3. ESEMPI DI STUDI DENDROECOLOGICI (1a PARTE)
3.1
EFFETTO DELL’ACQUA (DENDROIDROLOGIA)
I primi ricercatori che stesero le basi della dendroidrologia furono degli americani negli anni ’80
(Yanoski, 1983; Hupp, 1988). L’analisi della dinamica fluviale può essere condotta con la
dendrocronologia, basandosi sul fatto che le forme del paesaggio generate da eventi alluvionali e da
variazioni del livello dell’acqua influenzano la distribuzione delle specie vegetali e lasciano dei
segni evidenti sulle piante. Questi possono essere utilizzati per la ricostruzione della durata,
magnitudo e frequenza degli eventi idrologici, fornendo informazioni di dettaglio sulla deposizione
dei sedimenti, sulla velocità di migrazione dei canali, sulla stabilità delle sponde, sull’effetto di
drenaggi.
Nello schema seguente sono indicate le differenti situazioni morfologiche e vegetazionali utili
nelle analisi dendroidrologiche, in aree non significativamente modificate dall’azione antropica:
Diverse situazioni morfologico – vegetazionali in valli fluviali
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 33
La possibilità di germinazione di una pianta in una zona alluvionale dipende molto dalla
situazione locale e può dare informazioni già di per sé sull’età del deposito in cui si è stabilizzata;
spesso le piante crescono in luoghi meccanicamente più protetti da eventi alluvionali, come dietro
rocce o tronchi di alberi.
Le diverse situazioni dendroidrologiche databili, utili per la ricostruzione della dinamica
fluviale e di variazioni idrauliche nel terreno sono elencate nella seguente tabella.
Evento
Dendroidrologico
Erosione della
sponda
Ripresa
vegetativa
Impatto di detriti e
del flusso idrico
sulle piante
Defoliazione di
piante per eventi
alluvionali
Accumulo di
sedimenti
Variazioni di
crescita per
cambiamenti
ecologici
Effetto sulla pianta
Utilizzo
geomorfologico
Scalzamento delle
Datazione evento che
radici, inclinazione del
ha prodotto lo
tronco, legno reazione
scalzamento della
sponda fluviale
Produzione di nuovi
Datazione età
cacci dal tronco
minima di un evento
prostrato o di radici
alluvionale e/o di un
avventizie
accumulo di
sedimenti
Produzione di varie
Datazione percisa di
cicatrici da impatto,
uno o più eventi
anche multiple e/o
alluvionali
inclinazione del tronco
Anomalie di crescita
negli anelli, vasi di
dimensioni ridotte o in
posizione anomala
Morte della pianta e
seppellimento nel
deposito alluvionale o
copertura parziale del
tronco con produzione
di radici avventizie
Improvvise variazioni
di crescita (riduzione o
aumenti)
Datazione eventi
alluvionali
Datazione dell’età
del deposito con C14
e/o con la
dendrocronologia
Aumenti per effetto
drenaggi in zone
umide, o riduzione
per alluvioni
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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a) Erosione di sponda
b) Ripresa vegetativa
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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c) Impatto dei detriti e del flusso idrico
d) Defogliazione per eventi alluvionali
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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e) Accumulo di sedimenti
Tronco parzialmente sepolto, pianta vivente
Tronchi fossili in depositi alluvionali
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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Esempi di studi dendroidrologici nel mondo:
•
Eventi alluvionali estremi nell’estuario del fiume St. Laurence in Québec, Canada - Begìn
(1991), Langlais and Bégin, (1993)
•
Datazione della vegetazione limitrofa al fiume Missuri in USA – Everitt, 1968
Risultati: correlazione dell’età dei gruppi di piante con la dinamica fluviale, il rinnovamento della
vegetazione avviene ogni 250 anni circa dopo un importante evento alluvionale.
•
Quantificazione delle intensità delle alluvioni nelle Alpi Meridionali in Svizzera –
Schweingruber (1991).
Risultati: la presenza di cicatrici legata all’evento del 1975 è stata ricostruita solo in alcuni siti
perché la maggior parte della vegetazione era più recente.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 38
•
Effetto della defogliazione sulla vegetazione lungo il corso del fiume Potomac, in Virginia,
USA – Yanoski (1983)
Risultati: interessanti anomalie nella vegetazione ripariale, nei frassini, con piccoli vasi all’inizio
della stagione vegetative per eventi occorsi in Aprile – Maggio o con anomale presenze di vasi alla
fine dell’anello, nella porzione di legno tardivo, per eventi avvenuti più tardi, in Luglio – Agosto.
•
Alluvioni in un canyon nello Utah, USA – Clark (1987)
Risultati: Numerose riduzione di crescita nei pioppi legate quasi esclusivamente ad eventi
alluvionali
•
Ricostruzione della storia di un canyon in Arizona, mediante analisi topografiche, stratigrafiche,
datazioni archeologiche, dendroarcheologiche e dendrologiche con la datazione dei principali
eventi alluvionali – Dean (1988, 1993)
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 39
3.2 EFFETTO DEL GHIACCIO (DENDROGLACIOLOGIA)
La dendrocronologia è un metodo d’indagine molto utilizzato per l’analisi dei movimenti dei
ghiacciai, insieme alla datazione con il C14 dei tronchi fossili; gli alberi possono essere utilizzati sia
per la datazione dei fronti glaciali in avanzamento che in ritiro.
ALBERI IN PROSSIMITÀ DEI FRONTI GLACIALI IN AVANZAMENTO
Nel XX secolo quasi tutti i ghiacciai nel mondo sono risultati in fase di ritiro, solamente alcuni
come quelli in Alaska hanno disturbato le foreste con il loro avanzamento, distruggendo porzioni di
foreste o danneggiandole fortemente ai margini
Dipinto di H.Hogard – avanzamento fronte del ghiacciaio Aletsch in Svizzera 1849
Particolari avanzata fronte glaciale
Analisi di dettaglio effettuate da ricercatori sugli effetti dell’avanzata del fronte glaciale hanno
mostrato che le piante non sono affette da variazioni microclimatiche legate alla vicinanza del
ghiaccio. Quando il fronte raggiunge le piante queste cessano la produzione di anelli alla base del
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 40
tronco mentre continuano a crescere, se pur con forti riduzione, nella zona più alta del tronco. Le
piante più vecchie sono più sensibili all’impatto del fronte glaciale mentre quelle più giovani meno.
RIFORESTAZIONE NELLE AREE LASCIATE DAL RITIRO DEI GHIACCIAI (ECESI)
Numerosi studi sulla datazione delle fasi di ritiro dei ghiacciai sono stati eseguiti sulle Alpi
(Lüdi, 1945), sulle montagne Rocciose ( Heikkinen, 1984; e McCarthy and Luckmann (1993) come
pure sulle Ande (Villalba, 1990). I tempi necessari affinché vengano ricolonizzare le morene o le
aree denudate dai ghiacciai varia dai 10-20 fino ai 40 anni, a seconda delle condizioni locali.
Depositi morenici ricolonizzati dopo il ritiro del ghiacciaio
RICOSTRUZIONE DI MOVIMENTI GLACIALI NELLE ALPI
Nelle Alpi, a partire dal 1860 circa, sono state documentate per molti ghiacciai tutte le fasi di
avanzamento e ritiro con misure dirette, mentre documenti quali mappe, foto e dipinti forniscono
informazioni sui movimenti glaciali fino al 1550 circa. Per quanto riguardo il periodo precedente al
1550 le informazioni sulle fasi di movimento dei fronti glaciali è stato dedotto dalle datazione dei
suoli subfossili e dai tronchi rivenuti nelle morene e lungo le valli glaciali. Poiché le temperature
estive possono essere ricostruite mediante l’ampiezza degli anelli delle conifere nelle aree
subalpine, le ampiezze degli anelli di tronchi fossili, anche se non in sito, sono comunque utili per
l’analisi delle fasi di avanzamento e ritiro dei fronti glaciali (Luckman, 1993b).
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 41
Riduzione improvvisa di crescita su tronco subfossile di larice interessato dall’avanzata del
ghiacciao Aletsh in Svizzera nel 1590 (Holzhauser, 1984).
La posizione di tronchi fossili rivenuti ancora in situ ha permesso di esaminare con precisione
l’altezza del ghiacciaio nella valle in una data specifica e quindi può essere utilizzata per calcolare
le variazioni del fronte glaciale.
Le indagini eseguite sulle Alpi da Holzhauser (1984) mostrano che a parte il recente ritiro nel
XX secolo individuato in tutti i ghiacciai, ogni ghiacciaio ha una storia specifica con proprie fasi di
avanzamento e ritiro.
Tronco fossile in situ
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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La ricostruzione delle fasi di avanzamento e ritiro del ghiacciaio Aletsh in Svizzera, utilizzando
i tronchi fossili in situ e le datazioni con il radiocarbonio, mostrano che nell’intervallo compreso tra
1.500-2.500 anni fa il ghiacciaio era molto meno esteso di oggi. L’ausilio dendrocolonologico è
stato molto importante, specialmente nelle datazioni più recenti, fornendo misure molto più precise
di quelle del radiocarbonio.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 43
3.3 EFFETTO DEI VULCANI (DENDROVULCANOLOGIA)
Nel settore della dendrovulcanologia si includono gli effetti provocato da:
•
Fumarole, geysers, sorgenti termali;
•
Eruzioni vulcaniche.
Gli effetti delle emissioni gassose, geyser e sorgenti termali calde possono essere anche letali
per la vegetazione limitrofa, come le conifere morte presso le sorgenti calde del parco di
Yellowstone (USA). Studi sugli effetti dei gas emessi dalle fumarole sono rari, recentemente ne è
stato eseguito uno in Italia (Saurer, 2003)
Conifere morte per le emissioni di acque termali e
nel parco di Yellowstone - USA
Gli effetti delle eruzioni vulcaniche sulle piante possono essere di vario tipo, più o meno
distruttivo. Spesso le piante sono completamente travolte o fortemente danneggiate dalle emissioni
vulcaniche. Nel caso dell’eruzione del Mt. St. Helens (USA) nel Maggio del 1980, tutte le piante
più grandi vennero completamente rase al suolo; alcune più piccole, che erano completamente
coperte dalla neve, a volte sopravvissero, dando luogo all’inizio di una nuova foresta (Abete bianco
americano). L’effetto dell’improvvisa morte delle piante dominanti circostanti sulle piante più
piccole ha indotto un improvviso aumento di accrescimento a partire dal 1982.
Giovane Abete sul Mt. St. Helens dopo l’eruzione del 1980
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 44
In altri casi l’accumulo di ceneri vulcaniche sulla chioma delle piante ha prodotto una
riduzione di crescita per alcuni anni (Biondi, 2003; Kaiser e Kaiser, 1987).
Accumulo di ceneri sulla chioma di una conifera
Le emissioni di imponenti quantità di ceneri nell’atmosfera per un’eruzione vulcanica hanno
indotto anche variazioni climatiche sia a livello regionale che globale, come
come l’eruzione del Tambora
nel 1815, in Indocina, che diede luogo specialmente nel Nord America ad un anno senza estate
(1816).
Un altro evento molto antico, datato dendrocronologicamente, di cui sono state rintracciate
testimonianze storiche nella regione
regione mediterranea è avvenuto nell’anno 536 A.C. (Rampino et al.,
1988). Nei testi si parla di: “un cielo in cui il sole fu oscurato da una cielo bluastro che durò per 18
mesi…i frutti non maturarono….il freddo e la siccità colpirono tutti i raccolti in Italia ed in
Mesopotamia…cui seguì una forte carestia negli anni seguenti”.
Le colate laviche possono essere datate con la dendrocronologia, analizzando i danni
prodotto dall’avanzamento della lava sulla vegetazione limitrofa, che viene bruciata o solo
danneggiata,
ggiata, come nel caso dell’ultima colata lavica del vulcano Etna nella pineta di Linguaglossa
(CT).
Effetti della colata lavica nella
Pineta di Linguaglossa (Dic. 2002)
R. Fantucci
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci
R.Fantucci)
Pagina 45
Esempi di studi dendrovulcanologici nel mondo:
•
Vulcano Fuego de Colima, Messico ( Biondi, 2003)
Risultati: I Pini montani messicani sul vulcano hanno registrato una eruzione pliniana avvenuta
nel gennaio del 1913 con improvvise riduzioni di accrescimento nel 1913 e nel 1914. Questa fu
provocata da un accumulo di ceneri di spessore potente fino a 40 cm sul suolo.
•
Mt. St. Helens ( Yamaguchi, 1983; Yamaguchi e Hoblit, 1995)
Risultati: Oltre alla datazione del noto evento nel 1980 sono stati datati eventi precedenti che
risalgono fino all’ 870, con periodi di quiescenza dell’attività vulcanica variabili tra i 600 ed i
123 anni.
•
Sunset Crater in Arizona (Smiley, 1958)
Risultati: L’eruzione del vulcano in Arizona è stata datata analizzando le improvvise riduzione
di crescita rilevate nei tronchi utilizzati negli insediamenti della tribù indiana dei Wupatki nel
1064.
•
Vulcano Santorini in Grecia (La Marche and Hirschboeck, 1984)
Risultati: L’eruzione vulcanica di Santorini fu datata con il C14 analizzando rametti e semi
sepolti dalle ceneri dell’eruzione (Wolfli, 1993). Nel 1627 A.C. furono rilevati molti anelli
danneggiati dalle gelate (frost rings) nei pini in California, come pure importanti e prolungate
riduzioni di crescita delle querce in Irlanda, che si correlano bene con i livelli particolarmente
acidi dei ghiacci in Groenlandia, datati al 1645 +/- 20 A.C.
•
Datazione colate laviche sull’Etna (Pelfini, 1994)
Risultati: L’esame di campioni di pino e betulla posti ai margini delle colate laviche emesse nel
1928, 1971 e 1979 ha rilevato che gli alberi situati fino a 5 metri di distanza dalla colata furono
fortemente danneggiati, spesso con evidenti cicatrici da bruciature e riduzioni di crescita. La
riduzione di crescita in alcuni casi influenza le piante distanti fino a 100 – 500 metri dalla colata
lavica.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 46
4.. ESEMPI DI STUDI DENDROECOLOGICI (2a PARTE)
4.1 EFFETTO DELLA TETTONICA ( DENDROSISMOLOGIA)
La dendrocronologia è stata testata in numerosi siti dimostrando di essere una valida tecnica
nella paleosimologia.
Le piante possono datare i seguenti effetti
effett sismici su un sito:
•
Datazione attività di faglie;
•
Datazione di frane sismogenetiche;
•
Datazione di aree soggette a subsidenza od innalzamento tettonico;
•
Datazione di tsunami.
I rapporti tra la tettonica, le modifiche di crescita sulle piante e le variazioni
variazioni fisiche sia del sito
che della vegetazione sono riassunte nella seguente tabella, tratta da un articolo di Jacoby (1997),
uno dei maggiori esperti del settore.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci
R.Fantucci)
Pagina 47
DATAZIONE DI FAGLIE ATTIVE E CAPACI
Le piante che vivono lungo una faglia attiva e capace, possono essere disturbate dal movimento
della faglia stessa in diversi modi:
•
Scuotimento della chioma con rottura del tronco principale con conseguente riduzione
di crescita.
Questo evento è stato registrato sulla faglia di San Andreas in California da diversi autori
(Meisling and Sieh, 1980; Jacoby G.J., 1997).
San Andreas 1812 – Pini con rotture apicali del tronco.
G.J. Jacoby (1997)
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 48
•
Rotture degli apparati radicali delle piante con inclinazione del tronco e riduzione
improvvisa di crescita, come nel caso della faglia in Irpinia, correlata al terremoto del
Novembre 1980, probabilmente già attiva precedentemente in alcuni tratti (Fantucci R.,
2002).
Anomalie di crescita rilevate dai campioni sulla faglia e nelle zone limitrofe (Irpinia)
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 49
DATAZIONE DI AREE SOGGETTE A SUBSIDENZA, SOLLEVAMENTO TETTONICO E
TSUNAMI.
In alcuni casi, a seguito di un terremoto, si sono verificati improvvisi sollevamenti o
abbassamenti di aree di una certa estensione, coperte da vegetazione, che logicamente hanno subito
delle influenze sulla crescita, come nel caso del terremoto in Alaska del 1964 (Kaiser, 1987).
Questo provocò un’improvvisa subsidenza di circa 1,5 metri lungo la costa, seguita da un
successivo tsunami.
In un altro caso, sempre in Alaska, l’innalzamento della fascia costiera ha indotto un aumento di
crescita, a causa delle nuove condizioni microclimatiche in cui si sono venute a trovare le conifere
presenti, Picea di Sitka (Jacoby and Ulan, 1984).
Condizione geomorfologica ed ecologica sulla costa di Ice Cape nell’Alaska meridionale a
seguito di un terremoto agli inizi del 1900 (Jacoby and Ulan, 1984).
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 50
4.2. EFFETTO DEL VENTO (DENDROGEOMORFOLOGIA)
L’effetto del vento sulle piante, quando è frequente e dotato di una certa intensità e direzione
costante, come lungo le fasce costiere, influenza notevolmente la forma della chioma (forma a
bandiera) e del tronco.
L’inclinazione della pianta genera anche il legno di reazione; lo studio delle sezioni del tronco
permette quindi di esaminare eventuali variazioni di direzione del vento.
Alcuni ricercatori hanno esaminato le diverse forme dei tronchi, più o meno eccentriche, in
funzione dell’esposizione ai venti nelle foreste (Burkhalter, 1989).
In questo studio sono stati messi in relazione la forma delle piante con l’eccentricità del tronco
in diverse specie presenti sui monti del Colorado – USA.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 51
DINAMICA EOLICA (DUNE ATTIVE)
Il vento è direttamente responsabile del movimento delle dune che interagisce con la
vegetazione presente in diversi modi:
•
Seppellimento del tronco, crescita radici avventizie
L’avanzamento delle dune attive in zone dove sono presenti piante provoca un progressivo
seppellimento del tronco che può anche portare alla morte gli alberi; le piante che sopravvivono,
specialmente le conifere, generano delle radici avventizie dal tronco sepolto.
Duna in avanzamento su una foresta
Avanzamento duna Tombolo di
di pini in Yukutia (Siberia) (F.Schweingruber)
Feniglia (GR) Italia (R.Fantucci)
Resti di una pineta morta a causa dell’attività eolica.
Tronco betulla con radici
avventizie scoperte.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 52
Le radici avventizie possono essere datate ed usate per analizzare l’avanzamento delle dune.
L’effetto del seppellimento del tronco sulla pianta induce una riduzione di crescita rilevabile
lungo le diverse porzione del tronco, a partire dal colletto verso l’alto, con datazioni diverse che
seguono il processo di seppellimento eolico. In questo modo è possibile analizzare la velocità
del processo di seppellimento della pianta e quindi del movimento della duna stessa.
Esempi di studi di dinamica eolica nel mondo:
•
Dinamica eolica delle dune subartiche nella Baia di Hudson in Canada ( Marin and Filion,
1992)
Risultati: Sono state analizzate le velocità di avanzamento delle dune più o meno attive che
hanno mostrato avanzamento massimo dell’ordine di 74 cm/anno; valori di circa 10 volte
minori rispetto alle dune del Sahara, datate con metodi diversi.
•
Dinamica eolica nel campo di dune di Kalajoki in Finlandia (Heikkinen and Tikkanem,
1987).
Risultati: Analizzando la crescita di sezioni del tronco delle piante parzialmente sepolte è
possibile ricostruire la velocità di avanzamento del seppellimento della duna; lo stesso
processo si può esaminare datando l’età delle radici avventizie cresciute lungo il tronco a
seguito della sepoltura.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
Pagina 53
•
Potenziale utilizzo dei pini lungo il tombolo della Feniglia (GR) per lo studio della dinamica
eolica recente.
Lungo il Tombolo della Feniglia (GR) sono presenti dei cordoni dunari stabilizzati dalla
vegetazione ed altri ancora in movimento in prossimità della costa. Queste dune attive si stanno
muovendo verso l’entroterra e stanno seppellendo una pineta preesistente; in alcuni casi le piante
sono già state completamente sepolte e morte, in altri casi sono fortemente danneggiate.
(Fantucci, 2003)
Alcuni campioni prelevati dalle piante parzialmente sepolte mostrano una forte riduzione
della crescita, che risale a diverse decine di anni, per cui il processo non è recentissimo ma risale
almeno agli anni ’80.
Dispense: Metodologia dendrocronologica in campo geologico (R.Fantucci)
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