Sinkholes e liquefazione dei suoli

Il termine sinkhole definisce una depressione di forma sub-circolare con diametro e profondità variabili da pochi metri a centinaia di metri, a pareti sub-verticali, che si apre rapidamente in terreni a granulometria variabile per cause antropiche o per motivi diversi, come ad esempio i terremoti.

Questi tipi di sprofondamenti sono quasi sempre colmati da acque, spesso mineralizzate, formando laghetti e specchi d’acqua; sono caratterizzati da subsidenza che può localmente essere dovuta a presenza di sorgenti.

Sinkholes Fonte www.isprambiente.gov.it
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Tali fenomeni sono localizzati in genere su allineamenti tettonici lungo i quali spesso si evidenziano anomalie di fluidi; la continua erosione delle pareti del camino provoca il progressivo colmamento della voragine, un aumento del diametro e nello stesso tempo una diminuzione della profondità dello specchio d’acqua se presente.

La formazione di questi fenomeni è improvvisa, può essere realizzata in un evento unico o in più eventi con progressivo cedimento delle pareti.

Sinkholes Schema meccanismo di risalita Fonte www.isprambiente.gov.it
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Si è constatato che la maggior parte di tali fenomeni è dovuta a processi di risalita, sifonamento e erosione dal basso.

I meccanismi di erosione dal basso potrebbero essere assimilati a processi di suffosione profonda, come effetti meccanici dello scorrimento sub-superficiale dell’acqua nel terreno (con dimensioni granulometriche dalle argille alle ghiaie), che si realizzano quando quest’ultimo è “crepacciato” o poroso e quando l’acqua abbondante e con pressione elevata riesce a trovare vie di scorrimento in cui passare con velocità abbastanza sostenuta.

Il passaggio dell’acqua provoca l’erosione di materiale e la formazione di canalicoli e di condotti tubolari lungo le linee idrauliche di flusso.

La liquefazione dei sedimenti è uno dei fenomeni idrogeologici più evidenti che possono essere causati da un terremoto in zone come pianure alluvionali (riempite da depositi fluviali) e piane costiere. 

Nei depositi limosi e sabbiosi non consolidati e saturi di acqua lo scuotimento sismico può causare il trasferimento della pressione dai contatti fra i granuli del sedimento all’acqua interstiziale, presente fra un granulo e l’altro.

Quando un simile deposito si trova confinato tra due strati impermeabili (limi e argille ad esempio), la pressione dell’acqua cresce sino ad un punto critico sorpassato il quale si annulla la pressione tra i granuli e tutto il deposito (sedimento più acqua) si comporta come un fluido ovvero si liquefà.

Per sfogare questa pressione in eccesso il deposito liquefatto cerca una via di fuga spingendo verso zone a minore pressione ovvero verso l’alto, attraverso fratture o condotti, di neoformazione o preesistenti, sia naturali che artificiali (pozzi per l’acqua ad esempio).

In superficie, la liquefazione si manifesta con “vulcanetti” di sabbia/limo, frequentemente allineati lungo le fratture di risalita.

Gli edifici e tutte le opere antropiche possono essere danneggiati da tale fenomeno.

Infatti, se le fondamenta di un edificio poggiano su uno strato che si liquefà, il sostegno di quel livello viene a mancare.

Allo stesso tempo anche la sabbia che risale verso la superficie può causare cedimenti e danni ad un edificio sovrastante a seguito della forte pressione esercitata.

Ringraziamo ISPRA e INGV per il materiale fornito

Daniel Gialdini

Geologo, Osservatore e Moderatore. Perito meccanico e laureato in scienze geologiche. Nutre una grande passione verso le scienze matematiche, fisiche e naturali. Si occupa dei report meteorologici relativi alla Regione Toscana e alla stesura di articoli scientifici relativi alle scienze geologiche

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