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Due grotte della Puglia come laboratori naturali per capire i meccanismi profondi delle acque sotterranee carsiche

Il carsismo pugliese: un acquifero strategico sotto pressione

La Puglia è una delle regioni italiane con la maggiore dipendenza dalle acque sotterranee. La struttura geologica della regione è dominata dalla Piattaforma Carbonatica Apula Mesozoica, calcari e dolomie del Cretacico spessi fino a 3.000 metri, che ospitano un acquifero carsico regionale di importanza strategica per usi civili, agricoli e industriali. Le acque superficiali sono praticamente assenti: la pioggia si infiltra rapidamente attraverso fratture e inghiottitoi, raggiungendo direttamente la falda profonda senza alcuna filtrazione naturale significativa.[1]

Questo sistema è esposto a due minacce principali. La prima è la contaminazione chimica e microbiologica da superficie: sostanze inquinanti come pesticidi, fertilizzanti e scarichi industriali possono raggiungere la falda in tempi brevissimi, senza barriere naturali efficaci. La seconda è l’intrusione marina, in particolare nelle aree costiere del Salento e delle Murge, dove un prelievo eccessivo dai pozzi provoca l’avanzamento del cuneo salino e la perdita di acqua idonea al consumo.[2][3]

Lo studio: due grotte come finestre sulla falda

Uno studio pubblicato nel 2023 da Isabella Serena Liso, Claudia Cherubini e Mario Parise dell’Università degli Studi di Bari Aldo Moro affronta questi problemi con un approccio diretto e innovativo. Il contributo, intitolato Hydrogeological Characterization and Modeling at Two Test Sites of the Apulian Karst (Southern Italy), è apparso negli atti della conferenza internazionale EuroKarst 2022 di Málaga, nella collana Springer Advances in the Hydrogeology of Karst and Carbonate Reservoirs (pp. 101–106, DOI: 10.1007/978-3-031-16879-6_15).[4]

I ricercatori hanno selezionato due siti-test con una caratteristica comune rara: sono le uniche due grotte pugliesi dove gli speleologi hanno raggiunto fisicamente la tavola d’acqua profonda, trasformandole in laboratori naturali a scala regionale.[1]

I due siti: Grave Rotolo e Vora Bosco

Il primo sito è l’Inghiottitoio di Grave Rotolo (catasto PU 355), nel territorio di Monopoli, sul fondo del polje carsico del Canale di Pirro. La grotta era conosciuta come una cavità di dimensioni ridotte finché, nel maggio 2012, gli speleologi del GASP di Gioia del Colle avviarono la disostruzione dell’imbocco, rivelando un sistema di proporzioni notevoli. Le esplorazioni successive hanno documentato una profondità di -324 m, rendendola la grotta più profonda della Puglia. Il fondo allagato è un lago di 48 m di profondità: là si trova la falda, a circa 260 m sotto la superficie topografica.[5][6][7][1]

Il secondo sito è Vora Bosco (catasto PU 1613), nei pressi di Noha, frazione di Galatina (Lecce), nel cuore del Salento. Si tratta della cavità carsica più profonda del Salento leccese. La struttura si sviluppa verticalmente attraverso i depositi quaternari e le calcareniti fino ai calcari cretacei, dove la falda è raggiunta a circa -60 m dalla superficie. La minore profondità riflette l’architettura idrogeologica del Salento, dove la tavola d’acqua è molto più vicina alla superficie rispetto alle Murge.[8][1] Caratteristica Masseria Rotolo Vora Bosco Ubicazione Monopoli (BA) – Murge Galatina (LE) – Salento Profondità della falda ~260 m ~60 m Profondità esplorata -324 m Livello freatico Contesto geomorfologico Polje del Canale di Pirro Fessura W-E in pianura

La metodologia: monitoraggio diretto e analisi integrate

La caratterizzazione idrogeologica dei due siti si basa su un approccio multidisciplinare. I ricercatori hanno installato nelle grotte sonde multiparametriche direttamente al di sotto della tavola d’acqua, per il monitoraggio in continuo di temperatura, conducibilità elettrica e livello idrico, correlati con i dati pluviometrici delle stazioni vicine.[1]

A questi dati si aggiungono analisi chimico-microbiologiche sulle acque campionate nelle grotte, la raccolta di dati geologici e geomeccanici sulle successioni stratigrafiche, e campionamenti di stigofauna — la fauna acquatica ipogea — utilizzata come indicatore biologico della qualità delle acque sotterranee. La Puglia ospita una delle stigofaune più ricche d’Europa: nel solo territorio di Castro (LE) sono state censite 40 specie, un primato continentale.[9][4]

Il nodo della modellazione: oltre la legge di Darcy

La parte più innovativa dello studio riguarda la modellazione del flusso idrico. I modelli tradizionali trattano l’acquifero carsico come un mezzo poroso omogeneo (approccio EPM, Equivalent Porous Medium), applicando la legge di Darcy, che descrive il flusso laminare. Questo approccio è inadeguato per gli acquiferi carsici, dove coesistono tre regimi distinti: flusso lentissimo nella matrice rocciosa, flusso laminare nelle fratture, e flusso turbolento nei condotti carsici. Nei condotti, i numeri di Reynolds sono elevati e la legge di Darcy non è applicabile.[10][11][1]

Liso, Cherubini e Parise propongono un modello ibrido che unisce le equazioni del flusso laminare in fratture a geometria di piastra piana rugosa con la simulazione del flusso turbolento nei condotti, implementata in ambiente MODFLOW. Questo approccio a doppia permeabilità avvicina la simulazione matematica alla realtà fisica dell’acquifero, con benefici diretti sulla stima corretta dei tempi di transito dei contaminanti e sulla valutazione del rischio idrogeologico.[4]

Ricadute pratiche per la gestione del territorio

Una modellazione più precisa dell’acquifero carsico pugliese non è solo un risultato accademico. Consente alle autorità di definire con maggiore accuratezza le zone di salvaguardia dei pozzi idropotabili, di pianificare le misure di tutela delle aree di ricarica, e di valutare i rischi connessi alla formazione di sinkholes — un fenomeno frequente e pericoloso in Puglia, con episodi documentati sia in aree agricole che urbane. Consente anche di simulare gli effetti del cambiamento climatico sull’acquifero, in termini di riduzione della ricarica e di avanzamento del cuneo salino lungo le coste.[12][13]

L’approccio metodologico è trasferibile ad altri contesti carsici del Mediterraneo, dove gli acquiferi carbonatici costituiscono la principale risorsa idrica per milioni di persone.[1]

EuroKarst 2022: la vetrina internazionale

La conferenza EuroKarst è il principale appuntamento europeo biennale sull’idrogeologia del carso. L’edizione 2022 si è tenuta a Málaga dal 22 al 25 giugno, organizzata dall’Università di Málaga (CEHIUMA) con il supporto dell’Associazione Internazionale degli Idrogeologi (IAH). Gli atti sono pubblicati da Springer nella collana dedicata all’idrogeologia dei sistemi carsici e dei serbatoi carbonatici.[14][15][16]

Fonti e riferimenti

• Liso, I. S., Cherubini, C., & Parise, M. (2023). Hydrogeological Characterization and Modeling at Two Test Sites of the Apulian Karst (Southern Italy). In EuroKarst 2022, Málaga, pp. 101–106. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16879-6_15
• Liso, I. S., Loiotine, L., Andriani, G. F. M., & Parise, M. (2019). Apulian caves as natural hydrogeological laboratories. Italian Journal of Engineering Geology and Environment. https://rosa.uniroma1.it/rosa02/engineering_geology_environment/article/view/1145
• Cherubini, C. et al. (2018). Numerical modeling of flow and transport in the Bari industrial area (Apulia, SE Italy). Hydrology and Earth System Sciences. https://hess.copernicus.org/articles/22/5211/2018/
• Parise, M. (2004). Sinkhole genesis and evolution in Apulia, and their interrelations with the anthropogenic environment. Natural Hazards and Earth System Sciences. https://nhess.copernicus.org/articles/4/747/2004/
• De Waele, J., et al. (2018). Surface landforms and speleological investigation for a better understanding of karst hydrogeological processes. Geological Society, London. https://www.lyellcollection.org/doi/abs/10.1144/sp466.25
• Andriani, G. F. M., et al. (2023). An Integrated Geophysical and UAV Survey for Cave Detection: The Gravaglione Site, Canale di Pirro Polje, Apulia. Remote Sensing. https://www.mdpi.com/2072-4292/15/15/3820
• Scintilena – L’Acquifero Carsico Pugliese sotto la Lente. https://www.scintilena.com/lacquifero/03/21/
• Scintilena – Biodiversità stigofaunistica record nelle grotte del Salento. https://www.scintilena.com/castro-le-biodiversita-stigofaunistica-record-nelle-grotte-del-salento/06/09/
• Wikipedia – Grotta Rotolo. https://it.wikipedia.org/wiki/Grotta_Rotolo
• EuroKarst 2022 – IAH. https://iah.org/events/eurokarst-2022
• Hoepli – Volume EuroKarst 2022, Málaga (Springer). https://www.hoepli.it/libro/eurokarst-2022-mlaga/9783031168789.html
• CAIGIOIADELCOLLE – Gli speleologi del GASP esplorano la grotta Rotolo. https://www.caigioiadelcolle.it/blog/2018/07/15-luglio-2018-gli-speleologi-del-gruppo-gasp-esplorano-la-grotta-rotolo/
• Gruppo Speleologico Tricase – Vora Bosco, Noha. https://www.gruppospeleotricase.it/vora-bosco-noha/

Fonti
[1] Apulian caves as natural hydrogeological laboratories https://rosa.uniroma1.it/rosa02/engineering_geology_environment/article/view/1145
[2] L’evoluzione dell’inquinamento salino delle acque sotterranee della … https://www.academia.edu/1361281/Levoluzione_dellinquinamento_salino_delle_acque_sotterranee_della_Murgia_e_del_Salento
[3] [PDF] BOSSEA MMXIII – Comitato Scientifico Centrale https://csc.cai.it/wp-content/uploads/2017/08/14_FidelibusSpecchio_Acquifero-carsico-costiero-del-Salento.pdf
[4] L’Acquifero Carsico Pugliese sotto la Lente – Scintilena https://www.scintilena.com/lacquifero/03/21/
[5] Grotta Rotolo – Wikipedia https://it.wikipedia.org/wiki/Grotta_Rotolo
[6] La grotta Rotolo è un abisso «La più profonda di Puglia https://www.lagazzettadelmezzogiorno.it/news/puglia/455979/la-grotta-rotolo-e-un-abisso-la-piu-profonda-di-puglia-a312-m-altri-grandi-ipogei.html
[7] Gli speleologi del gruppo GASP! esplorano la grotta “Rotolo” https://www.caigioiadelcolle.it/blog/2018/07/15-luglio-2018-gli-speleologi-del-gruppo-gasp-esplorano-la-grotta-rotolo/
[8] Vora Bosco, Noha – GST https://www.gruppospeleotricase.it/vora-bosco-noha/
[9] Biodiversità stigofaunistica record nelle grotte del Salento https://www.scintilena.com/castro-le-biodiversita-stigofaunistica-record-nelle-grotte-del-salento/06/09/
[10] Numerical modeling of flow and transport in the Bari … https://hess.copernicus.org/articles/22/5211/2018/
[11] Review: Groundwater flow and transport modeling of karst … https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3640320/
[12] Sinkhole genesis and evolution in Apulia, and their interrelations with the anthropogenic environment https://nhess.copernicus.org/articles/4/747/2004/
[13] Italy, Genoa, September 29th / October 1st https://www.operaipogea.it/wp-content/uploads/1995/05/8-LISO_PARISE-Mario_Hypo2023_p.57-64.pdf
[14] Eurokarst 2022 – IAH https://iah.org/events/eurokarst-2022
[15] Eurokarst 2022 – The European Conference on Karst … https://cehiuma-eventos.adabyron.uma.es/event/1/
[16] Past editions https://www.eurokarst.org/past/
[17] 01-Introduzione-alla-speleologia.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/86d36e7b-fb33-423c-9ed5-5859bb837351/01-Introduzione-alla-speleologia.ppt.txt
[18] 02-Evoluzione-speleo-italia.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/35124a74-892b-451f-9c91-aa405245406d/02-Evoluzione-speleo-italia.ppt.txt
[19] 03-Speleologia-e-ricerca-scientifica.ppt.txt https://ppl-ai-file-upload.s3.amazonaws.com/web/direct-files/collection_08c39ce1-fb5a-4696-a8a1-73d261c2e891/2e8b1d27-c01e-4793-9b8a-e405da6de545/03-Speleologia-e-ricerca-scientifica.ppt.txt

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