Sinkholes in the Po Plain as evidence of paleoliquefaction events

Lisa Borgatti (*), Elio Bianchi (*), Gilberto Bonaga (*), Guido Gottardi (*), Alberto Landuzzi (*), Luca Vittuari (*) & Maurizio Pellegrini (†)
(*) Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali DICAM, ALMA MATER STUDIORUM Università di Bologna, Viale Risorgimento 2, 40136 Bologna, Italia.

I fenomeni di sinkhole nella Pianura Padana come evidenza di eventi di paleo liquefazione. I sinkholes nella Pianura Padana sono un fenomeno complesso che in primo luogo dipende dalla possibilità di trasferire masse di terreno dalla superficie al sottosuolo, non in connessione a processi fluviali o carsici. La loro origine dipende da più fattori predisponenti, tra i quali i principali sono: la presenza di uno strato superficiale compatto, spesso circa 2 m, che resista almeno temporaneamente al di sopra di una cavità in via di formazione; la presenza di uno strato subsuperficiale (profondità da 2 a 10-30 m) caratterizzato da granulometria, grado di addensamento e condizioni idrauliche tali da rendere possibile un processo di liquefazione ed assestamento intergranulare, con forte riduzione della porosità e quindi del volume complessivo; il verificarsi di un evento che inneschi la liquefazione. Circa lo strato superficiale, i dati indicano la presenza di uno strato compatto con qt > 2 MPa (fino a 10 MPa). Circa lo strato subsuperficiale, le litologie maggiormente suscettibili di liquefazione sono i sedimenti sabbioso-limosi con qt < 1 MPa. In una piana alluvionale come quella in esame, tali litologie sono caratteristiche delle porzioni medio-prossimali sui fianchi dei dossi fluviali. Sulla base dei dati disponibili, la formazione di cavità sub-superficiali si può imputare a liquefazione di sedimenti sciolti (sabbie fini con intercalazioni limose ed argillose, eventualmente ricche di materia organica), tipici dei corpi sedimentari compositi creati dalla sovrapposizione dei ventagli d’esondazione fluviale (ventagli di rotta o lobi di crevasse). Lo sviluppo del fenomeno prevede distacchi ciechi della copertura di suolo in superficie, con l’apertura di cavità in profondità. Lo strato superficiale si trova quindi sospeso su queste camere vuote, con equilibrio statico garantito dalla sua stessa resistenza. In seguito si verifica il collasso dello strato di suolo sospeso, e con esso la formazione di voragini in superficie. Durante il recente terremoto dell’Emilia del maggio 2012, in una vasta area intorno agli epicentri si sono verificati numerosissimi fenomeni di liquefazione. Sulla base di evidenze di campagna e studi in corso, il modello evolutivo proposto è confermato ed i fenomeni analizzati appaiono come effetti secondari, a medio-lungo termine, di paleoliquefazioni indotte da terremoti.

Alluvial plain, alluvial ridges, liquefaction, paleoliquefaction, sinkhole, 2012 Emilia earthquake