della temperatura e della conducibilità elettrica per una valutazione precisa dei tempi di transito dell’acqua nei volumi fratturati e carsificati.
Il polje di Mucille si inserisce in questo contesto geologico complesso, caratterizzato dalla presenza di rocce carbonatiche del Cretaceo e del Paleogene che hanno subito intensi processi di carsificazione.
La morfologia del polje è il risultato di processi di dissoluzione chimica delle rocce calcaree, favoriti dalla presenza di fratture e discontinuità strutturali che facilitano la circolazione delle acque sotterranee.
Modellazione Idrogeologica e Previsione del Rischio Alluvionale
Il modello idrogeologico sviluppato per il polje di Mucille rappresenta un contributo significativo alla comprensione dei processi che governano le inondazioni nei sistemi carsici[1].
La modellazione ha permesso di definire con precisione le relazioni tra precipitazioni, ricarica dell’acquifero e attivazione degli inghiottitoi, fornendo strumenti essenziali per la previsione e la gestione del rischio alluvionale.
L’analisi delle curve di ricarica e regressione ha evidenziato come il sistema risponda in modo non lineare agli eventi di precipitazione, con soglie critiche oltre le quali si attivano i meccanismi di allagamento del polje.
Questa caratteristica è tipica dei sistemi carsici, dove il comportamento idraulico è controllato dalla geometria complessa delle reti di condotti sotterranei e dalla presenza di soglie idrauliche naturali.
Il modello sviluppato ha particolare valore applicativo per la definizione di sistemi di allerta precoce e per la pianificazione di interventi di mitigazione del rischio.
La capacità di prevedere l’attivazione degli inghiottitoi e l’evoluzione degli eventi alluvionali rappresenta un elemento cruciale per la protezione delle comunità locali e delle infrastrutture presenti nell’area.
Misure di Mitigazione e Prospettive Future per la Gestione del Rischio Carsico
La ricerca ha portato alla definizione di misure di mitigazione specificamente progettate per aumentare la capacità di drenaggio dell’area e prevenire future inondazioni sempre più frequenti[1].
Queste misure tengono conto delle peculiarità del sistema carsico e della necessità di preservare l’equilibrio ecologico della regione.
Le proposte di intervento includono sia misure strutturali che non strutturali, con particolare attenzione alla sostenibilità ambientale degli interventi.
La gestione delle acque in ambiente carsico richiede approcci specifici che considerino la vulnerabilità intrinseca degli acquiferi carsici e la rapidità dei processi di ricarica attraverso reti di condotti ben connesse[8].
L’esperienza del polje di Mucille fornisce elementi metodologici applicabili ad altre aree carsiche soggette a fenomeni alluvionali.
La combinazione di monitoraggio continuo, modellazione idrogeologica e tecniche geofisiche non invasive rappresenta un approccio replicabile per la gestione del rischio in contesti geologici simili.
Gli studi futuri dovranno concentrarsi sull’implementazione di sistemi di monitoraggio in tempo reale e sullo sviluppo di modelli predittivi sempre più accurati, considerando gli scenari di cambiamento climatico e l’evoluzione delle pressioni antropiche sul territorio carsico.
La ricerca interdisciplinare, che integri competenze speleologiche, idrogeologiche e climatologiche, risulta essenziale per affrontare le sfide future nella gestione sostenibile delle risorse idriche e nella prevenzione dei rischi naturali in ambiente carsico.
Fonti
[1] Flood hazard assessment in a polje: the case of Mucille (Classical Karst Region, NE Italy) https://link.springer.com/10.1007/s12665-023-10981-5
[2] Classical Karst hydrodynamics: a shared aquifer within Italy and Slovenia https://piahs.copernicus.org/articles/364/499/2014/
[3] Sinkhole Flooding and Aquifer Recharge in Arid to Dry Sub-Humid Regions: A Systematic Review in the Perspective of Climate Change https://www.mdpi.com/2306-5338/9/2/25
[4] Worry about Climate Change and Urban Flooding Risk Preparedness in Southern Italy: A Survey in the Simeto River Valley (Sicily, Italy) https://www.mdpi.com/2079-9276/10/3/25
[5] Landslides, floods and sinkholes in a karst environment: the 1–6 September 2014 Gargano event, southern Italy https://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/17/467/2017/nhess-17-467-2017.pdf
[6] A Fully Connected Neural Network (FCNN) Model to Simulate Karst Spring Flowrates in the Umbria Region (Central Italy) https://www.mdpi.com/2073-4441/16/18/2580
[7] Rivoluzione nella ricerca speleologica: tomografia elettrica 3D per … https://www.scintilena.com/rivoluzione-nella-speleologia-italiana-tomografia-elettrica-3d-per-decifrare-i-segreti-dei-sinkhole/08/19/
[8] Impacts of climate change on groundwater flooding and ecohydrology in lowland karst https://hess.copernicus.org/articles/25/1923/2021/hess-25-1923-2021-discussion.html