Impaginato Atti 11.. IINNTTRROODDUUZZIIOONNEE Il suolo, trovandosi all'interfaccia fra litosfera e bio- sfera, risente profondamente dei processi che alterano l'equilibrio di entrambe, registrandone gli effetti sotto forma di figure permanenti, analizzabili e riconoscibili mediante determinate tecniche analitiche. Pertanto, esso può divenire un importante indicatore delle varia- zioni ambientali che sono avvenute a partire dal Pliocene superiore, quando l’area mediterranea fu inte- ressata da fluttuazioni climatiche che produssero una alternanza tra condizioni subtropicali e climi oceanici (Cremaschi, 1992). In particolare, per quanto riguarda l’area Prealpina, un classico esempio di questa situazione, è dato dalle Terre Rosse1, ossia paleosuoli evolutisi su substrati calcarei in condizioni subtropicali - mediterra- nee (pre-glaciali o interglaciali), successivamente tron- cati da processi connessi al deterioramento climatico durante le diverse fasi glaciali del Pleistocene. Tali paleosuoli, ove si trovino legati a superfici topografiche Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 1155(1), 2002, 131-140 PPAALLEEOOSSUUOOLLII TTIIPPOO TTEERRRRAA RROOSSSSAA AALL MMAARRGGIINNEE PPRREEAALLPPIINNOO.. IILL CCAASSOO DDII SSTTUUDDIIOO DDEELL MMOONNTTEE CCAASSTTOO ((VVAALL SSAABBBBIIAA -- BBRREESSCCIIAA)) LL.. TTrroommbbiinnoo11 && FF.. FFeerrrraarroo22 1CNR - Centro Studio Geodinamica Alpina Quaternaria - Via Mangiagalli 34, 20133 Milano 2Università Degli Studi di Milano - Dipartimento di Scienze della Terra, Via Mangiagalli 34, 20133 Milano RIASSUNTO Paleosuoli Tipo Terra Rossa al Margine Prealpino. Il Caso di Studio del Monte Casto (Val Sabbia - Brescia). - L’area della Val Sabbia, nel suo tratto prealpino, è caratterizzata dalla presenza di una paleosuperficie su cui si sviluppano suoli di tipo Terra Rossa, spesso costituiti da coltri colluviate e, solo in particolari situazioni, conservati in posto. Il profilo in esame è stato identificato e descritto sulle pendici del Monte Casto, un piccolo rilievo calcareo che raggiunge i 400 m di quota. Il profilo è costituito da due unità pedologiche distinte che vanno a formare un profilo composito: l’unità profonda è un paleosuolo fersiallitico in posto, tipo Terra Rossa, mentre quella superficiale mostra le caratteristiche di una successione di più coltri di loess pedogenizzate. Le due unità sono state distinte in base alle loro caratteristiche micromorfologiche, chimiche e fisiche, e attraverso parametri e indici che ne hanno evidenziato il diverso grado di sviluppo morfologico e di espressione della pedogenesi: conseguenze, queste ultime, di un profondo cambiamento ambientale che ha interessato l’area in esame durante la sua storia geologica più recente. ABSTRACT Terra Rossa Paleosols on the Prealpine Border. The Study Case of Mount Casto (Val Sabbia, Brescia - Northern Italy). - The Prealpine reach of the Val Sabbia is characterised by the presence of a paleosurface strictly associated to the development of Terra Rossa type soils. They are often constituted by colluviated blankets of soil material and, only in particular situations, preserved in place. The described soil profile has been identified on the slopes of Mount Casto (a limestone plateau 400 m high). The profile is composed of two different pedologic units: the deeper one is a Terra Rossa fersiallitic paleosol in place, while the upper one is a soil developed from some loess blankets. The two units can be identified on the basis of their micromorphological, chemical and physical characteristics and, above all, using indexes and parameters enhancing their different degree of morphological development and of pedogenetic expression; the latter due to a paleoenvironmental change affecting the study area during its recent geological history. Parole Chiave: Terra Rossa, paleosuolo, micromorfologia del suolo, analisi elementi maggiori, Italia settentrionale. Key-words: Terra Rossa, paleosol, soil micromorphology, major elements analysis, Northern Italy. 1 Non potendo citare in maniera adeguata oltre 150 anni di dibattito scientifico sulla Terra Rossa (in italiano nel testo - Zippe, 1853), per quanto riguarda la definizione di Terra Rossa si rimanda a una recente sintesi sui suoli rossi mediterranei di Yaalon (1997), secondo cui il termine Terra Rossa viene utiliz- zato più o meno rigorosamente, per indicare i suoli rossi super- ficiali o poco profondi, che si sviluppano sui calcari in area Mediterranea. stabili e non siano sepolti da una coltre di sedimenti suf- ficientemente spessa da isolarli definitivamente dalla superficie, sono soggetti a fenomeni pedogenetici in equilibrio con il clima attuale ed estranei alle prime fasi del loro sviluppo (Cremaschi, 1987). 22.. MMAATTEERRIIAALLII EE MMEETTOODDII La descrizione di campagna del profilo è stata effettuata attenendosi agli schemi suggeriti da Hodgson (1976). Il colore dei vari orizzonti e di eventuali screzia- ture è stato determinato utilizzando le tavole Munsell ® (1994). La designazione degli orizzonti è stata scelta in base alle Keys to Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1990). I campioni per le analisi sono stati prelevati sia come indisturbati, sia per le analisi quantitative. Le analisi pedologiche di routine sono state svolte seguendo i criteri generali proposti da Avery e Bascomb (1974) e da Gale e Hoare (1991). Le analisi granulome- triche sono state condotte per vagliatura e aerometria. La determinazione quantitativa del ferro estraibile ha previsto l’impiego di soluzioni di ditionito citrato, di ammonio ossalato e di sodio pirofosfato. La separazio- ne dei minerali pesanti è stata effettuata su materiale di granulometria compresa tra 63 µm e 180 µm, preventi- vamente decarbonatato e deferrificato, utilizzando, come liquido pesante, il metatungstato di sodio, prepa- rato a densità 2.9 g/cm3. Per l’analisi geochimica degli elementi maggiori sono state selezionate le frazioni granulometriche più fini, precisamente: limo grossolano (coarse - 63 µm - 31.2 µm), limo medio (medium - 31.2 µm - 11 µm), limo fine + argilla (fine - inferiori a 11 µm). La dissoluzione del substrato carbonatico, campionato alla base del pro- filo è avvenuta per immersione in bagno di acido acetico (99-100%) per oltre 2 mesi. Sui campioni così preparati è stata condotta un’analisi geochimica attraverso la spettrometria per fluorescenza ai raggi X e spettrofoto- metria ad assorbimento atomico, al fine di determinare la composizione percentuale degli ossidi degli elementi maggiori e in parti per milione dello zirconio. Per quanto riguarda la descrizione micromorfologi- ca, le osservazioni sono state condotte secondo i cano- ni proposti nel Handbook for Soil Thin Section Description (Bullock et al., 1985). Talora, nel corso della discussione è stata parzialmente utilizzata la terminolo- gia del sistema descrittivo proposto da Brewer (1964). 33.. IINNQQUUAADDRRAAMMEENNTTOO GGEENNEERRAALLEE Il Monte Casto (Fig. 1) è un piccolo rilievo che rag- giunge i 400 m di quota, costituito da calcare della “Corna”, ossia calcare compatto, di colore bianco avo- rio, giallo grigio, stratificato con strati potenti, a volte indistinti, del Triassico Superiore - Giurassico Inferiore (definizione di Curioni, 1877). La sommità del Monte Casto, come quella di altri rilievi presenti nell’area, è interessata dalla presenza di 132 Fig. 1 - Carta topografica dell’area e localizzazione del profilo. Topographic map and profile location. L. Trombino & F. Ferraro superfici a debole energia di rilievo: dal punto di vista geomorfologico esse sono i lembi di un penepiano Tardo Terziario, smantellato a seguito di fenomeni tetto- nici (Chardon, 1975). Su una di tale paleosuperficie si sviluppa un paleosuolo di tipo Terra Rossa (Chardon, 1975), costituito da coltri sottili e/o colluviate, solo in particolari situazioni conservato in posto per spessori superiori al metro; spesso la Terra Rossa risulta coperta da depositi loessici di spessore variabile. Per quanto riguarda l’evoluzione quaternaria della Val Sabbia, essa risulta essere stata interessata da varie fasi di espansione glaciale: riferendosi alla inter- pretazione fornita da Chardon (1975), durante la sua massima avanzata il ghiacciaio della Val Sabbia sareb- be giunto fino all’altezza di Barghe (pochi chilometri a monte dell’area studiata), mentre autori precedenti, quali Venzo (1965), identificano depositi morenici anche più a valle del sito, nella zona di Clibbio. 44.. CCAARRAATTTTEERRIIZZZZAAZZIIOONNEE DDEELL PPRROOFFIILLOO 44..11.. DDeessccrriizziioonnee Il profilo è stato descritto sulla parete di una cava abbandonata, che incide il versante nord occidentale del rilievo, non lontano dalla sua sommità. La superficie di campagna si trova ad una quota di 370 m s.l.m. e la copertura vegetale è essenzialmente costituita da Robinia pseudoacacia. Gli orizzonti identificati sono (Fig. 2): O 0 - 20 cm, lettiera e orizzonte organico Bw1 20 - 45 cm, 7.5 YR 6/6 (giallo rossastro), franco limoso argilloso, aggregazione poliedrica angolare minuta debolmente sviluppata, poliedri moderata- mente deboli, presenza di un livello organico nei pressi del limite superiore, limite inferiore diffuso con Bw2 45 - 100 cm, 7.5 YR 5/6 (giallo rossastro), come il precedente, eccetto aggregazione moderatamente sviluppata, rari rivestimenti di argilla sulla superfi- cie dei poliedri, presenza di aggregati subarroton- dati di materiale argilloso, limite graduale con 2Bt1 100 - 135 cm, 5 YR 5/6 (rosso giallastro), franco argilloso, aggregazione poliedrica angolare forte- mente sviluppata, poliedri resistenti, presenza di rivestimenti di argilla e di noduli e rivestimenti di Fe-Mn, limite diffuso con 2Bt2 135 - 200 cm, 5 YR 5/8 (rosso giallastro), come il precedente eccetto argilloso, limite chiaro e irrego- lare con il substrato. 44..22.. GGrraannuulloommeettrriiee Le curve granulometriche cumulative (Fig. 3) con- sentono una precisa caratterizzazione degli orizzonti del profilo. In particolare, le curve degli orizzonti Bw1 e Bw2 mostrano un andamento che ricade nel campo compre- so tra la curva del loess fresco e quella del loess altera- to, queste ultime costruite da Cremaschi (1987) sulla base di 70 campioni prelevati ai margini prealpino ed appenninico. Per quanto riguarda gli orizzonti 2Bt1 e 2Bt2, l’argilla diviene la frazione granulometrica domi- nante; nell’orizzonte 2Bt1 anche il contenuto in sabbia fine e molto fine non è trascurabile. 44..33.. MMiiccrroommoorrffoollooggiiaa In sezione sottile l’orizzonte Bw1 è caratterizzato da aggregati poliedrici, separati da numerosi vuoti pla- nari (Fig. 4/a). La massa di fondo è costituita da grani di 133 Fig. 2 - Il profilo del Monte Casto. Mount Casto profile. quarzo e lamelle di mica delle dimensioni massime rispettivamente della sabbia media e della sabbia fine. La frazione fine è costituita da una massa bruno - gialla- stra, da nebulosa a maculata, costituita da argilla e grani minerali della dimensione del limo, questi ultimi inducono una b-fabric cristallitica. Nella parte superiore della sezione sottile sono presenti resti vegetali solo parzialmente decomposti (Fig. 4/b), mescolati ad aggre- gati granulari di piccole dimensioni. Infine, per quanto riguarda le figure pedologiche, esse sono costituite essenzialmente da noduli e impregnazioni amorfe di ferro - manganese. Da un punto di vista micromorfologico, l’orizzonte Bw2 è abbastanza simile al Bw1: la microstruttura è sostanzialmente identica, così come sono corrisponden- ti le caratteristiche mineralogiche della frazione fine e grossolana, ad esclusione della presenza di alcuni fram- menti subarrotondati di selce con dimensioni superiori ai 2 mm, di probabile provenienza esterna. I resti vegetali sono assenti, mentre sono stati descritti aggregati subarrotondati di argilla rossastra, interpretabili come pedorelitti (Brewer, 1964 - Fig. 4/c). Infine, per quanto riguarda le figure pedologiche, oltre a quelle amorfe, sono presenti rari frammenti arrotondati di argilla biri- frangente (papulae, Brewer, 1964 - Fig. 4/d). L’orizzonte 2Bt1 si differenzia molto bene da quelli descritti in precedenza. La sua massa di fondo è carat- terizzata dalla presenza di aggregati poliedrici separati da vuoti planari (Fig. 4/e): lo stesso tipo di vuoti, ma più sottili, disloca ulteriormente gli stessi poliedri. La frazio- ne grossolana è costituita da scarsi grani di quarzo e scaglie di mica, con rari frammenti di selce. La frazione fine è costituita da una massa rossa di argilla e ossidi di ferro, opaca, a b-fabric da maculata a striata (Fig. 4/f). Le figure pedologiche tessiturali sono costituite da rive- stimenti di argilla rosso - giallastri, mentre quelle amorfe da noduli di ferro - manganese della dimensione massi- ma della sabbia grossolana. Paleosuoli tipo Terra Rossa ... L’orizzonte 2Bt2 mostra le stesse caratteristiche micropedologiche del precedente, eccezion fatta per un minore contenuto in costituenti minerali grossolani. Per una descrizione più dettagliata delle sezioni sottili si rimanda all’appendice. 44..44.. AAnnaalliissii CChhiimmiiccaa I risultati ottenuti dall’analisi degli elementi mag- giori e dello zirconio (Tab. 1), condotti sulle frazioni gra- nulometriche limose e argillosa dei principali orizzonti del profilo e sul residuo insolubile prodotto per dissolu- zione dei carbonati del substrato in acido acetico, per- mettono una ulteriore caratterizzazione delle entità pedogenetiche che costituiscono il profilo del Monte Casto. Una prima osservazione riguarda la differenza esi- stente tra la composizione della coppia di orizzonti Bw1 - Bw2 rispetto al 2Bt1, quest’ultimo campionato verso il suo limite inferiore, in modo da essere rappresentativo dell’intera porzione profonda del profilo; l’orizzonte 2Bt1, infatti, mostra un tenore in silicio mediamente più basso, un contenuto in alluminio e ferro superiore, ed un mode- rato quantitativo di calcio. D’altro canto, sempre dal punto di vista chimico, il materiale (o i materiali) da cui si è sviluppato il profilo non sembra essere corrispondente al residuo insolubile della dissoluzione del calcare: que- st’ultimo, infatti risulta molto più ricco in silice (resistente all’alterazione) rispetto agli ossidi degli altri elementi chi- mici (cfr. Macleod, 1980; Olson et al., 1980; Frolking et al., 1983; Vanmechelen et al., 1993). Alla luce di questa 134 Fig. 3 - Curve granulometriche cumulative degli orizzonti del profilo, confrontate con le curve teoriche del loess fresco ed alterato (modi- ficato da Cremaschi, 1987). Grain size cumulative curves of the profile horizons in comparison with the fresh loess and weathered loess curves (modified from Cremaschi, 1987). SSiiOO22 AAll22OO33 FFee22OO22 MMnnOO TTiiOO22 PP22OO55 MMggOO NNaa22OO CCaaOO KK22OO ZZrrOO22 BB11 -- CC 69.00 13.29 3.96 0.08 2.47 0.04 0.47 1.12 0.17 2.06 351 BB11 -- MM 66.02 15.66 4.54 0.02 2.63 0.06 0.42 0.91 0.53 2.60 583 BB11 -- FF 47.51 24.66 7.88 0.09 2.57 0.17 1.14 0.30 0.37 2.46 431 BB22 -- CC 63.50 16.79 4.91 0.10 2.53 0.02 0.55 1.75 0.18 2.49 376 BB22 -- MM 60.35 18.45 5.65 0.00 2.61 0.04 0.54 0.73 0.37 2.62 518 BB22 -- FF 49.68 23.93 7.65 0.08 2.49 0.16 1.11 0.29 0.44 2.38 446 22BBtt11 -- CC 50.10 22.51 8.52 0.06 2.53 0.09 1.08 0.62 0.28 2.21 334 22BBtt11 -- MM 54.04 20.43 7.29 0.09 2.58 0.06 1.03 0.61 0.85 2.26 353 22BBtt11 -- FF 46.45 23.97 7.57 0.10 2.57 0.10 1.51 1.16 0.66 2.94 315 rreessiidduuoo 67.62 7.39 2.26 0.02 1.75 0.04 0.15 0.14 0.39 0.45 168 Tab. 1 - Composizione elementale degli orizzonti: valori espressi in percen- tuale eccetto ZrO 2 in ppm, H2O non mostrata (C = Coarse; M = Medium; F = Fine). Elemental composition of the horizons: values in percentage, ZrO2 in ppm, H 20 not showed (C = Coarse; M = Medium; F = Fine). L. Trombino & F. Ferraro mancata corrispondenza chimica tra orizzonti superficia- li e orizzonte profondo, e tra quest’ultimo ed il residuo insolubile, è possibile ipotizzare che l’intero profilo sia stato interessato da apporti di materiale alloctono, in quantità, tempi diversi e proveniente da più sorgenti. 44..55.. AAnnaalliissii ddeeii MMiinneerraallii PPeessaannttii La determinazione dell’assemblaggio dei minerali pesanti fornisce un elemento di differenziazione tra le due porzioni del profilo, sia da un punto di vista minera- logico, sia per quanto riguarda il livello di alterazione raggiunto (Tab. 2). La coppia di orizzonti Bw1 e Bw2 mostra una com- posizione mineralogica drasticamente dominata dagli anfiboli (59% e 45%) che, aggiunti ai pirosseni e agli epidoti, portano il totale dei minerali poco resistenti all’alterazione al 75% (Bw1) e al 63% (Bw2). Le specie mineralogiche più stabili (zircone, tormalina e rutilo), al contrario, presentano un contenuto del 7% circa per entrambi gli orizzonti. La prima coppia di orizzonti è anche caratterizzata dalla presenza esclusiva di cianite e clorite. La situazione cambia nettamente con l’orizzon- te 2Bt1, che mostra un contenuto in anfiboli pari al 25%, un totale di minerali poco stabili dell’ordine del 52% ed un quantitativo di zircone, rutilo e tormalina più che dop- pio rispetto agli orizzonti precedenti. Dunque, due differenti mineralogie si manifestano nel medesimo profilo, con una alterazione crescente nel senso della profondità. Infatti l’orizzonte Bw2 risulta lie- vemente più alterato del soprastante Bw1, mentre l’oriz- zonte 2Bt1 è più alterato di entrambi i precedenti. 55.. GGLLII IINNDDIICCII CCAALLCCOOLLAATTII I dati ricavati dalle descrizioni e dalle analisi con- dotte sui singoli orizzonti possono essere utilizzati, oltre che per un confronto diretto tra i singoli parametri, 135 A B D F C E Fig. 4 - Il profilo del Monte Casto in sezione sottile: a) orizzonte Bw1, massa di fondo (PPL - 16x); b) orizzonte Bw1, resti vegetali (PPL - 25x); c) orizzonte Bw2, pedorelitto (PPL - 25x); d) orizzonte Bw2, papula (XPL - 400x); e) orizzonte 2Bt1, massa di fondo (PPL - 25x); f) orizzonte 2Bt1, massa di fondo (XPL - 25x). Mount Casto profile in thin section: a) horizon Bw1, groundmass (PPL - 16x); b) horizon Bw1, vegetal fragments (PPL - 25x); c) horizon Bw2, pedorelict (PPL - 25x); d) horizon Bw2, papula (XPL - 400x); e) horizon 2Bt1, groundmass (PPL - 25x); f) horizon 2Bt1, ground- mass (XPL - 25x). Paleosuoli tipo Terra Rossa ... orizzonti dell’unità profonda rispetto a quelli superficiali, per i quali il grado di arrossamento è moderato (Fig. 6). 55..33.. IInnddiiccee ddeell FFeerrrroo AAttttiivvoo L’indice del ferro attivo, calcolato secondo Rhodes e Sutton (1978) e secondo Arduino et al. (1984) mostra i seguenti valori: OOrriizzzzoonnttee RRhhooddeess ee SSuuttttoonn AArrdduuiinnoo eett aall.. Bw1 0.84 7.63 Bw2 0.82 9.52 2Bt1 0.73 15.19 2Bt2 0.71 16.67 anche per una elaborazione più complessa, attraverso la determinazione di appropriati indici che forniscono ulteriori informazioni sullo stato di evoluzione dei suoli. 55..11.. UUnniiffoorrmmiittàà ddeell PPaarreenntt MMaatteerriiaall La valutazione di uniformità del parent material è lo strumento “quantitativo” per identificare le principali discontinuità che interessano il profilo (per una sintesi su questo argomento si rimanda a Vidic, 1994). A tale scopo viene utilizzato il confronto dei rapporti tessiturali, chimici e mineralogici degli orizzonti del suolo (Fig. 5). Il primo parametro utilizzato in questa sede è il rapporto tra il contenuto in limo e quello in sabbia dei vari campioni (Busacca e Singer, 1989). I risultati otte- nuti mostrano una variazione di tale rapporto tra l’oriz- zonte 2Bt1 e la parte superiore del profilo. Infatti, gli orizzonti Bw1 e Bw2 (rappresentati graficamente fuori scala) hanno un indice pari a 5.60 e 4.16 rispettivamen- te, mentre il 2Bt1 raggiunge appena l’1.23. La lieve dif- ferenza esistente tra i due orizzonti Bw sembra dipende- re dalla maggiore alterazione di Bw2. Il primo dei parametri chimici utilizzati è la distribu- zione del titanio all’interno del profilo (Brewer, 1964). Data la costanza dei valori misurati per questo elemento, tale indice non fornisce nessuna informazione sulla pre- senza di discontinuità, anzi sembrerebbe indicare una sostanziale uniformità del profilo. Al contrario, gli altri indici chimici utilizzati (Busacca e Singer, 1989) sono indicativi della disomogeneità esistente tra l’orizzonte 2Bt1 e quelli soprastanti. Sia il rapporto calcio / zirconio, sia quello ferro / zirconio presentano infatti una brusco incremento in corrispondenza di tale orizzonte. Questo andamento pare condizionato da variazioni che interes- sano tutti e tre gli elementi considerati, ovviamente con intensità e segno che sono specifiche. Infine, anche gli indici mineralogici confermano la separazione tra l’orizzonte 2Bt1 e la porzione soprastan- te del profilo: per quest’ultimo orizzonte infatti, gli indici calcolati secondo Brewer2 (1964) - e Cremaschi3 (1978) mostrano valori tre - quattro volte superiori a quelli degli orizzonti Bw1 e Bw2. È dunque possibile conclu- dere che il profilo del Monte Casto sia interessato da una diso- mogeneità chimica e mineralogi- ca, condizionata quindi da una diversa litologia nel parent mate- rial, coincidente con il limite supe- riore dell’orizzonte 2Bt1, che per altro, corrisponde a una disconti- nuità nell’organizzazione macro e microscopica del profilo. 55..22 IInnddiiccee ddii AArrrroossssaammeennttoo L’indice di arrossamento (Torrent et al., 1980) riferito al profilo del Monte Casto evidenzia la maggiore rubefazione degli 136 2 zircone + tormalina –––––––––––––––– prosseni + anfiboli 3 zircone + tormalina + ossidi di titanio ––––––––––––––––––––––––––––– pirosseni + anfiboli + epidoti BB11 BB22 22BBtt11 ttrraassppaarreennttii 80.5 61.7 69.4 ooppaacchhii 19.5 38.3 30.6 zziirrccoonnee 1.9 4.7 7.9 ttoorrmmaalliinnaa 5.1 0.7 4.6 rruuttiilloo 0.0 1.3 2.6 ppiirroosssseennii 4.5 6.0 5.9 aannffiibboollii 58.6 44.7 25.0 eeppiiddoottii 11.5 12.0 21.1 ggrraannaattii 5.1 7.3 13.2 ssttaauurroolliittee 1.9 2.7 3.9 ssffeennee 0.6 1.3 4.6 cciiaanniittee 1.3 4.0 0.0 cclloorriittee 2.5 2.7 0.0 bbaarriittee 0.6 1.3 2.0 aallttrrii 0.0 1.3 0.7 aalltteerraattii 5.7 10.0 8.6 Tab. 2 - Assem- blaggio dei minera- li pesanti del profilo del Monte Casto (valori espressi in percentuale). Heavy minerals composition of Mount Casto profi- le (values in per- centage). Fig. 5 - Valutazione di uniformità del parent material del profilo del Monte Casto [rapporto limo / sabbia da Busacca e Singer (1989); contenuto in TiO2 da Brewer (1964); rapporti CaO / ZrO2 e Fe2O3 / ZrO2 da Busacca e Singer (1989); indici mineralogici da Brewer (1964) e Cremaschi (1978)]. Parent material uniformity of Mount Casto profile [silt / sand ratio, from Busacca and Singer (1989); TiO2 content, from Brewer (1964); CaO / ZrO2 and Fe2O3 / ZrO2 ratios, from Busacca and Singer (1989); mineralogical indexes from Brewer (1964) and from Cremaschi (1978)]. L. Trombino & F. Ferraro È evidente una chiara diffe- renziazione tra le due unità che compongono il profilo, con un livello di maggiore alterazione pedogenetica per quanto riguar- da gli orizzonti più profondi. 55..44.. LLaa PPeerrcceennttuuaallee RReessiidduuaa ddeeggllii EElleemmeennttii OOrriiggiinnaarrii Partendo dai dati ottenuti attraverso le analisi in fluorescen- za ai raggi X e assorbimento ato- mico è anche possibile determi- nare le variazioni delle quantità relative dei singoli elementi avve- nute durante la pedogenesi, attraverso il calcolo della percen- tuale residua degli elementi origi- nari 4 (Percentage of Element Remaining - Busacca, 1982; Busacca et al., 1988; Busacca e Singer, 1989). In questo caso, la percentuale residua degli ele- menti originari è stata calcolata riferendosi alla composi- zione chimica del residuo insolubile della dissoluzione del calcare come parent material ed utilizzando lo zirco- nio come elemento indice. Alla luce del fatto che il profilo si è sviluppato a partire da almeno due distinti materiali, come determina- to dalla valutazione di uniformità del parent material (§ 5.1.), i risultati che si ottengono per le due porzioni del profilo sono profondamente diversi (Tab. 3). Ciononostante, è sembrato significativo procedere con la indicizzazione, quanto meno per un confronto quanti- tativo tra le due unità. In realtà, il problema appare ancora più complesso in quanto, sia per il gruppo di orizzonti Bw1 e Bw2, sia per l’orizzonte 2Bt1 si ricava una generalizzata presenza di arricchimenti (valori resi- dui che superano il 100%). Di solito, tali arricchimenti sono legati all’esplicarsi dei fenomeni pedogenetici, che provocano una concentrazione degli elementi più stabili, a causa della perdita per alterazione di quelli meno sta- bili (e.g. Busacca e Singer, 1989). Nel caso specifico, però, la percentuale residua non sembra seguire sola- mente questo schema: sono infatti presenti anche arric- chimenti di elementi di facile alterazione (e.g. sodio e magnesio) accanto a perdite di elementi più stabili (e.g. titanio). Appare chiaro come il residuo insolubile non costituisca, da solo, il materiale originario su cui ha avuto luogo la pedogenesi, ma debba, necessariamen- 137 Fig. 6 - L’indice di arrossamento del profilo del Monte Casto Reddening Index of Mount Casto profile. SSiiOO22 AAll22OO33 FFee22OO22 MMnnOO TTiiOO22 PP22OO55 MMggOO NNaa22OO CCaaOO KK22OO BB11 -- CC 48.74 85,87 83.96 158.58 67.55 55.12 151.39 370.48 20.60 217.53 BB11 -- MM 28.09 60.95 57.89 27.93 43.32 46.61 80.83 180.62 39.66 165.88 BB11 -- FF 27.33 129.78 135.95 138.81 57.09 186.81 297.79 80.60 37.36 211.66 BB22 -- CC 41.84 101.22 97.04 184.30 64.41 31.38 163.71 538.90 20.70 245.59 BB22 -- MM 28.91 80.87 81.23 5.45 48.41 36.84 118.12 163.60 30.84 187.67 BB22 -- FF 27.62 121.71 127.49 130.17 53.54 175.19 279.27 75.58 42.78 198.50 22BBtt11 -- CC 37.16 152.75 189.58 112.96 72.50 122.55 364.26 215.93 36.10 245.13 22BBtt11 -- MM 37.95 131.26 153.55 166.94 69.96 76.69 327.70 201.44 104.46 237.67 22BBtt11 -- FF 36.56 172.62 178.67 217.31 78.18 157.20 537.20 427.01 90.58 346.88 rreessiidduuoo 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Tab. 3 - La percentuale residua degli elementi ori- ginari del profilo del Monte Casto, riferita alla composizione chimica del residuo insolubile della dissoluzione del calcare del substrato. Percentage of Element Remaining of Mount Casto Profile, using the insoluble residue of lime- stone dissolution as parent material 4 Eh x Ipm %ER = –––––––– x 100 Epm x Ih • %ER percentuale residua dell'elemento considerato nell'oriz- zonte (rispetto ad un contenuto originale del parent material pari al 100%); • Eh concentrazione dell'elemento considerato nell'orizzonte; • Epm concentrazione dell'elemento considerato nel parent material; • Ih concentrazione dell'elemento indice (titanio o zirconio) nell'orizzonte; • Ipm concentrazione dell'elemento indice (titanio o zirconio) nel parent material. Paleosuoli tipo Terra Rossa ... te, essere stato addizionato da contributi di materiale alloctono. Tali contributi risultano massimi, se non esclusivi, per quanto riguarda l’unità superficiale, mentre più limitati, anche se evidenti, per l’orizzonte 2Bt1. Venendo ad osservazioni più strettamente pedo- genetiche, è possibile notare come per l’orizzonte 2Bt1 incrementi evidenti siano relativi a ferro, alluminio e manganese, cioè elementi legati ai fenomeni di rubefa- zione, di formazione di noduli e neoformazione e/o tran- slocazione di argille. Viceversa gli incrementi che tale orizzonte manifesta per magnesio, sodio, fosforo e par- zialmente per il potassio (elemento stabile), sarebbero da imputarsi, in massima parte, al contributo di materia- le di provenienza esterna. Anche l’incremento di allumi- nio nell’unità profonda potrebbe essere imputabile alme- no in parte ad una contaminazione eolica a lungo raggio (Molinaroli et al., 1993) e non solo al manifestarsi dei fenomeni pedogenetici, precedentemente citati. 66.. DDIISSCCUUSSSSIIOONNEE Il profilo identificato e descritto sulle pendici del Monte Casto è costituito da due unità pedologiche distinte che vanno a formare un profilo composito: l’u- nità profonda è costituita dagli orizzonti 2Bt1 e 2Bt2, quella superficiale, dagli orizzonti O, Bw1 e Bw2. Le due unità sono distinguibili in base alle loro caratteristiche morfologiche, chimiche e fisiche, ed anche attraverso i parametri utilizzati per evidenziarne il diverso grado di sviluppo morfologico e di espressione della pedogenesi. Per quanto riguarda l’unità profonda, essa è costi- tuita da un suolo fersiallitico (Duchaufour, 1983), una Terra Rossa, che mostra le sue tipiche caratteristiche micromorfologiche, chimiche (rubefazione), granulome- triche (tenore in argilla). In particolare, per quanto riguarda la micromorfologia, la relativa scarsità di figure pedologiche tessiturali sulla superficie dei vuoti non è in contraddizione con lo sviluppo di suolo fersiallitico, quanto piuttosto con l’incorporazione di tali figure nella massa di fondo a seguito di processi di shrink – swell, che inducono una b-fabric striata, come sintetizzato da Fedoroff (1997). Inoltre, per quanto riguarda i rapporti tra la sequenza profonda ed il substrato, non vi sono state identificate evidenze di fenomeni di trasporto lungo versante a carico di tali orizzonti: è dunque possibile ipotizzare che il substrato calcareo costituisca (almeno in parte) il parent material di tale porzione di suolo. D’altro canto, occorre anche considerare la Terra Rossa come un suolo di origine poligenetica, in cui si somma- no gli effetti di diversi processi pedogenetici con una intensità relativa che può essere estremamente variabi- le da caso a caso (Cremaschi, 1987; Fedoroff, 1997; Trombino, 1998): in questo caso risultano evidenti apporti di materiale esterno, probabilmente di natura eolica ad ampio raggio, come confermato dallo squilibrio chimico esistente tra la composizione del residuo insolu- bile della dissoluzione del calcare, ed il suolo stesso. Infine, la sequenza profonda manca degli orizzonti superficiali, ha quindi subito una troncatura, causata da fenomeni di tipo erosionale. Un primo elemento di caratterizzazione dell’unità superficiale è dato dal parent material dal quale essa si è formata: le caratteristiche sedimentologiche degli oriz- zonti Bw1 e Bw2 sembrano indicare la deposizione di una o più coltri di loess successivamente pedogenizza- te. Accanto a questa sorgente di tipo eolico occorre con- siderare la presenza di materiale messo in posto da fenomeni di versante, in particolare per l’orizzonte Bw2, nel quale sono stati identificati pedorelitti arrotondati e papulae. Tali figure, infatti, sono legate a fenomeni di colluviazione (Mücher et al., 1972; Bresson, 1974; Cremaschi, 1991). Dal punto di vista dell’alterazione pedogenetica, essa risulta essere stata sensibile anche per l’unità superficiale, anche se di intensità molto mino- re rispetto a quella della Terra Rossa. La superficie che separa le due unità è di facile identificazione, ma gli orizzonti di cui essa costituisce il limite mostrano una zona di transizione, che permette di ipotizzare un certo riarrangiamento. Tale riarrangiamen- to risulta significativo in quanto sembra indicare che la separazione “fisica” delle due unità non vada semplice- mente intesa come un evento unico, di breve durata. Due sono infatti gli aspetti rilevanti di questa condizione: in primo luogo è possibile invocare un’alternanza di fasi di aggradazione e degradazione del profilo che, in corri- spondenza della discontinuità, hanno aumentato il grado di riorganizzazione del materiale. In secondo luogo, la deposizione di una coltre di materiale loessico è un evento che interessa archi di tempo relativamente lunghi, con frequenti apporti di modeste quantità di materiale: un tipo di deposizione che implica un rallenta- mento piuttosto che una netta interruzione dei fenomeni pedogenetici (Cremaschi, 1987; Cremaschi e Busacca, 1994; Busacca e Cremaschi, 1998). 77.. CCOONNCCLLUUSSIIOONNII La pedogenesi del profilo descritto sul Monte Casto presenta caratteristiche polifasiche. Partendo dal basso, nel profilo è registrata una prima fase pedogene- tica piuttosto spinta, che ha portato alla formazione di un suolo di tipo Terra Rossa, evidenza di una pedoge- nesi fersiallitica in clima Mediterraneo (Duchaufour, 1983). Questo primo momento è stato seguito da una interruzione della pedogenesi, connessa ad una fase cli- matica che ha portato alla troncatura e all’erosione del profilo, quindi alla deposizione di materiale “fresco”. Tale materiale risulta di origine prevalentemente eolica (loess), con un moderato apporto dovuto a fenomeni di colluviazione lungo il versante. Molto probabilmente le fasi di degradazione del profilo sono state più di una, e l’apporto di materiale ha interessato un intervallo di tempo significativo, coincidente, almeno in parte, con la ripresa della pedogenesi. Le fasi pedogenetiche più recenti, che hanno inte- ressato la coltre di sedimenti eolici, sono state sicura- mente meno intense della fase antica, ma comunque caratterizzate da processi di decarbonatazione, di scar- sa translocazione di argilla e di moderata rubefazione. Infine, appare necessario puntualizzare alcune osservazioni paleoclimatiche e cronologiche. La genesi geomorfologica della paleosuperficie su cui si sviluppa la Terra Rossa al Tardo Terziario (Chardon, 1975), per- mette di collocare il termine post quem per l’origine e lo sviluppo di questo paleosuolo nel Quatenario. D’altra parte, lo sviluppo di suoli con caratteristiche simili a quelle degli orizzonti profondi del profilo descritto neces- sita di specifiche condizioni climatiche e ambientali che possono essere connesse a periodi caldi come quelli occorsi prima del Pleistocene glaciale (dunque Pleistocene Inferiore - Cremaschi, 1987; Cremaschi e Ginesu, 1990) o durante gli interglaciali del Pleistocene Medio (Magaldi et al., 1985; Magaldi e Bidini, 1991). Mancando elementi certi per datare la fase pedogeneti- ca antica e le fasi pedogenetiche successive e, alla luce della natura poligenetica della Terra Rossa, l’attribuzio- ne cronologica del paleosuolo ad uno dei periodi sopra- citati risulta alquanto difficoltosa. Il confronto dei livelli di alterazione raggiunti da paleosuoli simili, citati in lettera- tura, non risulta definitivo a causa della non corrispon- denza geografica dei diversi profili: probabilmente solo uno studio pedostratigrafico dell’area potrebbe contribui- re alla risoluzione di tale problema cronologico, seppure in modo relativo. Ciononostante, il caso di studio del Monte Casto 138 L. Trombino & F. Ferraro risulta così un ulteriore esempio di come il suolo resti un imprescindibile strumento nella ricostruzione del nostro passato più recente, proprio in virtù della sua sensibilità alle variazioni che interessano litosfera, biosfera e atmo- sfera, di cui esso costituisce l’interfaccia. Parte integran- te di uno studio paleopedologico sono, in questo senso, tutti gli approcci in grado di mettere in luce, con la mag- giore sensibilità possibile, le tracce di queste variazioni, registrate sotto varia forma all’interno del profilo del suolo. AAPPPPEENNDDIICCEE DDEESSCCRRIIZZIIOONNEE DDEELLLLEE SSEEZZIIOONNII SSOOTTTTIILLII Le descrizioni sono state effettuate secondo i canoni proposti nel Handbook for Soil Thin Section Description (Bullock et al., 1985). Talora, nel corso della discussione è stata parzialmente utilizzata la terminolo- gia del sistema descrittivo proposto da Brewer (1964). Le classi di frequenza nella descrizione sono state attri- buite secondo le “general purpose classes” (Bullock et al. 1985) come segue: più che dominante > 70 %; domi- nante 50-70 %; comune 30-50 %; frequente 15-30 %; scarso 5-15 %; raro < 5 %. BBww11 - Microstruttura e Porosità: microstruttura subangular blocky; comuni planes ad andamento orto- gonale e lume dalla dimensione massima della sabbia fine - media, scarsi canali a lume dalla dimensione mas- sima della sabbia grossolana, scarsi vuoti di costruzione in corrispondenza di un livello organico. Massa di Fondo: materiale grossolano costituito da comuni grani di quarzo, subarrotondati, lisci, equidimensionali - tabu- lari, di dimensioni fino alla sabbia grossolana, frequenti lamine di mica, subangolari, ondulate, tabulari, di dimensioni fino alla sabbia fine; materiale fine costituito da una massa di argilla, limo e ossidi di ferro, bruno giallastra, nebulosa - a mosaico, con b-fabric cristalliti- ca; limite c/f 10 µm, rapporto c/f 45/55, distribuzione relativa c/f porfirica. Costituenti Organici: resti vegetali parzialmente decomposti, concentrati nella parte supe- riore della sezione sottile. Figure Pedologiche: amorfe scarsi noduli di Fe-Mn, tipici, di dimensioni fino alla sab- bia grossolana, scarse impregnazioni di Fe-Mn. BBww22 - Microstruttura e Porosità: microstruttura subangular blocky; comuni planes a lume dalla dimen- sione massima della sabbia fine - media, rari canali a lume dalla dimensione massima della sabbia media; presenza di aggregati arrotondati a matrice argillosa rossastra. Massa di Fondo: materiale grossolano costi- tuito da comuni grani di quarzo, subarrotondati, lisci, equidimensionali - tabulari, di dimensioni fino alla sabbia grossolana, frequenti lamine di mica, subangolari, ondu- late, tabulari, di dimensioni fino alla sabbia fine, rari frammenti di selce subarrotondati, ruvidi, tabulari, con tracce di alterazione superficiale di dimensioni fino alla ghiaia; materiale fine costituito da una massa di argilla, limo e ossidi di ferro, rosso giallastra, opaca - nebulosa, con b-fabric cristallitica - a mosaico; limite c/f 10 µm, rapporto c/f 45/55, distribuzione relativa c/f porfirica a spazio da singolo a doppio. Figure Pedologiche: tessitu- rali, rari frammenti arrotondati di rivestimenti di argilla rosso giallastri; amorfe scarsi noduli di Fe-Mn, tipici, di dimensioni fino alla sabbia grossolana, scarse impre- gnazioni di Fe-Mn. 22BBtt11 - Microstruttura e Porosità: microstruttura subangular blocky, crack all’interno dei poliedri; comuni planes a lume dalla dimensione massima della sabbia fine - media, rari canali e camere a lume dalla dimensio- ne massima della sabbia. Massa di Fondo: materiale grossolano costituito da scarsi grani di quarzo, subarro- tondati, lisci, equidimensionali - tabulari, di dimensioni fino alla sabbia fine, rare lamine di mica, subangolari, ondulate, tabulari di dimensioni fino alla sabbia fine, rari frammenti di selce di dimensioni fino alla ghiaia; mate- riale fine costituito da una massa di argilla ossidi di ferro, rossa, opaca a b-fabric maculata - reticolare stria- ta; limite c/f 2 µm, rapporto c/f 25/75, distribuzione relati- va c/f porfirica a spazio aperto. Figure Pedologiche: tes- siturali, rari rivestimenti di argilla, rosso giallastri, non continui, tipici, sottili, sulla superficie dei vuoti, rari fram- menti arrotondati di rivestimenti di argilla rossi; amorfe scarsi noduli di Fe-Mn, tipici, di dimensioni fino alla sab- bia grossolana. 22BBtt22 - Microstruttura e Porosità: microstruttura subangular blocky, crack all’interno dei poliedri; comuni planes a lume dalla dimensione massima della sabbia fine - media, rari canali e camere a lume dalla dimensio- ne massima della sabbia grossolana. Massa di Fondo: materiale grossolano costituito da scarsi grani di quarzo, subarrotondati, lisci, equidimensionali - tabulari, di dimensioni fino alla sabbia fine, rare lamine di mica, subangolari, ondulate, tabulari di dimensioni fino alla sabbia fine, rari frammenti di selce di dimensioni fino alla ghiaia; materiale fine costituito da una massa di argilla ossidi di ferro, rossa, opaca a b-fabric maculata - reticolare striata; limite c/f 2 µm, rapporto c/f 20/80, distribuzione relativa c/f porfirica a spazio aperto. Figure Pedologiche: tessiturali, rari rivestimenti di argilla, rosso giallastri, non continui, tipici, sottili, sulla superficie dei vuoti; amorfe scarsi noduli di Fe-Mn, tipici, di dimensioni fino alla sabbia grossolana. RRIINNGGRRAAZZIIAAMMEENNTTII Il nostro primo ringraziamento va a Mauro Cremaschi: senza il suo aiuto, il suo incitamento e soprattutto senza il suo insegnamento questo lavoro non sarebbe esistito. Quindi vorremmo esprimere la nostra gratitudine a Lucas Vanmechelen che ha stimolato il nostro interesse verso i problemi di contaminazione eolica delle Terre Rosse italiane. Un sentito ringraziamento va ai referees Stefano Carnicelli e Pierluigi Pieruccini, che, con le loro osserva- zioni, ci hanno invitato ad ampliare le nostre vedute sul problema in esame, permettendoci di migliorare la qua- lità dell’articolo. Infine un ringraziamento speciale va a Pietro Mario Rossi, direttore del Centro di Studio per la Geodinamica Alpina e Quaternaria di Milano, per l’inco- raggiamento ed il supporto fornitici. BBIIBBLLIIOOGGRRAAFFIIAA Arduino E., Barberis E., Carraro F. e Forno M.G. (1984). Estimating Relative Ages from Iron-Oxide / Total- Iron Ratios of Soils in the Western Po Valley, Italy. Geoderma, 3333:: 39-52. 139Paleosuoli tipo Terra Rossa ... Avery B.W. e Bascomb C. L. [ed.] (1974). Soil Survey Laboratory Methods. Soil Survey Technical Monograph, 66, Harpenden. Bresson L.M. (1974). 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