IMPORTANZA DELLE CARATTERISTICHE GEOLOGICHE PER LO STUDIO DELLE CAVITA' ARTIFICIALI

di

Paolo Bassi - Fabrizio Perletti - Roberto Berto  

La conoscenza delle caratteristiche geologiche del territorio in cui l'archeologo opera riveste una grande importanza a diversi livelli di ricerca.

Nell'ambito di uno studio preliminare,i dati geologici sono significatii perl'individuazione dei siti e nelle fasi di accesso ai manufatti.

Nella successiva fase di studio di reperti e siti archeologici,l'analisi geologica puo' fornire delle rilevanti indicazioni nell'interpretazione della loro eta' e delle condizioni ambientali in cui essi sono stati prodotti.

Inoltre ,la stima dei rischi naturali a cui le opere possono essere soggette e la previsione di eventuali interventi di protezione e conservazione non possono prescindere da una dettagliata conoscenza del territorio e del suo sottosuolo.

Occorre precisare come,l'ambito geologico in cui le ricerche archeologiche si muovono rimanga quasi sempre ad una scala locale,non interessando,nella maggior parte dei casi,problematiche geologiche coinvolgenti porzioni del territorio o a sviluppo regionale.

Lo studio morfologico del territorio rappresenta una tappa fondamentale nella ricerca delle aree che possono essere state più favorevoli agli insediamenti umani.La stima dell'evoluzione geomorfologica e l'analisi dei depositi sedimentari e delle forme a loro correlate consentono la ricostruzione paleogeografica delle zone investigate.In questo contesto è utile precisare quale sia l'importanza,nella ricerca di antichi insediamenti umani all'interno di valli fluviali,dell'esatto posizionamento dei paleoalvei.Infatti,le sponde dei corsi d'acqua hanno da sempre rappresentato dei siti preferenziali per la nascita di agglomerati urbani,costituendo una importante fonte di approvvigionamento idrico ed alimentare,grazie alla pesca.

L'evoluzione di una valle fluviale,anche nell'arco di pochi secoli,può essere estremamente complessa (fig.1).

Tra i processi evolutivi che maggiormente possono avere un'incidenza nello studio di queste aree a fini archeologici si hanno:

a) configurazione dei terrazzi alluvionali;

b) fenomeni di salto del meandro;

c) stima delle variazioni dell'energia idraulica subite dal corso d'acqua.  

a) I terrazzi alluvionali segnano la posizione della piana fluviale formatasi in seguito allo scorrimento del fiume ad un livello più alto.In genere essi assumono l'aspetto di coppie di gradoni riconoscibili su entrambi i lati della valle fluviale e correlabili altimetricamente (i terrazzi topograficamente più elevati sono i più antichi e quelli più bassi sono i più recenti).Questo consente di limitare l'area di ricerca di antichi siti ai terrazzi che rappresentano cronologicamente il periodo storico di interesse nello studio.Lo sviluppo più o meno simmetrico di questi terrazzi consente di risalire agli spostamenti laterali nel tempo del corso d'acqua all'interno della sua vale.

b) Il fenomeno del salto di meandro si sviluppa a partire da una curvatura del corso d'acqua che può gradualmente accentuarsi in seguito a contemporanei processi di erosione spondale sul suo lato concavo e di deposizione su quello convesso.Quando il meandro raggiunge un grado di curvatura particolarmente spiccato,è possibile che,in occasione di piene eccezionali,si possa giungere al taglio e all'isolamento del meandro stesso (fig.2).  

c) Durante la storia,un corso d'acqua può subire delle variazioni di portata anche molto significative,nel giro di poche decine di anni.Quindi,un corso d'acqua che attualmente si presenta a carattere torrentizio,può avere avuto nel passato ben altra importanza e questo può avere influito sul tipo di attività umana insediatasi nelle sue vicinanze.Da questo punto di vista,lo studio delle variazioni granulometriche e delle strutture sedimentarie caratteristiche dei depositi fluviali può chiarire il quadro dell'evoluzione idrodinamica del fiume.

Altri siti preferenziali per la ricerca delle tracce di antichi insediamenti umani,soprattutto nelle zone montane,sono i conoidi alluvionali.Questi depositi sedimentari si generano allo sbocco dei corsi d'acqua in una vale dove,a causa di una riduzione di pendenza dell'alveo,i materiali trasportati tendono ad essere deposti.Le forme che ne derivano sono,in genere,debolmente inclinate e si aprono a ventaglio.Il loro riconoscimento ai fini archeologici può essere molto importante. Infatti,la stabilita dei conoidi alluvionali,la possibilità di ritrovare in essi falde acquifere a bassa profondità e la facilità con la quale si innescano su essi i processi pedogenetici costituiscono degli elementi particolarmente favorevoli allo sviluppo di attivita' antropiche.

La conoscenza delle caratteristiche geologiche del territorio nel quale l'archeologo opera assume una grande importanza anche nelle fasi di accesso ai manufatti,in quanto l'effettuazione di scavi e cunicoli deve avvenire nelle migliori condizioni di sicurezza possibili.In un terreno interessato da uno scavo si generano delle spinte interne (spinte di Rankine) che possono portare alla perdita della capacita' di autosostentamento,con conseguenti fenomeni di franamento.Esiste un'altezza critica oltre la quale non e' possibile proseguire lo scavo.Essa e'funzione del tipo di materiale presenmte e dell'angolo di inclinazione con cui si esegue lo scavo.E' importante anche la ricostruzione dell'assetto idrogeologico della zona,al fine di potere prevedere gli eventuali afflussi di acque sotterranee verso l'area di intervento.Infatti,esistono determinati materiali (argille e sabbie) che,a seconda del grado di umidita',modificano le proprie capacita' di resistenza in modo significativo,influenzando la stabilita' dello scavo stesso.

Le conoscenze geologiche possono aiutare l'archeologo anche in fase d'interpretazione e datazione dei reperti.La valutazione della provenienza delle rocce adottate nella costruzione dei manufatti consente di intuire l'area di influenza ed il grado di egemonia raggiunto da una civilta'.

Lo studio idrogeologico del territorio permette di capire l'utilizzo di alcuni manufatti,quali pozzi,acquedotti,fognature e canali.Ad esempio,in un area caraterizzata da assenza di corsi d'acqua e sorgenti e nella quale il sottosuolo e' strutturato in modo da non consentire la presenza di falde superficiali,il ritrovamento di un pozzo puo' essere interpretato come testimonianza di una cisterna e non come un'opera di captazione di acque sotterranee.

L'analisi mineralogica e petrologica dell'ammasso roccioso entro cui e' stata scavata un'antica miniera,puo' permettere di risalire al tipo di materiali estratti, quali pietre da costruzione,

ornamenti o metalli pregiati.

Lo studio sedimentologico e stratigrafico delle successioni sedimentarie fornisce la possibilita' di effettuare di effettuare datazioni assolute o relative.Le prime attribuiscono delle vere e proprie eta',espresse in anni,agli eventi.Le seconde,invece,confrontano due o piu' eventi che si cerca di ordinare semplicemente,in successione temporale l'uno rispetto all'altro.

Per quanto riguarda la cronologia relativa si applica la legge della sovrapposizione (Stenone 1669) secondo la quale "in una successione di corpi rocciosi di origine sedimentaria ogni intervallo stratigrafico e' piu' recente di quello che esso ricopre,e piu' antico di quello da cui e' ricoperto (fig.3).

Questa legge seppur datata rappresenta ancora oggi uno dei concetti fondamentali su cui si basa uno dei concetti fondamentali su cui si basa la moderna indagine stratigrafica.Essa introduce in geologia l'idea di tempo e di successione ed evidenzia come ogni singolo strato sedimentario rappresenti un intervallo di tempo piu' o meno esteso.Se la cronologia relativa consente di stabilire come i singoli strati si siano succeduti nel tempo gli uni rispetto agli altri,i metodi della cronologia assoluta permettono di determinare con esatezza l'eta' di ogni singolo strato e conseguentemente dei reperti archeologici in esso presenti.

Oltre alle classiche tecniche di datazione radiometrica specifiche per l-archeologia si possono utilizzare metodi alternativi.Tra questi ricordiamo:

a) lichenometria

b) dendrocronologia

c) metodo delle varve

d) palinologia  

a) La lichenometria si basa sullo studio del diametro dei talli dei licheni.La crescita di questi vegetali e' influenzata da diversi fattori,quali il tipo di roccia su cui crescono,l'esposizione al sole della zona di ritrovamento,eventuali variazioni climatiche e l'inquinamento atmosferico.Con questo metodo si possono effettuare datazioni fino a circa 4000 anni fa.

b)La dendrocronologia fonda le sue basi sullo studio degli anelli di accrescimento degli alberi.Partendo dall'osservazione per cui in un albero vivo si individuano delle sequenze caratteristiche degli anelli di accrescimento,e'possibile risalire all'eta' anche di antichi reperti realizzati in legno. Questa tecnica permette datazioni fino a 8000 anni fa.

c)Le varve sono sedimenti lacustri annuali,tipici di laghi periglaciali,caratterizzati da coppie di lamine chiare e scure che si ripetono ciclicamente.Le lamine piu' chiare sono formate da silt e rappresentano la sedimentazione estiva,quelle di argilla scura la sediementazione invernale.L'argilla si depone in condizioni di calma riconducibili alla presenza di ghiaccio,che ricoprendo la massa d'acqua,favorisce la decantazione dei materiali piu' fini.L'utilita' di questo metodo e' rilevante per periodi a noi vicini,poiche' permette di distinguere con precisione intervalli temporali annui.Per periodi piu' antichi )oltre 12.000 anni fa) e' preferibile adottare il metodo del radiocarbonio.

d) La palinologia consiste nello studio micropaleontologico di parti di vegetali quali spore e pollini fossili che si ritrovano nei sedeimenti.L'importanza dello studio di quesyto tipo di organismi e' legata alla loro ampia diffusione areale,alle loro ridottissime dimensioni ed alla rapidita' della loro dispersione.In particolare lo studio dei pollini e' utilizzato nel campo della ricerca archeologica applicata.Lo studio viene condotto scegliendo tipi di pollini indicativi di condizioni climatiche opposte registrando le variazioni relative lungo una sezione verticale.I diagrammi cosi' costituiti sono utilizzati per interpretazioni paleoclimati-

che.Nell'ambito delle ricerche condotte su cavita' artificiali (quali ad esempio:cunicoli suburbani e miniere),nel caso in cui esse siano state colmate da materiali superficiali,la palinologia puo' essere utilizzata per stimare,con un certo margine di approssimazione l'epoca fino alla quale il manufatto e' rimasto accessibile.Infatti l'eta' dei pollini piu' recenti riscontrati nei terreni di riempimento provenienti dalle zone soprastanti,testimonia il limite cronologico prima del quale la cavita' era sicuramente aperta.

Anche la paleoclimatologia e' di supporto al lavoro dell'archeologo.Per esempio ha consentito di spiegare l'architettura dei coni di Urgop in Cappadocia,grandi strutture a forma conica di materiale tufaceo,nelle quali sono state scavate abitazioni e luoghi sacri.La curiosa forma conica di queste strutture non e' stata realizzata dall'uomo ma e' il frutto dell'azione combinata delle acque incanalate e meteoriche.Infatti,dallo studio paleoclimatico e' stato possibile stimare come,in passato,questa zona sia stata soggetta a precipitazioni copiose,in una situazione ben diversa dall'attuale clima arido.Le ricerche archeologiche necessitano,inoltre,della previsione di un'ampia gamma di rischi naturali ed artificiali,a cui le opere possono essere soggette.La geologia puo' offrire la possibilita' di affrontare problrmi di stabilita' dei versanti,di cedimenti dei manufatti e di alcune problematiche connesse all'antropizzazione recente del soprassuolo.

Tra le tematiche che l'archeologo deve affrontare nell'ambito degli interventi su architetture rupestri collocate o scavate in corrispondenza di pareti rocciose (ad es.Matera dei Sassi,Petra,Telmessos,Dongolo) si ha,senza dubbio,la valutazione della stabilita' del pendio in cui l'insediamento si colloca.A questo scopo,e' necessario effettuare un'attenta caratterizzazione dell'ammasso roccioso,considerandone gli aspetti litologici e le proprieta' fisico-meccaniche..L'esecuzione di rilievi strutturali,(individuazione delle famiglie di fratture prevalenti nella roccia) e lo studio della circolazione idrogeologica dell'area investigativa rappresentano alcuni tra gli strumenti piu' idonei,finalizzati alla determinazione della stabilita' dei pendii,permettendo di distinguere tra problematiche legate a grandi frane in roccia o a piu' ridotti fenomeni di crollo e ribaltamento di cunei rocciosi.

Tali indagini possone essere dirette alla messa a punto di interventi di difesa,quali ad esempio opere di drenaggio delle acque superficiali e sotterranee e metodi di consolidamento dei versanti.D'altra parte,la conoscenza delle caratteristiche strutturali ed idrogeologiche del sottosuolo riveste un'importanza notevole anche nella previsione di problemi di crollo ed allagamento in cunicoli sotterranei,fornendo un utile ausilio alle attivita' della speleologia in cavita' artificiali.Le venute d'acqua in cavita' sotterranee rappresentano anche un fattore di alterazione e di deterioramento dei manufatti in esse presenti.A questo proposito,e' importante la determinazione del chimismo delle acque percolanti,al fine di valutarne il grado di aggressivita' sui diversi materiali costituenti i reperti archeologici.Il chimismo delle acque sotterranee risulta influenzato,in buona parte,dalle caratteristiche mineralogiche delle rocce in cui esse hanno transitato.

Le conoscenze geologico tecniche delle aree in esame risultano fondamentali per la stima dei cedimenti a cui le fondazioni delle opere antiche possono essere soggette.In particolare,al fine della stabilita' dei manufatti,e' importante discernere tra cedimenti assoluti e differenziati.Questi ultimi si presentano come cedimenti di entita' diversa tra parti contigue della struttura e costituiscono per tale motivo le condizioni di maggiore gravità per la sua sicurezza e conservazione (fig.4 e 5).

In questo contesto,la stima quantitativa dei cedimenti e' funzione delle caratteristiche granolumetriche dei terreni su cui le fondazioni delle opere poggiano,della loro distribuzione areale e delle loro eventuali variazioni di spessore.Tra i litotipi che piu' frequentemente tendono ad innescare processi di cedimento delle strutture si ricordano certamente le argille,specie se caratterizzate da basso grado di consolidazione.

Negli ultimi secoli,l'ampliamento delle aree urbane e lo sviluppo dell'antropizzazione in esse verificatosi,modificando gli equilibri chimico-fisici naturali,hanno avuto un importante impatto anche sullo stato di conservazione dei siti archeologici.L'aumentato fabbisogno idrico,sia per scopi civili che industriali,ha determinato un aumento dei prelievi dalle falde sotterranee,con un conseguente approfondimento generalizzato delle superfici freatiche delle aree ad alta densita' antropica.L'abbassamento dei livelli di falda,se associato a particolari condizioni geologiche,puo' favorire fenomeni di subsistenza (sprofondamento verticale),che oggi sono riconoscibili in molte citta'.In alcuni casi,questi processi costituiscono un fattore di rischio per il patrimonio archeologico.Nel contesto italiano,esempi degni di nota sono rappresentati dal centro storico di Como,sul quale incombe il costante rischio di tracimazione del lago,e dal caso della città di Venezia,nella quale buona parte delle opere di interesse storico ed artistico si trova minacciata dall "acqua alta",fenomeno amplificato dallo sprofondamento del territorio urbano.Gli abbassamenti delle superfici di falda possono incidere sfavorevolmente anche sullo stato di preservazione delle fondazioni in legno di antiche costruzioni.I pali in legno hanno la caratteristica di conservarsi in maniera relativamente integra fino a quando permangono sommersi in acqua;con l'abbassamento della falda,essi vanno incontro a processi di rapido deterioramento,ad opera di batteri aerobici.Il centro storico della citta' di Stoccolma costituisce un chiaro esempio di questo tipo di fenomenologia:molti dei dissesti sviluppatisi in gran parte degli edifici storici sono ad essa riconducibili.

Per ultimo,occorre precisare come l'antropizzazione sia una delle cause principali dell'inquinamento delle acque superficiali e sotterranee,che possono cosi' subire un incremento del loro grado di aggressivita' nei confronti di reperti e manufatti con cui vengono in contatto.

Gli argomenti e gli spunti trattati in questo spazio costituiscono solo alcune delle opportunita' offerte dall'intercorrelazione tra geologia e ricerca archeologica di cui si avvale la speleologia in cavita' artificiali per lo studio e la conseguente interpretazione delle opere ipogee.  

DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Fig.1 Deviazioni del corso di pianura del fiume Astatico,secondo L.Milani.

a-corsi d'acqua dell'epoca preistorica;

b- " " " etrusco-romana;

c- " " " del Medio-Evo;

d- " " " attuali  

Fig.2 Variazioni di un tratto meandriforme del corso dell'Adda tra il 1894 ed il 1939.  

Il limite di provincia (croci e punti) contrassegna i corsi anteriori.  

Fig.3 Legeg di Stenone:B e' piu' vecchio di C,ma ma piu' giovane di A.