Imp.Iandelli_Piccini RAPPORTI TRA MORFOGENESI CARSICA ED EVOLUZIONE PALEOGEOGRAFICA NELLE AREE COSTIERE DELLA TOSCANA MERIDIONALE Niccolò Iandelli 1, Leonardo Piccini 1 1 Dipartimento di Scienze della Terra, Università degli Studi di Firenze; e-mail: leonardo-piccini@.unifi.it. RIASSUNTO: N. Iandelli & L. Piccini, Rapporti tra morfogenesi carsica ed evoluzione paleogeografica nelle aree costiere della Toscana Meridionale. (IT ISSN 0394-3356, 2007). Nella Toscana Meridionale si trovano estesi affioramenti di brecce carbonatiche che presentano superfici a bassa pendenza con este- si fenomeni carsici. Un’analisi morfologica ha permesso di riconoscere due tipi di superfici: spianate sommitali e terrazzi marini d’ero- sione. Le prime sono presenti soprattutto nell’area del Poggio del Leccio, la cui natura permette di escludere per esse un controllo lito-strutturale. Queste superfici si trovano prevalentemente intorno a 250 m di quota e in misura minore intorno a 300 m s.l.m.. I ter- razzi marini si trovano invece a quote comprese tra 0 e 70 m. Le forme carsiche comprendono numerose grotte le quali possono essere distinte in due tipi principali: cavità relitte, di forma grosso- modo a camera, presenti soprattutto nelle zone sommitali a bassa pendenza; cavità ramificate a sviluppo orizzontale, appartenenti a due generazioni, di cui la più antica è situata intorno a 250 m di quota. Sulla base delle caratteristiche del rilievo e delle cavità carsiche è stato possibile ipotizzare le principali fasi evolutive dei fenomeni car- sici in relazione all’evoluzione morfotettonica di quest’area costiera. In occasione della trasgressione pliocenica, si forma probabil- mente una vasta piattaforma d’erosione marina in rocce calcaree, che è poi smembrata e sollevata in modo differenziale durante il Pliocene Superiore e il Quaternario. Durante la progressiva emersione, si sviluppano forme carsiche legate alla presenza di una tavola d’acqua in prossimità della superficie della piattaforma, nonché cavità costiere ai suoi margini. Il sollevamento porta porzioni di questa superficie sino a 250-300 m di quota, conservati nelle spianate sommitali a bassa pendenza del Poggio del Leccio. Nel Pleistocene Medio-Superiore si ha l’esumazione di cavità relitte epifreatiche più antiche e la formazione di una nuova generazione di cavità costie- re in corrispondenza della zona di oscillazione eustatica del livello del mare. ABSTRACT: N. Iandelli & L. Piccini, Relationships between karst morphogenesis and palaeogeographic evolution in coastal areas of Southern Tuscany. (IT ISSN 0394-3356, 2007). In Southern Tuscany, close to the border with Lazio Region, wide outcrops of carbonate breccias (Calcare Cavernoso) display e relief characterised by top horizontal surfaces and slope terraces with karst landforms. Morphometric analysis, based on a DTM with a reso- lution of 10 m, has allowed us to identify some low-gradient surfaces displaced from 0 to 300 m a.s.l.. Erosional surfaces are of two different kinds: old summit surfaces and marine terraces. The formers occur mainly on Poggio del Leccio area, as smooth-relief areas not controlled by lythologic surfaces. Presently, these surfaces are located around 250 m a.s.l., up to 300 m a.s.l., whereas marine ter- races are located between 0 and 70 m a.s.l.. The most peculiar feature of this area is the occurrence of surface karst and caves that can be related to palaeo-coastal environments. Caves show two different patterns: chamber-shaped relict caves, occurring mainly on low gradient surfaces, and horizontal maze caves. Those of first kind can be the result of the collapse of caves formed at the water table, in a coastal platform anciently located just a few tens of meters above the sea level, similar to those of many present coastal tropical karsts. Horizontal maze caves can be grouped into two generations. The first one regards only few caves located around 250 m a.s.l.. The second generation is located near the present sea level and is probably due to mixing solution in epiphreatic condition. Submerged caves, occurring up to 50 m below the present s.l., must be related to sea low-stands, because vadose speleothems occur inside them. The morphologic features of the area, together with the geomorphic features of caves, indicate some of the evolutionary steps that fit well with the palaeo-geographic reconstructions proposed by Authors for Pliocene and Pleistocene. During the Pliocene transgression a wide marine platform develops on carbonate rocks. The platform is fragmented and differentially raised during Late Pliocene and Quaternary. During the emersion of this platform, caves form at the water table just near the topographic surface, whereas flank margin caves are developed along the coast. The uplift moves some portion of this old marine platform up to 250-300 m a.s.l.. During Middle- Late Pleistocene, relict epiphreatic caves are exhumed and destroyed by surface denudation, whereas a new generation of flank mar- gin caves is forming in the zone of eustatic variation of sea level. Parole chiave: chiave: carsismo, morfologia costiera, grotte marine, Toscana Meridionale, Orbetello. Keywords: karst, coastal morphology, sea caves, Southern Tuscany, Orbetello. Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 19(1), 2006 - 79-87 1. INTRODUZIONE Gran parte delle forme carsiche superficiali (esclu- se ovviamente quelle a piccola scala) e soprattutto sot- terranee sono forme relitte, nel senso che si sono for- mate in condizioni morfologiche e climatiche, talvolta legate ad un lontano passato, diverse da quelle attuali. Ciò significa che gli ambienti carsici hanno un’elevata capacità di conservazione morfologica, a causa del ridotto ruolo dei processi erosivi di modellamento. Quest’elevata “inerzia” morfologica rende queste aree adatte per la ricostruzione delle principali tappe dell’e- voluzione paleogeografica. Un caso particolare è quello dei contesti paleo-costieri, nei quali le forme carsiche possono servire come ulteriori elementi per il riconosci- mento e la correlazione di antiche linee di riva, e fornire dati per la stima dei tassi di sollevamento. In Italia sono presenti molte zone carsiche costie- re, in corrispondenza di affioramenti carbonatici lungo le coste attuali o in prossimità di esse (CICOGNA et al., 2003). In Toscana, gli esempi più interessanti si trovano in provincia di Grosseto e riguardano estesi affioramenti di brecce carbonatiche, cartografate genericamente come Calcare Cavernoso, che presentano diversi 80 N. Iandelli & L. Piccini aspetti morfologici peculiari (PICCINI, 2001). I maggiori affioramenti si trovano al M. Argentario e sui colli ad E di Orbetello, per una superficie totale di circa 80 km2. La presenza di grandi cavità di sprofondamento, note localmente come “bottini”, aveva già attirato l’at- tenzione di MORI (1931), che aveva anche osservato il fatto che queste si concentravano in corrispondenza di superfici con bassa energia del rilievo che caratterizza- no le parti sommitali di alcuni rilievi calcarei. In anni relativamente recenti queste zone sono state oggetto di ricerche da parte di speleologi di Firenze e Grosseto (ADIODATI et al., 1998; CAVANNA, 1998). Queste indagini hanno prodotto una ricca ed interessante documentazione e hanno portato alla sco- perta di altre cavità, per un totale di 57 grotte conosciu- te. Parallelamente sono state condotte ricerche lungo la costa, che hanno permesso la scoperta di numerose grotte subacquee sino alla profondità di circa 50 m (ALVISI et al. 1987; ALVISI & BRUNI, 1990; BARD et al., 2001). Queste scoperte, oltre ad avere evidenziato l’im- portanza di queste aree nel quadro dei fenomeni carsici della Toscana, permettono oggi di affrontare una prima analisi del fenomeno con l’obiettivo di capire la genesi di queste forme carsiche e i rapporti con l’evoluzione paleogeografica di questa zona costiera. 2. INQUADRAMENTO GEOGRAFICO E GEOLOGICO L’area in oggetto si trova in provincia di Grosseto, nell’estreme propaggini meridionali della Toscana, al confine con il Lazio. Essa comprende una serie di rilievi continentali (Poggio del Leccio, Colli di Capalbio) e para-insulari (Monte Argentario, Isola di Giannutri), caratterizzati, con l’eccezione dell’Argentario, da forme relativamente dolci (Fig. 1). Da un punto di vista geologico, questa zona è ca- ratterizzata dalla presenza di più unità tettoniche di per- tinenza ligure-piemontese (Unità di Cala Grande, Unità di Santa Fiora), subligure (Unità di Cala Piatti) e toscana (Falda Toscana e unità toscane metamorfiche) (DECANDIA & LAZZAROTTO, 1980; BONAZZI et al., 1992) (Fig. 2). La Falda Toscana affiora come “Serie Ridotta”, in cui fenomeni di laminazione epicrostale, successivi all’accavallamento delle diverse unità, hanno portato all’elisione quasi completa della successione, lasciando spesso solo le formazioni evaporitiche basali (Anidriti di Burano) a interporsi tra basamento paleozoico e unità Liguri (DECANDIA et al. 1993). In gran parte dell’area, alle formazioni della Falda Toscana si accompagnano este- si affioramenti di brecce carbonatiche, cartografate come “Calcare Cavernoso”, la cui genesi è per molti versi ancora controversa. Alle prime interpretazioni, che vedevano queste brecce come il risultato di una fram- mentazione autoclastica (per idratazione dei solfati) e/o tettonica delle formazioni basali della Falda Toscana, si sono aggiunte, con il tempo, ipotesi che vedono nel Calcare Cavernoso principalmente il prodotto di un rimaneggiamento in ambiente subaereo di rocce carbo- natiche già fortemente cataclasate, in un quadro di esu- mazione tettonica e di elevata dinamica superficiale (CARMIGNANI & KLIGFIELD, 1990; PANDELI & PADOA, 1998). Al di là delle ipotesi sull’origine di queste brecce, è importante sottolineare il fatto che esse, salvo situa- zioni particolari e localizzate, presentano un discreta omogeneità ed un’alta isotropia “in grande”, e quindi non sono in grado di dare luogo a forme a controllo lito- strutturale, se non alla scala dei singoli affioramenti. 3. ANALISI DELL’OROGRAFIA In queste aree, e in particolare nella zona del Poggio del Leccio, poco a NE di Orbetello, sono pre- senti superfici a bassa pendenza, sommitali e non, già segnalate da diversi Autori (MORI, 1931; PASQUARÈ et al., 1983; ZANCHI & TOZZI, 1987) e da questi interpretate come “antiche superfici d’erosione marina”. Fig. 1 - Localizzazione geografica dell’area di studio e modello tridimensionale della zona di Orbetello. La linea bianca delimita gli affioramenti di rocce carbonatiche; L’Isola di Giannutri è interamente costituita da rocce calcaree. Location of study area and 3D model of Orbetello area. The white line encircles the carbonate outcrops; Giannutri Island consists enti- rely of limestone. Allo scopo di analizzare queste superfici da un punto di vista morfologico, è stato realizzato un model- lo digitale del terreno (DTM) basato su un’elaborazione, che prende il nome di TIN (Triangulated Irregular Network), che unisce tutte le quote note, distribuite nello spazio irregolarmente, attraverso segmenti. In questo modello, costruito utilizzando la cartografia numerica in scala 1:10.000 della Regione Toscana, con l’uso del software ArcGis 8.3 di ESRI, la superficie topografica è approssimata da triangoli i cui vertici cor- rispondono ai punti quotati. Dal TIN è stato estrapolato un grid a celle quadrate con una risoluzione di 10 m. Sul grid sono state compiute diverse analisi morfome- triche ed elaborazioni statistiche allo scopo di mettere in risalto la presenza “anomala” di zone a bassa pen- denza sulle sommità dei rilievi e lungo i versanti. Le prime analisi, tese a descrivere l’ipsografia del- l’area, hanno riguardato il calcolo della superficie delle fasce altimetriche, definite su diversi intervalli di quota, e la distribuzione altimetrica delle zone a bassa pendenza. La distribuzione altimetrica per fasce di quota su tutta l’area considerata (Fig. 3a) mette in evidenza la presenza di estese superfici a quote comprese tra 75 e 100 m. Al di sopra dei 100 m, l’andamento dell’isto- gramma ipsografico mostra un profilo regolare, tipico di un rilievo che potremmo definire “evoluto”, e non mette in evidenza la presenza di estese superfici sommitali a basso gradiente topografico. Più significative risultano le analisi della distribu- zione altimetrica delle superfici a bassa pendenza (Fig. 3b). Per la scelta del limite locale di “bassa pendenza” 81Rapporti tra morfogenesi ... Fig. 2 - Schema tettonico dell’area di Orbetello e dell’Isola di Giannutri. Tectonic sketch map of the Orbetello region and Giannutri Island. Fig. 3 - a) Istogramma ipsografico (fasce di quota di 10 m) del- l’area studiata. b) Distribuzione altimetrica delle superfici a bassa pendenza (< 14 %). a) Hypsographic histogram (altitudinal ranges = 10 m) in the study area. b) Altitudinal distribution of low-gradient surfaces (< 14%). 82 è stata prima effettuata un’analisi delle acclività, sulla base del DTM. Da queste analisi sono state derivate, utilizzando diverse classi di pendenza, varie carte che hanno permesso di individuare in 8°, pari a circa una pendenza del 14 %, il valore che meglio discrimina le superfici a basso gradiente topografico presenti sui rilievi e in particolare su quelli a litologia calcarea (Calcare Cavernoso). Questo tipo di analisi è stato effettuato sia su tutta l’area in esame, sia separatamen- te sui 3 gruppi orografici principali: Monte Argentario, Poggio del Leccio e Colli di Capalbio. I grafici ottenuti denotano la presenza di zone a bassa pendenza distri- buite su diverse fasce di quota. Sul M. Argentario (Fig. 4) si nota la presenza di zone pianeggianti soprattutto a quote di qualche decina di metri sul livello del mare. Significativa è pure la pre- senza di zone di cresta arrotondate nelle parti alte del rilievo, di modesta estensione complessiva ma percen- tualmente rilevanti (le aree a quote comprese tra 550 e 580 m s.l.m. sono in gran parte a bassa pendenza). Al riguardo occorre precisare che una parte, anche percentualmente significativa, delle zone di cre- sta che il grafico mostra come a “bassa pendenza” possono essere il prodotto dell’interpolazione tra curve di livello che il software opera nella costruzione del DTM. Rilievi sul terreno e da foto aeree mostrano però l’effettiva presenza di zone di cresta arrotondate e a tratti pianeggianti. Al Poggio del Leccio (Fig. 5), oltre alle ampie superfici della piana costiera attuale, situate a quote comprese tra 10 e 20 m, si nota un modesto ma signifi- cativo picco a quote intorno a 250 m, la cui importanza è messa ben in risalto dal grafico che mostra il peso percentuale di queste superfici. Anche qui il grafico che mostra la percentuale di superfici a bassa pendenza per ogni fascia di quota evidenzia la significativa pre- senza di zone a basso gradiente nelle aree sommitali, per le quali c’è il ragionevole dubbio che si tratti, in alcuni casi, di superfici fittizie create dal DTM. Nella zona dei Colli a NW di Capalbio (Fig. 6), le superfici a bassa pendenza sono localizzate soprattutto tra 70 e 100 m, senza contare l’attuale piana costiera, e corrispondono principalmente alle superfici di terrazzi fluviali del Pleistocene e a superfici d’erosione che inte- ressano diverse litologie del substrato, tra cui i conglo- merati poligenici del Miocene. Le superfici a bassa pendenza individuate sono state oggetto d’indagini di campagna e con foto aeree, permettendo di distinguere, limitatamente a quelle d’e- rosione, due categorie: antiche superfici sommitali e piattaforme d’erosione marina. Le prime sono arealmente significative soprattutto nell’area del Poggio del Leccio e sono impostate preva- lentemente sul Calcare Cavernoso, la cui natura litologi- ca, come già detto, permette di escludere per esse un controllo lito-strutturale per l’assenza di stratificazione. Fig. 4 - a) Distribuzione altimetrica (10 m) delle superfici a bassa pendenza (< 14%) al Monte Argentario. b) Rapporto percentuale tra superfici a bassa pendenza e superficie totale per fasce di quota (10 m). a) Altitudinal distribution (10 m) of low-gradient surfaces (< 14%) in the Monte Argentario. b) Percent ratio between low- gradient surface and total surface as function of 10 m altitudi- nal ranges. Fig. 5 - a) Distribuzione altimetrica (10 m) delle superfici a bassa pendenza (< 14 %) al Poggio del Leccio. b) Rapporto percentuale tra superfici a bassa pendenza e superficie totale per fasce di quota (10 m). a) Altitudinal distribution (10 m) of low-gradient surfaces (< 14%) in the Poggio del Leccio area. b) Percent ratio between low-gradient surface and total surface as function of 10 m alti- tudinal ranges. N. Iandelli & L. Piccini 83 Più che di vere e proprie superfici pianeggianti si tratta di zone a basso gradiente topografico, con pendenze solitamente inferiori al 10 %, modellate in forme dolci e arrotondate e con idrografia poco accentuata. Come risulta dai grafici, queste superfici si trovano localizzate prevalentemente intorno a 250 m di quota e, in misura minore intorno a 300 m s.l.m. Queste zone risultano anche quelle maggiormente carsificate e ricche di cavità relitte. La presenza di estesi fenomeni carsici può avere avuto un ruolo importante, non solo nella conservazio- ne, ma anche nel modellamento di queste superfici, contribuendo a conferire loro una bassa acclività “in grande” come risultato della coalescenza di depressioni carsiche dovute all’infiltrazione. I terrazzi marini sono inve- ce localizzati a quote comprese tra 0 e 70 m. Si tratta di lembi di superfici, di estensione solita- mente ridotta, relativamente piane, in qualche caso associa- te a paleo linee di riva o a depo- siti costieri e sono attribuiti alle fasi trasgressive succedutesi durante il Pleistocene Medio- Superiore (MORI, 1968; GRAUSO e ZARLENGA, 1991; MAZZANTI, 1995). 4. IL CARSISMO L’altro elemento peculiare di questa zona è la pre- senza di diffuse forme carsiche di superficie e di cavità sotterranee con morfologia molto particolare (MORI, 1931, 1932; ADIODATI et al., 1998). Forme carsiche di superficie sono presenti a tutte le scale. Alla scala del- l’affioramento si osservano le tipiche alveolature del Calcare Cavernoso, dovute a processi di alterazione e di dissoluzione differenziale dei clasti, accompagnati da fenomeni di disgregazione fisica che porta alla forma- zione di fori passanti, crepacci e rilievi ruiniformi. Le forme più interessanti, come già accennato, sono però quelle a scala media e grande (sensu PICCINI, 1999) presenti soprattutto nelle zone superiori a bassa pendenza. Rilievi sul terreno e con foto aeree hanno permesso di individuare un centinaio di doline, di dia- metro variabile da pochi metri sino a oltre 100. Alcune grandi depressioni presenti nelle zone periferiche dei rilievi carbonatici e controllate anche da elementi strut- turali, possono essere assimilate a polje marginali. É importante ricordare che nella zona di pianura sono presenti diversi laghi, e molti di più ve n'erano in passato (MORI, 1932), che in gran parte possono essere interpretati come il prodotto di fenomeni di sprofonda- mento (sinkhole) analoghi a quello verificatosi recente- mente nei pressi di Roselle, poco a nord di Grosseto (BERTI et al., 2001). Al riguardo, un’ipotesi che necessi- terebbe di studi più approfonditi è che molti di questi sprofondamenti si siano formati durante l’ultima fase di basso eustatico, come conseguenza dell’abbassamen- to della superficie piezometrica, nelle zone ove sedi- menti costieri avevano coperto aree di affioramento del Calcare Cavernoso. Molte delle doline e delle depressioni presenti nelle zone sommitali a bassa pendenza sono legate a crolli di cavità sotterranee, alcune delle quali sono ancora parzialmente accessibili. Le dimensioni arrivano a superare i 20 m di diametro con profondità sino a 35 metri. Le depressioni più accentuate sono note come “bottini” e presentano spesso vani laterali la cui morfo- logia fa pensare ad un’origine in ambiente sommerso, per la presenza di alveolature e forme di corrosione tipo spongework sulle pareti. Per quanto riguarda i fenomeni carsici più pro- priamente sotterranei, in tutta la zona sono note 57 grotte, concentrate per lo più nell’area del Poggio del Leccio. Le dimensioni sono in genere modeste e non sono al momento conosciuti sistemi carsici complessi. La grotta più estesa è la Grotta di Punta degli Stretti (numero catasto: 250/GR, Fig. 7), che si apre sul bordo occidentale del Monte Argentario, a pochi metri dalla laguna di Orbetello. Questa cavità è costituita da Fig. 6 - a) Distribuzione altimetrica (10 m) delle superfici a bassa pendenza (< 14 &) nell’area dei Colli di Capalbio. b) Rapporto percentuale tra superfici a bassa pendenza e super- ficie totale per fasce di quota (10 m). a) Altitudinal distribution (10 m) of low-gradient surfaces (< 14%) in the Colli di Capalbio area. b) Percent ratio between low-gradient surface and total surface as function of 10 m alti- tudinal ranges. Fig. 7 - Profilo schematico della Grotta di Punta degli Stretti (250 T/GR). Sketch profile of Grotta di Punta degli Stretti (250 T/GR). Rapporti tra morfogenesi ... 84 una galleria ad andamento orizzontale con brevi ramifi- cazioni, che si sviluppa in corrispondenza del livello del mare attuale. La grotta è prevalentemente di origine epifreatica, dovuta a processi di dissoluzione a livello della tavola d’acqua, legati a fenomeni di miscelazione tra acque d’infiltrazione e acque salmastre. Nelle parti iniziali della grotta sono presenti riempimenti clastici che ricoprono antichi corpi di concrezione di età non conosciuta (SEGRE, 1959). Nella grotta sono evidenti i segni di stazionamento del livello delle acque a circa 3- 4 m di altezza, rispetto al livello attuale, riconducibile all’alto eustatico Tirreniano. Altre modeste cavità a sviluppo orizzontale si tro- vano nelle zone di versante del Poggio del Leccio, intorno a quota 200 m s.l.m. La maggior parte delle grotte ha però sviluppo misto. Ad un primo tratto verti- cale, segue un tratto orizzontale od inclinato, che corri- sponde al pavimento detritico di ambienti a camera, anche molto vasti, spesso di pianta ellittica. Si tratta per lo più di cavità prive di ramificazioni, di forma emi- sferica, comunicanti con l’esterno tramite crolli che ne hanno interessato la volta. Tra queste, la più ampia e profonda è il Bottino della Corbacchiara (1413/GR) che si apre con un grande pozzo di 35 m, che da accesso ad una vasta camera il cui pavimento scende sino ad una profondità di 73 m (Fig. 8 e 9). Le numerose grotte sottomarine, note soprattutto allo scoglio dell’Argentarola e a Giannutri (ALVISI et al. 1987; ALVISI & BRUNI, 1990) hanno dimensioni modeste ed andamento prevalentemente orizzontale. In molti casi sono chiaramente connesse con paleofalesie ora sommerse (Fig. 10). Da segnalare, infine, la presenza in molte cavità di riempimenti detritici costituiti da brecce con matrice rossastra, spesso bene cementate, ricche in molti casi di resti di grossi vertebrati erbivori (cervidi, equidi) e carnivori (canidi, felidi, ursidi, …) (Fig. 11) che molti autori fanno risalire al Pleistocene Superiore (BLANC, 1955; RADMILLI et al., 1955; SEGRE, 1959; AZZAROLI et al., 1990) 5. MORFOGENESI DELLA CAVITÀ CARSICHE Da un punto di vista morfologico è possibile distin- guere due tipi principali di grot- te: cavità di forma grossomodo a camera, presenti soprattutto nelle zone sommitali a bassa pendenza, e cavità ramificate a sviluppo prevalentemente oriz- zontale. Nessuna delle grotte, anche tra le poche a sviluppo prevalentemente verticale, ha le caratteristiche di cavità di per- colazione o di paleo-inghiottitoi. Grandi cavità a camera, prive di estese diramazioni late- rali e non inquadrabili in sistemi di drenaggio sotterraneo di acque d’infiltrazione, sono di solito attribuite a fenomeni ipercarsici (sensu FORTI, 1993), per lo più dovuti a miscelazione localizzata tra acque a carattere chimico diverso, legate solitamente a risalita di acque termali, fenomeni di ossido-riduzione di mineralizzazioni o intrusione di acque marine (PALMER, 1991). Fig. 8 - Rilievo topografico del Bottino della Corbacchiara (1413 T/GR). Topographic survey of Bottino della Corbacchiara (1413 T/GR). Fig. 9 - Il grande ambiente alla base del pozzo d’ingresso del Bottino della Corbacchiara. The big chamber at the foot of the external pit of Bottino della Corbacchiara. N. Iandelli & L. Piccini Un esame, peraltro non ancora completo, delle principali cavità carsiche non ha mostrato indizi di una loro possibile origine termale, come invece avviene per altre grotte della Toscana Meridionale, presenti in pro- vincia di Grosseto in contesti idrotermali ancora attivi (ad esempio presso Roselle e Saturnia). D’altra parte, la consistenza e la diffusione delle forme carsiche permet- te di escludere l’azione di acque rese aggressive da fenomeni di ossido-riduzione di mineralizzazioni, in par- ticolare solfuri, presenti in alcune aree localizzate (Monte Argentario, Capalbio) ma non al Poggio del Leccio, dove invece si segnala il maggior numero di grotte. Queste considerazioni, insieme a diversi altri indizi di tipo morfologico, fanno propendere per un’origine in seguito a fenomeni di miscelazione tra acque dolci ed acque salate, o comunque in un contesto costiero. Nel complesso, infatti, i diversi tipi di cavità si inquadrano bene in un modello di speleogenesi costiero (Fig. 12) secondo il classico schema proposto da MYLROIE & CAREW (1990; 2000). Le cavità a camera si sono pro- babilmente formate a livello della tavola d’acqua, in un ambiente prospiciente ad un’an- tica linea di costa, e in una situazione morfologica parago- nabile a quella di alcune piat- taforme calcaree, emerse o sommerse, attualmente presenti in aree tropicali (ad esempio Florida, Bahamas, Yucatan). In questi contesti, risultano impor- tanti anche i fenomeni di disso- luzione innescati da processi di degradazione di sostanza orga- nica in condizioni anossiche, che portano alla formazione di H2S e che danno anche origine a quelle cavità note come blue hole (MYLROIE & CAREW, 2000). Si tratterebbe quindi di fenomeni isolati, non connessi a veri siste- mi carsici di drenaggio sotterra- neo, che si sviluppano in corri- spondenza di punti di maggior infiltrazione, spesso coincidenti con incroci di fratture. Le cavità a sviluppo orizzontale, sovente ramificate, sono ricon- ducibili ad almeno due genera- zioni. Tale circostanza risulta dalla distribuzione altimetrica delle grotte ad elevato indice di orizzontalità, definito come il rapporto tra sviluppo planimetri- co e sviluppo spaziale di una grotta (P I C C I N I , 1998), come mostrato nel grafico di Figura 13. Sopra il valore di 0,8, le grotte risultano suddivise in due gruppi ben distinti: il primo formato da 85 Fig. 10 - Profilo batimetrico della scogliera sommersa in corri- spondenza della Grotta dei Parapandulus, all’Isola di Giannutri, (da Alvisi et al., 1987, modificato). Batimetric profile of submerged reef close to the Grotta dei Parapandulus, at Giannutri island (after Alvisi et al., 1987, modified). Fig. 11 - Le brecce ossifere, deposte sopra crostoni calcitici, che riempiono relitti di cavità car- siche all’Isola di Giannutri, presso Cala Maestra, . The bones breccias, laying on a calcite flowstone, filling relict karts caves in the Giannutri Island, at Cala Maestra. Fig. 12 - Schema di formazione di cavità carsiche in ambiente costiero (da: MYLROIE & CAREW, 2000, modificato). Formation of caves in coastal environment (after: MYLROIE & CAREW, 2000, modified). Rapporti tra morfogenesi ... poche cavità relitte, situate intorno a 250 m di quota, con morfologie riconducibili a fenomeni di miscelazione in ambiente freatico lungo margini costieri; il secondo ubicato a quote inferiori e quindi più recente, formato da cavità a sviluppo orizzontale, situate in prossimità dell’attuale livello del mare o anche sotto a esso, e legate a fenomeni di miscelazione, innescati dal moto delle maree, in corrispondenza della tavola d’acqua, vale a dire in corrispondenza della linea di costa. Le cavità sottomarine, per le quali, a dire il vero, non si hanno descrizioni morfologiche di dettaglio, sono da mettere in relazione a fasi in cui il livello del mare era più basso dell’attuale e contengono abbondante con- crezionamento formatosi in condizioni vadose. Su que- ste concrezioni sono state seguite datazioni U/Th, che hanno dato, per un campione preso in una cavità dello scoglio dell’Argentarola, età comprese tra 206 e 245 ka, riferibili dunque alle fasi di basso eustatico tra gli stadi MIS 7.1 e MIS 6.4 (BARD et al., 2002). 6. CONCLUSIONI Le particolarità morfologiche dell’area, unitamente ai caratteri speleogenetici delle cavità, permettono di riconoscere alcune tappe evolutive dei fenomeni carsici che si conciliano abbastanza bene con le ricostruzioni paleogeografiche proposte per il Pliocene e il Quaternario da diversi autori (ad esempio PASQUARÈ et al., 1983; ZANCHI & TOZZI, 1987). L’origine delle superfici sommitali a bassa energia del rilievo, presenti ad esempio al Poggio del Leccio, rimane, in mancanza di indizi geologici significativi, un problema aperto. Una prima ipotesi è che in occasione della trasgressione Pliocenica si sia formata una vasta piattaforma d’erosione marina, che interessa l’insieme di isole di natura prevalentemente carbonatica in cui è suddivisa la porzione meridionale della dorsale medio- toscana. L’origine di questa piattaforma può essere stata favorita dalla litologia e dalla elevata permeabilità delle brecce carbonatiche. In queste condizioni si hanno, infatti, fenomeni di corrosione per miscelazione a livello della tavola d’acqua, che agiscono anche lon- tano dai margini costieri. Questi processi danno origine a cavità ramificate che, una volta che sono intercettate dall’arretramento delle falesie, facilitano il lavoro di smantellamento del moto ondoso. Non si può tuttavia escludere che la morfologia dolce delle zone sommitali, nelle zone di affioramento del Calcare Cavernoso, sia in parte ereditata dalla conformazione originaria del tetto di questa formazione o essere anche il prodotto di pro- cessi di modellamento in ambiente continentale durante le prime fasi di messa a nudo della successione tosca- na. Durante il Pliocene Superiore, le aree carbonati- che sono smembrate dalla tettonica e sollevate in modo differenziale. Alcune porzioni sono depresse sotto il livello del mare, mentre su quelle che vanno progressivamente sollevandosi si sviluppano forme car- siche legate alla presenza di una tavola d’acqua in prossimità della superficie, nonché cavità costiere ai margini. Il sollevamento, che prosegue anche nel Pleistocene, porta porzioni del plateau calcareo sino a 250-300 m di quota, conservati nelle superfici sommitali a bassa pendenza del Poggio del Leccio. Nel Pleistocene Medio-Superiore, si ha probabil- mente l’esumazione e lo smantellamento delle forme carsiche più antiche in corrispondenza delle superfici sommitali e dei versanti a controllo strutturale. Lungo le linee di costa si ha invece la formazione di una nuova generazione di cavità costiere, in corrispondenza della recente zona di oscillazione eustatica del livello del mare. Terrazzi e cavità carsiche legate a questa fase, sono attualmente dislocati sino a 70 m di altezza sul livello del mare attuale lungo le coste meridionali del M. Argentario. Secondo alcuni autori ciò potrebbe essere attribuito ad un basculamento verso N pre-Tirreniano che ha interessato l’Argentario (GRAUSO E ZARLENGA, 1991). In effetti, la morfologia del Monte Argentario si dif- ferenzia notevolmente da quella del Poggio del Leccio e dei Colli di Capalbio, anche in situazioni con litologia simile, indicando una maggiore attività morfodinamica legata sia alla maggiore esposizione ai processi d’ero- sione litorale sia, forse, ad un sollevamento più marcato e disomogeneo. Dati cronologici in grado di chiarire meglio la suc- cessione temporale delle fasi principali di sviluppo dei fenomeni carsici, al momento solo abbozzate, potranno venire dallo studio e dalla datazione dei riempimenti clastici, in particolare quelli fossiliferi, e dalla datazione con metodi radiometrici delle concrezioni, previsti per il proseguimento di questo studio. RINGRAZIAMENTI Si ringraziano il Prof. Carlo Bartolini e il Prof. Ugo Sauro per gli utili suggerimenti e il lavoro di revisione del primo manoscritto. BIBLIOGRAFIA AZZAROLI A., BORSELLI V., RUSTIONI M. (1990) - Nuovi ritrovamenti di fossili continentali in alcune isole 86 Fig 13- Distribuzione altimetrica delle cavità carsiche in funzio- ne del loro indice di orizzontalità (Io). Si noti come per valori superiori a 0,8, le cavità risultino divise in due famiglie ben distinte. Altitudinal distribution of caves vs horizontal index (Io). Note that caves with indexes more than 0.8 are grouped in two well shared sets. N. Iandelli & L. Piccini minori dell’arcipelago toscano. Atti Soc. Tosc. Sci. Nat., Mem., Serie A, 97, 15-30. ADIODATI G., FALLANI F., MAGAZZINI P., MORI E. (1998) - L’area carsica dei Poggi ad est di Orbetello. Allegato a Talp, Fed. Spel. Tosc., 18, 16 pp. A L V I S I M., B R U N I R. (1990) - Le grotte sommerse dell’Argentarola. Speleologia, Soc. Spel. It., 23, 17-22. ALVISI M., BRUNI R., CASADEI C., CHIESI M. (1987) - Giannutri: gioiello del Tirreno. Speleo, Speleo Club Firenze, 17, 3-12. BARD E., ANTONIOLI F., SILENZI S. 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