Condividi

Un sistema carsico tra Lazio e Campania alimenta sorgenti con portate fino a 23.000 litri al secondo. La ricerca di Saroli, Lancia e Petitta ricostruisce i percorsi sotterranei e aggiorna le stime sulla disponibilità idrica dell’area

La piana di Cassino, crocevia delle acque sotterranee appenniniche

La piana di Cassino, bacino intermontano al confine tra Lazio e Campania, è uno dei punti di convergenza più importanti delle acque sotterranee dell’Appennino centro-meridionale. Qui i massicci carbonatici circostanti — formati da calcari e dolomie mesozoiche — raccolgono le precipitazioni, le convogliano in profondità e le restituiscono in superficie attraverso grandi sorgenti.

Le sorgenti del Gari e della Peccia sono i principali recapiti di questo sistema. Le loro portate possono raggiungere complessivamente 23.000 litri al secondo, un volume che testimonia la vastità e la complessità degli acquiferi carsici che le alimentano.

La geologia controlla il flusso: pieghe, faglie e barriere sotterranee

Uno studio pubblicato nel 2019 sull’Hydrogeology Journal da Maurizio Saroli, Marco Lancia e Marco Petitta ha ricostruito in dettaglio i meccanismi che governano questo sistema. La ricerca mostra che il percorso dell’acqua nel sottosuolo non è casuale.

La struttura tettonica dell’area — dominata da sovrascorrimenti (thrust faults), pieghe e strati a bassa permeabilità — crea una rete di corridoi e barriere invisibili che indirizza i flussi idrici su distanze di decine di chilometri. Le faglie possono aprire vie preferenziali alla circolazione idrica, oppure bloccarla del tutto quando sono riempite da materiali impermeabili. Le pieghe concentrano la fratturazione favorendo l’infiltrazione o convogliano l’acqua verso fondovalle.

Comprendere questa “geografia sotterranea” è indispensabile per stimare con precisione quanta acqua è disponibile nel sistema.

Un nuovo modello concettuale per superare le contraddizioni

Prima di questo studio, la letteratura scientifica sull’area presentava due modelli idrogeologici concorrenti: uno basato su misure di portata e dati di pozzo, l’altro derivato dall’analisi strutturale delle rocce affioranti. I due approcci davano risultati difficilmente conciliabili.

La ricerca di Saroli, Lancia e Petitta ha proposto un modello concettuale integrato, che mette insieme le evidenze quantitative con quelle strutturali. Il risultato è una ridefinizione del bilancio idrogeologico regionale: la ripartizione delle acque tra i diversi bacini e le sorgenti era stimata in modo parziale dai modelli precedenti.

Dalle montagne all’acquedotto: l’importanza strategica delle sorgenti

Le acque che emergono nella piana di Cassino non sono solo un dato scientifico. Le sorgenti del Gari e della Peccia sono collegate all’Acquedotto Campania Occidentale, che rifornisce Napoli e il suo hinterland. La gestione di queste risorse ha quindi una ricaduta diretta sulla disponibilità di acqua potabile per milioni di persone.

In Italia, gli acquiferi carsici forniscono circa il 40% dell’acqua potabile nazionale. La piana di Cassino rappresenta uno dei nodi più rilevanti di questo sistema.

Siccità, prelievi e cambiamento climatico: le sfide future

Lo studio non si limita a descrivere il sistema attuale. Ridefinire il bilancio idrogeologico regionale significa anche capire come le sorgenti reagirebbero a scenari futuri di siccità prolungata o di aumento dei prelievi.

Negli acquiferi carsici, la risposta alle sollecitazioni esterne è spesso non lineare. Le portate possono diminuire rapidamente durante i periodi di siccità e recuperare altrettanto velocemente dopo le piogge, ma i margini di sicurezza dipendono dalla quantità di acqua immagazzinata nel sistema profondo. Una stima errata del bilancio può portare a prelievi insostenibili e a crisi idriche difficili da prevedere.

La ricerca di Saroli, Lancia e Petitta fornisce una base più solida per affrontare queste domande, utile anche per la pianificazione delle risorse idriche in un contesto di cambiamenti climatici.

Vulnerabilità degli acquiferi carsici: un fattore da non sottovalutare

Un elemento che la ricerca sottolinea indirettamente è la vulnerabilità intrinseca degli acquiferi carsici. A differenza degli acquiferi porosi classici, nei sistemi carsici l’acqua si muove rapidamente attraverso condotti e fratture, senza subire una filtrazione efficace. Gli inquinanti possono raggiungere le sorgenti in poche ore, con conseguenze difficili da mitigare.

Per questo motivo, conoscere i percorsi del flusso sotterraneo non serve solo a quantificare la risorsa, ma anche a proteggerne la qualità, individuando le zone di ricarica più esposte e le aree da tutelare con maggiore attenzione.

L’articolo di Saroli, Lancia e Petitta (2019)

• Inquadramento geologico della piana di Cassino come bacino intermontano appenninico con tettonica a sovrascorrimenti
• Il sistema sorgentizio del Gari e della Peccia con portate fino a 23.000 L/s, e il suo ruolo per l’Acquedotto Campania Occidentale
• La questione dei modelli concettuali contrapposti presenti in letteratura prima del 2019, e come lo studio li riconcilia
• Perché pieghe, faglie e strati impermeabili funzionano sia come corridoi sia come barriere per le acque sotterranee
• Il bilancio idrogeologico regionale e le sue implicazioni per la gestione in periodo di siccità o cambiamento climatico
• Vulnerabilità degli acquiferi carsici e connessione con la fornitura del ~40% dell’acqua potabile italiana
• 8 domande di autoverifica (brevi e argomentative) e flashcard di sintesi pronte per la ripetizione rapida

Guida di Studio – La Piana di Cassino: Geologia e Idrogeologia dei Grandi Acquiferi Carsici

Fonte principale: Saroli, M., Lancia, M. & Petitta, M. The geology and hydrogeology of the Cassino plain (central Apennines, Italy): redefining the regional groundwater balance. Hydrogeol J 27, 1563–1579 (2019). https://doi.org/10.1007/s10040-019-01953-w (Licenza CC BY 4.0)

1. Inquadramento geografico e geologico

La piana di Cassino è un bacino intermontano quaternario dell’Appennino centro-meridionale italiano, collocato al confine tra Lazio e Campania. È circondata da massicci carbonatici (calcari e dolomie mesozoiche) che formano bacini idrogeologici carsici di grandi dimensioni.[1][2]

La struttura geologica dell’area è dominata dalla tettonica a sovrascorrimenti (thrust tectonics) della catena appenninica, con pieghe e faglie che hanno sovrapposto diversi corpi carbonatici, creando un assetto complesso nel sottosuolo. Strati poco permeabili intercalati fungono da barriere idrogeologiche che separano e guidano i flussi sotterranei.[1]

Concetti chiave da memorizzare

2. Il sistema idrogeologico: le sorgenti del Gari e della Peccia

Le sorgenti del Gari e della Peccia sono i principali recapiti delle acque sotterranee nella piana di Cassino. Costituiscono uno dei sistemi sorgentizi più importanti d’Italia per volumi erogati.[2][1]

• Portata totale: fino a 23.000 L/s (23 m³/s)[1]
• Le acque provengono da acquiferi carsici montani estesi nelle aree circostanti
• I percorsi sotterranei sono guidati da pieghe, faglie e livelli impermeabili che funzionano come corridoi e barriere nel sottosuolo[1]
• L’area è oggetto di studi idrogeologici sin dagli anni ’70, anche per l’importanza strategica dell’Acquedotto Campania Occidentale, che alimenta Napoli e il suo hinterland[1]

Schema del percorso dell’acqua (da ricordare)

Precipitazioni ? Infiltrazione nelle rocce carbonatiche montane
     ?
Circolazione guidata da pieghe, faglie e strati impermeabili
     ?
Convergenza nella piana di Cassino (zona di recapito)
     ?
Emergenza nelle sorgenti del Gari e della Peccia (fino a 23.000 L/s)

3. Il problema del modello concettuale

Prima dello studio del 2019, in letteratura esistevano due modelli concettuali contrapposti:[1]

1. Modello quantitativo-idrogeologico: basato su misure di portata e dati di pozzo
2. Modello da rilevamento sul campo (fieldwork): basato sull’analisi strutturale delle rocce

Lo studio di Saroli, Lancia e Petitta ha proposto un nuovo modello concettuale che integra entrambi gli approcci, riconoscendo il ruolo fondamentale della tettonica a sovrascorrimenti nel controllare le idrostrutture (= corpi idrogeologici delimitati da barriere geologiche) e i percorsi del flusso sotterraneo.[1]

Concetto chiave per l’esame: Una singola area può avere più modelli idrogeologici concorrenti. Il progresso scientifico consiste nell’integrare dati quantitativi e strutturali per costruire un modello più accurato.

4. Perché la struttura geologica controlla il flusso idrico

Negli acquiferi carbonatici appenninici, faglie, pieghe e litologie impermeabili non sono solo caratteristiche passive: determinano attivamente dove l’acqua scorre, dove si accumula e da dove emerge.[3][1]

• Le faglie possono creare sia condotti preferenziali (se aperte e fratturate) sia barriere (se riempite da materiale impermeabile)
• Le pieghe anticlinali concentrano la fratturazione nella parte sommitale, favorendo la percolazione
• Le pieghe sinclinali possono raccogliere l’acqua e convogliarla verso i fondovalle
• I sovrascorrimenti giustappongono rocce di permeabilità diversa, creando interfacce idrogeologiche critiche[1]

Studi analoghi su altri acquiferi carbonatici appenninici confermano che la distribuzione della ricarica e la direzione del flusso dipendono in modo determinante dall’assetto strutturale.[3]

5. Bilancio idrogeologico regionale e gestione della risorsa

Il concetto di bilancio idrogeologico è centrale nello studio: si tratta di quantificare quanta acqua entra nel sistema (ricarica da pioggia e neve), quanta circola e quanta emerge nelle sorgenti.[1]

Capire la “geografia invisibile” del sottosuolo è essenziale per:

• Stimare la disponibilità effettiva di acqua nel lungo periodo
• Prevedere la risposta delle sorgenti a periodi di siccità prolungata
• Valutare la sostenibilità dei prelievi per uso potabile, agricolo e industriale
• Adattarsi ai cambiamenti climatici, che possono ridurre la ricarica degli acquiferi

La variazione delle portate sorgive in relazione ai prelievi e alla siccità è una delle questioni più urgenti per la gestione idrica in Italia, dato che gli acquiferi carsici forniscono circa il 40% dell’acqua potabile nazionale.[4][5]

6. Vulnerabilità e rischi degli acquiferi carsici

Gli acquiferi carsici come quelli della piana di Cassino presentano caratteristiche di vulnerabilità specifiche:

• Scarso potere autodepurante: le sostanze inquinanti si trasferiscono rapidamente senza filtrazione efficace
• Alta velocità di flusso: in presenza di condotti carsici, l’acqua può percorrere chilometri in poche ore
• Bacini di alimentazione estesi: l’area di ricarica può non coincidere con la zona di emergenza, rendendo difficile la tutela

Il patrimonio idrico carsico italiano è stimato in circa 410 milioni di metri cubi/anno, un valore che rende queste risorse strategiche per l’approvvigionamento urbano di grandi centri come Roma e Napoli.[6][4]

7. Domande di autoverifica

Domande a risposta breve:

1. Che cosa si intende per “idrostruttura” e come viene delimitata in un acquifero carsico appenninico?
2. Perché la tettonica a sovrascorrimenti complica la ricostruzione del bilancio idrogeologico nella piana di Cassino?
3. Quali sono le due sorgenti principali della piana di Cassino e qual è la loro portata massima complessiva?
4. Per quale motivo esistevano due modelli concettuali contrastanti prima dello studio del 2019?
5. Come possono le faglie funzionare sia come corridoi sia come barriere per le acque sotterranee?

Domande a risposta ampia:

6. Spiega il percorso dell’acqua dall’infiltrazione nelle montagne circostanti alla sua emergenza nelle sorgenti della piana di Cassino, indicando i fattori geologici che lo guidano.
7. Quali implicazioni pratiche ha la ridefinizione del bilancio idrogeologico regionale per la gestione dell’acqua potabile in un contesto di cambiamenti climatici?
8. Confronta la vulnerabilità di un acquifero carsico con quella di un acquifero poroso classico (sabbie e ghiaie), evidenziando le differenze nella velocità di flusso e nella capacità autodepurante.

8. Flashcard di sintesi

9. Connessioni con temi più ampi

Lo studio della piana di Cassino si inserisce in un quadro più ampio di ricerca sugli acquiferi carbonatici italiani:[7][2]

• I tracciamenti idrogeologici (uso di traccianti colorati o chimici) sono strumenti fondamentali per ricostruire i percorsi sotterranei reali[8]
• La conduttività idraulica dei mezzi carsici fratturati varia di molti ordini di grandezza e deve essere calibrata a scala locale e regionale[2]
• Le anomalie geochimiche legate a faglie attive possono modificare la chimica delle acque sorgive, rendendo necessario un monitoraggio integrato[7]
• I cambiamenti climatici e la siccità crescente rendono urgente la revisione dei bilanci idrogeologici per una gestione sostenibile delle risorse[9][5]

Note bibliografiche e fonti consultate

• Saroli, M., Lancia, M. & Petitta, M. (2019). The geology and hydrogeology of the Cassino plain (central Apennines, Italy): redefining the regional groundwater balance. Hydrogeology Journal, 27, 1563–1579. https://doi.org/10.1007/s10040-019-01953-w — Articolo distribuito con Licenza Creative Commons Attribution 4.0 International
• Hindawi – Geofluids (2018). A Double Scale Methodology to Investigate Flow in Karst Fractured Media via Numerical Analysis: The Cassino Plain Case Study. https://www.hindawi.com/journals/geofluids/2018/2937105/
• MDPI – Water (2022). A Stepwise Modelling Approach to Identifying Structural Features That Control Groundwater Flow in a Folded Carbonate Aquifer System. https://www.mdpi.com/2073-4441/14/16/2475
• MDPI – Water (2020). Hydrogeochemical Characters of Karst Aquifers in Central Italy and Relationship with Neotectonics. https://www.mdpi.com/2073-4441/12/7/1926
• Scintilena – Le acque di origine carsica: una risorsa strategica da tutelare. https://www.scintilena.com/le-acque-di-origine-carsica-una-risorsa-strategica-da-tutelare/08/27/
• Scintilena – Acquiferi carsici in Italia: una risorsa idrica strategica da tutelare. https://www.scintilena.com/acquiferi-carsici-in-italia-una-risorsa-idrica-strategica-da-tutelare/06/05/
• Scintilena – Convegno sugli acquiferi carsici a Seravezza. https://www.scintilena.com/convegno-sugli-acquiferi-carsici-a-seravezza-un-bene-da-salvaguardare/11/11/

L'articolo Le acque invisibili della piana di Cassino: uno studio ridefinisce il bilancio idrogeologico regionale proviene da Scintilena.