martedì 18 settembre 2012

Piana di Marea o Piana Tidale

 

Piana di marea (o piana tidale) sviluppata all'interno di una baia, alle spalle del cordone litorale che la delimita rispetto al mare aperto. Nuova Zelanda (Isola Meridionale). Si distinguono tutte e tre le zone tipiche di una piana di marea: sopratidale (la striscia emersa di colore verde colonizzata dalla vegetazione alle spalle del cordone litorale); intertidale (tra i livelli di bassa e alta marea, in cui si sviluppano per la maggior parte i canali scavati dal flusso e riflusso mareale); subtidale (stabilmente sommersa; l'area a bassa profondità con morfologia tabulare verso l'interno della baia, di colore bluastro nella fotografia).
In sedimentologia, si definisce piana di marea o piana tidale un ambiente sedimentario in cui la sedimentazione è controllata dal flusso e riflusso della marea. Le piane di marea si sviluppano lungo coste basse, a debole inclinazione, con elevata escursione di marea, nelle quali quindi l'innalzamento e l'abbassamento del livello marino comporta sommersione ed esposizione ciclica di ampie estensioni di territorio.
Schema generale di una piana di marea, con l'indicazione dei principali ambienti e subambienti. Si nota la tipica configurazione dei canali tidali (o canali di marea), fortemente ramificati e a meandri. Nel caso illustrato, la piana di marea è protetta verso mare da un cordone litorale, e abbiamo lo sviluppo di una laguna comunicante con il mare attraverso una bocca, in corrispondenza della quale si sviluppa un delta tidale (o delta mareale), sviluppato sia verso terra che verso mare. In molti altri casi, quando il moto ondoso e le correnti costiere sono poco attivi, la piana passa direttamente a mare aperto.
Oltre che un basso gradiente geografico ed un’alta escursione mareale, condizioni essenziali per lo sviluppo di una piana di marea sono la disponibilità di sedimento ed una energia ridotta del moto ondoso (in caso contrario i sedimenti sarebbero rielaborati o trasportati altrove dall'azione delle onde e delle correnti costiere). Le piane di marea di sviluppano parallelamente alla linea di costa, spesso protette verso mare da un cordone litorale, mentre verso terra passano ad ambienti continentali di vario tipo a seconda del clima e della configurazione topografica (pianura alluvionale, deserto).
I sedimenti di piana di marea costituiscono dei prismi di sedimento a forma di cuneo, che tendono a chiudersi verso terra, in cui i sedimenti sono sempre più fini verso l’interno, a causa della diminuzione dell’energia delle correnti di marea. L’aspetto più caratteristico di questi ambienti è dato dallo sviluppo di canali di marea, percorsi dal flusso e riflusso della marea che dà luogo a correnti con velocità fino a 150 centimetri al secondo e capacità erosiva e di trasporto notevole.
Piane di marea possono svilupparsi anche nelle zone più interne di lagune o nelle aree interdistributarie di delta fluviali, o ancora nelle aree interne di piattaforme carbonatiche.

La sedimentazione in questi ambienti può essere di due tipi fondamentali:
  • terrigena: sviluppata a tutte le latitudini e controllata solo dai processi fisici in atto, dalla disponibilità di sedimento e da fattori geomorfologici;
  • carbonatica: sviluppata in climi caldi (tropico-equatoriali), sia aridi che umidi, e caratterizzata da una elevata produttività in loco di materiale carbonatico di origine sia biotica che abiotica.
In generale, le aree di piana di marea si suddividono in tre zone, definite dall’escursione tra il livello medio di alta marea e il livello medio di bassa marea:

Zona supratidale

Piana di marea terrigena: tipico aspetto di zona supratidale, con canali di marea, piccoli stagni e aree emerse colonizzate da piante alofile.
Questa zona è al di sopra del livello medio di alta marea, ed è invasa completamente dal mare solo eccezionalmente (maree sigiziali ed equinoziali, mareggiate, precipitazioni eccezionali se in clima umido, piene eccezionali se in ambiente deltizio). E’ influenzata principalmente da processi atmosferici e biologici. Nella sua parte più verso mare, l’area è in genere ancora incisa da canali di marea con il fondo sotto il livello medio di alta marea.
Piana di marea terrigena a Brewster (Massachusetts), che si estende per centinaia di metri in direzione del mare durante la bassa marea. L'allineamento di conchiglie visibile in primo piano indica la linea del livello medio dell'alta marea
Vi si possono formare paludi di acqua salata o salmastra e saline naturali. Le aree sommerse in maniera permanente o semi-permanente sono caratterizzate dai processi e dai caratteri della zona intertidale.

In clima umido vi si instaurano coltri di piante alofile, che possono dare luogo a torbiere. Nelle aree caldo-umide la foresta di mangrovie costituisce la nota dominante, con la ricca fauna correlata. In clima arido, è priva di vegetazione e caratterizzata da depositi salini di origine evaporitica, in forma di croste.
Esempio di suolo poligonale (mud cracks) da disseccamento.
I sedimenti sono prevalentemente fangosi, intensamente bioturbati in clima umido, privi o poveri di tracce di vita organica se in clima arido. Spesso si formano suoli poligonali per il disseccamento temporaneo o prolungato di queste aree, che danno luogo a brecce intraformazionali. Verso mare ci può essere una fascia di accumulo di gusci e conchiglie spiaggiati, che segna il livello medio di alta marea. In clima caldo-arido, nel sottosuolo, si ha la formazione di cristalli e noduli di minerali evaporitici (sali e gesso) precipitati dalle acque sotto la superficie del suolo, la cui crescita causa l'obliterazione di ogni struttura sedimentaria: il risultato sono fanghi caotici, con morfologia mammellonare in superficie.

Zona intertidale

Tipico aspetto della zona intertidale, da una piana di marea a sedimentazione terrigena sulla costa settentrionale della Germania. Notare il canale di marea, percorso dalla corrente di riflusso mareale (il mare è sullo sfondo della fotografia).
Compresa tra i livelli medi di bassa e alta marea, questa zona è generalmente la più estesa di questo ambiente, e costituisce la vera e propria piana di marea, in cui la distribuzione del sedimento è determinata principalmente dalle correnti di marea. Si tratta di un’area pianeggiante e debolmente inclinata verso mare: le maggiori irregolarità (dell’ordine di decimetri o di metri) sono date da canali di marea e dai relativi argini naturali, e da barre tidali (dune di sabbia da corrente tidale). Barre e argini possono costituire aree emerse semi-permanenti, con i processi e i caratteri della zona supratidale.
La piana intertidale può essere prevalentemente fangosa (mud flat) o sabbiosa (sand flat), a seconda della granulometria del sedimento disponibile, ma più frequentemente appare zonata, con le aree più fangose nella zona più interna e nelle aree più lontane dai canali, presso il livello medio di alta marea, mentre le aree sabbiose sono in posizione più esterna (vicino al livello medio di bassa marea), entro i canali e in prossimità di questi. Questa distribuzione dei sedimenti si verifica perché l’energia dei processi mareali è massima in generale verso mare e in corrispondenza degli assi dei canali di marea, e tende a diminuire verso l'interno della piana e allontanandosi dai canali stessi.
Bioturbazione su sedimenti fangosi di piana intertidale (Germania settentrionale).
I canali di marea, scavati dalle correnti mareali, solcano tutta la piana e penetrano nella zona supratidale formando reticoli molto complessi, intrecciati e a meandri. Generalmente, più è fine il sedimento, più è elevata la sinuosità dei canali, mentre in piane sabbiose i canali tendono ad essere poco sinuosi e più ramificati che intrecciati. La presenza di piante alofite (come, in clima caldo-umido, le mangrovie), contribuisce a stabilizzare i sedimenti e le configurazioni dei canali di marea. Gli argini naturali sono prodotti dalla tracimazione e dall'accumulo di sedimento fine oltre l'alveo del canale, durante le maree più pronunciate e le mareggiate, e si situano prevalentemente nella parte concava (esterna) dei meandri, dove la velocità della corrente è maggiore.
Bioturbazione da vermi su sedimenti sabbiosi fini di piana intertidale (Irlanda).
 Le strutture sedimentarie più comuni nella fascia più esterna ed entro i canali di marea, in condizioni di alta energia, sono laminazioni da corrente che in sezione assumono una tipica configurazione a “spina di pesce”, determinata dall’inclinazione delle lamine sabbiose verso terra (corrente di marea montante, o di flusso) e verso mare (corrente di marea calante o di riflusso) prodotta dall’inversione ciclica della direzione di trasporto del sedimento sabbioso. Le lamine sono disposte in pacchi con inclinazione opposta, che si troncano reciprocamente. Si tratta di barre sabbiose sommerse, le cui creste sono erose alternativamente delle correnti di marea montante e calante. Spesso, una direzione tende a prevalere sull’altra, perché alcuni canali sono percorsi prevalentemente dal flusso e altri dal riflusso della marea.

Principali strutture sedimentarie (rappresentate in sezione verticale) e loro distribuzione nella zona intertidale di una piana di marea.

Verso l’interno questa laminazione di duna cede gradualmente il posto a strutture più piccole (ripple marks da corrente), mentre il fango tende a insinuarsi sempre più tra i letti sabbiosi, fino a costituire il sedimento prevalente nell’area più interna. L'energia delle acque in questo ambiente varia anche nel tempo, con l'andamento della marea, oltre che nello spazio: l'energia del mezzo è elevata durante i periodi di flusso e riflusso mareale, quando si ha trasporto di sedimento in condizioni trattive da parte delle correnti e formazione di "letti" di ripples; durante i periodi di stazionamento alto (o basso) della marea, si hanno invece condizioni di bassa energia del mezzo e sedimentazione di fango per decantazione. Il risultato di queste variazioni di energia nel tempo sono letti sabbioso-siltosi a laminazione obliqua alternati a straterelli argillosi, discontinui nelle aree più vicine ai canali e sempre più continui nelle aree interne (mentre all'opposto i ripples tendono a farsi discontinui e a venire gradualmente meno).
Stromatoliti attuali di piana intertidale nel Parco nazionale Yalgorup (Australia).
Ripple marks e bioturbazioni da vermi su una piana di marea terrigena (Francia) settentrionale.
Per quanto riguarda l’attività biologica, in questa zona si possono sviluppare banchi (accumuli localizzati) di molluschi o vermi fissatori di carbonato di calcio. Generalmente, la bioturbazione (per opera principalmente di vermi o crostacei) tende ad aumentare verso l’interno della piana. Nelle piane di marea carbonatiche, verso l’interno si sviluppano stromatoliti: depositi calcarei composti da laminazioni parallele, piane o di forma variamente convessa, prodotte dalla precipitazione di carbonato di calcio determinata dall’attività biologica di tappeti algali. Sono ancora presenti nei sedimenti fangosi brecciole intraformazionali, derivate dallo smantellamento di suoli poligonali (mud cracks), e strutture di essiccazione, prodotte dalla micro-fessurazione del fango, sia allungate (fenestrae) che sub-sferiche (bird's eyes).
Ripples da corrente in un sedimento prevalentemente argilloso, di piana intertidale interna (Carbonifero del Kentucky).

Zona subtidale

Si trova sotto il livello medio di bassa marea, e costituisce la fascia più esterna della piana, che sfuma gradualmente nell’ambiente di piattaforma continentale. La sedimentazione è ancora influenzata dalle maree nell’area più prossimale alla piana, dove abbiamo i canali più ampi, intervallati da barre e secche sommerse. I sedimenti più grossolani (sabbie medio-grossolane) corrispondono agli assi dei canali, dove si sviluppano laminazioni da duna incrociate ma volte prevalentemente verso mare (in questa zona la corrente di riflusso tende a prevalere), mentre sulle secche si accumulano i sedimenti più fini, con laminazioni da ripple. Nella parte più distale tendono gradualmente a prevalere sedimenti fini con influenza sempre maggiore delle onde.
Piane di marea del passato in Italia
Formazione di Breno. Una piana di marea a sedimentazione carbonatica del Triassico Superiore, caratterizzata da ciclotemi sedimentari. Le facies di piana di marea nell'ambito di questa formazione geologica lombarda sono parte di una piattaforma carbonatica.

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