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Una conseguenza estremamente utile della vicinanza dell'astenosfera, (la parte fluida e calda immediatamente al di sotto della crosta terrestre) è la formazione di acque termali calde. In Italia esistono molti esempi di acque termali, per citarne solo alcuni si pensi alla sorgente che si trova sulla piazza di Aqui Terme, in Piemonte, chiamata appunto “La Bollente” a causa della sua elevata temperatura. Si ricordi le terme di Caracalla, famose fin dal tempo dei Romani. In Friuli esiste lo stabilimento termale di Arta Terme, in Carnia.

Le acque termali sono abbastanza diffuse proprio in quelle località dove il rischio sismico è elevato. Evidentemente la sottigliezza della crosta terrestre in quei punti comporta la possibilità che l'acqua, o meglio che alcune falde acquifere, possano trovarsi in corrispondenza di strati di roccia impermeabile calda. La falde acquifere si formano grazie alla proprietà naturale del terreno e della roccia di essere permeabili, quindi di filtrare l'acqua durante la sua discesa in profondità e di purificarla dalle particelle sospese catturate in superficie, ovvero di disciogliere in essa determinati tipi di sali o gas solubili. Maggiore è la profondità di captazione, maggiore è la probabilità di purezza dell'acqua.

Fig. 13 – Le falde freatiche

La superficie terrestre è composta da vari tipi di roccia. Spesso in zone superficiali esistono strati di roccia permeabile, (a) cioè in cui l'acqua può penetrare. L'acqua piovana quindi, penetra in profondità fino ad incontrare uno strato di roccia impermeabile (b). A questo punto si formano delle sacche di acqua che possono contribuire a mantenere elevato il livello di laghi alimentati da questo sistema.

Immagine originale tratta da:

I regni della Vita – La Terra – Mondadori

 

La discesa dell'acqua all'interno del terreno o della roccia permeabile continua fino al momento in cui vi trova uno strato di argilla o di roccia compatta non permeabile, come ad esempio le marne costituite da argilla solidificata, o rocce compatte granitiche o basaltiche frutto di antiche eruzioni vulcaniche. Può capitare che a profondità relativamente limitate, le falde acquifere raggiungano una zona in cui l'azione riscaldante dell'astenosfera, o meglio di una corrente più calda di essa, abbia fatto in modo di sciogliere parte della crosta terrestre provocando una specie di canale caldo situato in direzione della superficie. In queste condizioni l'acqua si riscalda fortemente, ma a causa delle forti pressioni cui è sottoposta non si trasforma immediatamente in vapore, ma mantiene le sue originarie caratteristiche di liquidità. Allorquando però trova una strada in direzione della superficie o una sonda la raggiunge, la pressione la spinge verso l'uscita e mano a mano che l'acqua sale, la pressione diminuisce permettendo all'acqua di bollire e quindi di trasformarsi in vapore. Raggiunta la superficie, analogamente ai fenomeni vulcanici, la miscela di acqua e vapore ne fuoriesce con grande violenza. La possibilità di utilizzare queste emissioni, talvolta ricche di sali, a causa della presenza di rocce di diversa costituzione e soprattutto solubili, durante il percorso, ha da sempre incuriosito l'uomo. In Italia un ottimo esempio è formato dai Soffioni Boraciferi presenti in Toscana, dove già alla fine dell'800 si erano costituiti dei sistemi per convertire l'energia geotermica in elettricità e per il riscaldamento degli edifici.

Se la temperatura della roccia che ha raggiunto la falda freatica è limitata, la pressione derivante è naturalmente minore e la sorgente diventa termale.

Le acque termali si diversificano per la diversa composizione chimica. In esse sono disciolti sali minerali aventi proprietà terapeutiche, spesso hanno contenuti sulfurei, da ciò il caratteristico odore di uova marce. In altri casi le acque termali hanno addirittura la caratteristica di una relativa radioattività. Accade quando nell'acqua vi è disciolta una piccola quantità di Radon, il famoso gas radioattivo molto diffuso in Italia e in Friuli. Un esempio di stabilimento termale con acqua di questi tipo è quello di Bad Kleinchircheim, in Austria. Le sue acque si dice, possiedono buone qualità terapeutiche nei confronti della pelle.

Tipico esempio dell'utilizzo di acque termali calde è naturalmente l'Islanda, un territorio con interessanti presenze vulcaniche, che ha dovuto affrontare recentemente anche una notevole sfida con uno di essi. Improvvisamente attivo al di sotto di un ghiacciaio, un vulcano islandese ha provocato una inondazione a causa dello scioglimento del ghiacciaio stesso, che ha distrutto diversi ponti e strade. La capacità previsionale degli studiosi e il tempestivo intervento umano, ha consentito di limitare gli effetti di questo disastroso fenomeno.

L'Islanda è un paese che sfrutta intensamente le sorgenti di acqua calda presenti, mediante il riscaldamento di intere città e la produzione di energia elettrica, ma uno degli effetti più spettacolari dell'Islanda sono i geiser.

I geiser sono costituiti da pozzi naturali che raggiungono profondità elevate all'interno del sottosuolo e che si riempiono d'acqua grazie alle sorgenti superficiali o alle acque piovane.

L'acqua si accumula all'interno dei pozzi, ma nelle parti più basse di questi la temperatura della roccia circostante è alquanto elevata, ciò riscalda violentemente l'acqua, la quale si espande rapidamente raggiungendo temperature elevate. In modo analogo ai soffioni toscani, l'acqua si mantiene allo stato liquido fino a quando non raggiunge una determinata soglia di calore, quindi la sua espansione aumenta velocemente e si converte in vapore acqueo. A questo punto è in grado di sparare l'acqua relativamente più fredda presente nelle zone più vicine alla superficie verso l'alto, provocando i caratteristici soffi di vapore e acqua calda tipici dei geiser.

 

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