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Retrogradazione (geologia)

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Schema che illustra le geometrie di retrogradazionee e la distribuzione orizzontale e verticale delle facies in un contesto costiero (di spiaggia o di delta fluviale), in tempi successivi (t1-t3) corrispondenti a incrementi discreti del livello marino (o lacustre). Scala verticale: da metri a decine di metri; scala orizzontale: da centinaia di metri a chilometri.

La retrogradazione è una modalità di deposizione dei sedimenti, che si realizza quando in tempi successivi si depongono corpi sedimentari parzialmente sovrapposti in posizione sempre più vicina rispetto alla sorgente dei sedimenti stessi. Si tratta di una modalità che si verifica in ambiente sia subacqueo (marino o lacustre) che subaereo (alluvionale).[1]

Tipologia

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Esempi di retrogradazione si possono trovare in diversi tipi di ambienti sedimentari:

  • in ambiente litorale, quando il livello del mare subisce un incremento relativo e tende a sommergere la fascia costiera: in questo caso le facies di spiaggia ad alta energia si spostano in posizione più interna verso il continente e sopra i sedimenti di spiaggia precedenti si depongono sedimenti più fini di piattaforma continentale;[2]
  • in ambiente deltizio (sia marino che lacustre), quando, per un incremento relativo del livello dell'acqua nel bacino, l'edificio deltizio viene sommerso e le facies di delta si spostano verso continente; anche qui troviamo quindi facies marine di bassa energia sopra le facies di fronte e di piana deltizia; questo tipo di evento è inoltre caratteristico degli estuari (foci con forte influenza tidale), che formano tipicamente sequenze retrogradazionali durante eventi trasgressivi;[3]
  • in ambiente alluvionale, nel caso in cui conoidi alluvionali mostrano una evoluzione verticale generalizzata da sedimenti prossimali grossolani a distali più fini, con migrazione delle facies prossimali verso la sorgente dei sedimenti.[4]
  • in ambiente di piattaforma carbonatica, scogliera biocostruita e rampa carbonatica quando la produttività carbonatica della comunità biologica non è sufficiente a compensare un innalzamento relativo del livello marino (o per ragioni di crisi ecologica o per elevata velocità di innalzamento del livello stesso), e si ha quindi un "annegamento" del margine esterno della piattaforma e uno spostamento del margine biocostruito verso l'interno della piattaforma stessa;[5]
  • in ambiente di mare profondo, quando sedimenti fini di piana abissale tendono a ricoprire sedimenti torbiditici, o comunque abbiamo una migrazione verso continente del sistema deposizionale.[6]

Genesi

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La conseguenza comune di quasi tutti questi processi è che sedimenti depostisi in condizioni di bassa energia vanno a ricoprire sedimenti indicativi di elevata energia del mezzo. Quindi, in una sezione stratigrafica verticale, alla base troveremo sedimenti relativamente più grossolani e procedendo verso l'alto sedimenti più fini (tendenza fining upward). La transizione tra i due tipi di sedimenti potrà essere più o meno graduale o anche brusca a seconda del tipo di ambiente e delle condizioni locali. In molti casi (sedimenti deltizi e costieri, sedimenti di piattaforma carbonatica) questa tendenza esprime anche il passaggio da condizioni di mare relativamente basso (entro la zona influenzata dall'azione di onde e correnti) a condizioni di mare più profondo (al di sotto dello spessore d'acqua influenzato da onde e correnti)[N 1]. Si parla allora, secondo la terminologia inglese, anche di tendenza deepening upward (approfondimento verso l'alto). Nei casi citati, la retrogradazione corrisponde ad un evento di trasgressione marina, nel quale si ha uno spostamento della fascia costiera verso terra.

La dinamica retrogradazionale è determinata da due fattori:

  • a. Spazio di accomodamento (accomodation space): è il volume di spazio disponibile per i sedimenti, sostanzialmente lo spazio tra il livello del mare (o comunque dell'acqua) e il fondale entro la fascia influenzata dai processi di sedimentazione costiera;
  • s. Apporto di sedimenti (sediment supply): è il volume di sedimenti che vengono scaricati entro il bacino ricevente.

Se a > s [7] si determina uno spazio che non viene colmato dai sedimenti. Questo può avvenire sia per un incremento del livello dell'acqua nel bacino o per un aumento della subsidenza[N 2], sia per una diminuzione della disponibilità di sedimento. In ogni caso, l'effetto è la sommersione di aree costiere e la migrazione delle facies litorali verso terra. In questo caso si avrà retrogradazione (arretramento) del sistema deposizionale verso continente e migrazione a una quota topografica più alta. Se la velocità di innalzamento relativo del livello dell'acqua è particolarmente elevata, le facies costiere non hanno il tempo per impostarsi, quindi non si ha deposizione (può anzi aversi erosione e parziale rimaneggiamento dei depositi preesistenti).

Esempio di un progressivo pattern di retrogradazione di conoidi in un bacino alluvionale costiero. Lungo la sezione geologica sono riportati dati di pozzo (Spagna sud-orientale, regione di Valenza (Spagna), Cordigliera Betica); da Viseras et al. (2003), fig. 5, modificata (riferimento completo in figura). La tendenza retrogradazionale è visibile come trend fining upward (diminuzione della granulometria verso l'alto) nella sezione più verso monte; con la comparsa di facies dulcicole a molluschi nella sezione intermedia di piana alluvionale, e infine con la comparsa di facies di spiaggia verso l'alto nella sezione più esterna, che sostituiscono facies fini di piana alluvionale (quindi con un trend coarsening upward, ovvero di aumento della granulometria verso l'alto).[N 3]

In aree a sedimentazione terrigena di tipo alluvionale, è frequente osservare pattern di retrogradazione in sequenze di conoidi alluvionali. Questo tipo di dinamica è controllata essenzialmente dalle variazioni del livello di base e dal sollevamento tettonico dell'area sorgente dei sedimenti, determinati a loro volta da due fattori:

  • tettonica: in questo caso, una fase di parossismo tettonico (dato dall'attivazione o riattivazione di faglie in seguito a una fase orogenetica) può determinare l'avanzamento (progradazione) degli edifici clastici, mentre il successivo venir meno delle spinte tettoniche determina il passaggio verticale da facies prossimali a distali, e la migrazione delle prime verso la sorgente dei sedimenti (retrogradazione).[4]
  • eustatismo: una fase trasgressiva, con scarsa subsidenza tettonica, può causare la migrazione verso continente dei sistemi deposizionali costieri e dei sistemi alluvionali relazionati, determinandone la retrogradazione.[8]

Nei contesti di mare profondo a sedimentazione torbiditica, si può avere la sostituzione verticale di sedimenti torbiditici prossimali con facies distali o con sedimenti fini da decantazione (emipelagiti). Questo fenomeno può avvenire localmente per una semplice diversione della direzione dei flussi di corrente torbida, e in tal caso indicano l'abbandono di una parte del sistema deposizionale: questo fenomeno implica un controllo topografico locale per cui il colmamento di una depressione provoca la diversione del flusso verso un nuovo basso topografico adiacente.[9] Quando la sostituzione è generalizzata e si hanno ulteriori evidenze di migrazione degli ambienti sedimentari verso continente, è possibile ipotizzare una fase trasgressiva o un aumento della subsidenza tettonica.[6] Nel caso di sedimentazione glacio-marina, progressive fasi di ritiro verso terra di lobi torbiditici (backstepping) possono corrispondere a fasi di ritiro glaciale.[10]

Retrogradazione di un margine di piattaforma carbonatica durante una fase di TST (Transgressive System Tract), secondo il modello della stratigrafia sequenziale.

In un contesto a sedimentazione carbonatica marginale (piattaforma o rampa carbonatica), secondo il modello della stratigrafia sequenziale, una fase di trasgressione accentuata (TST - Transgressive System Tract), non compensata dalla produzione carbonatica della comunità di piattaforma, porta generalmente alla sommersione ("annegamento") del margine della stessa e alla migrazione (ove possibile) delle facies di margine biocostruito verso terra e a quota più elevata (fase di give-up): in questo caso nuove facies di margine biocostruito (reef) vengono a ricoprire precedenti facies di retro-barriera o di laguna, mentre le facies annegate di reef vengono ricoperte da facies di scarpata o di bacino.[5]

Un pattern di retrogradazione registrato nel record sedimentario corrisponde ad una trasgressione marina.

L'opposto della retrogradazione in tutti i suoi aspetti si dice progradazione: in questo caso sedimenti di bassa energia vengono ricoperti da altri sedimenti di alta energia, più grossolani (tendenza coarsening upward). Ove ciò si realizzi con una diminuzione della profondità d'acqua, si ha anche una tendenza shallowing upward (riduzione di profondità verso l'alto). Un pattern di progradazione registrato nei sedimenti corrisponde generalmente ad un evento di regressione marina.

Lo stesso argomento in dettaglio: Stratigrafia sequenziale.

Note

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Esplicative

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  1. ↑ Ad eccezione delle torbiditi, in cui l'ambiente rimane comunque di mare profondo: in questo caso l'avanzamento delle facies di bassa energia è determinato dalla presenza di sedimento fine al di sopra di sedimenti a granulometria più grossolana di origine gravitativa.
  2. ↑ Quindi in entrambi i casi un incremento relativo del livello dell'acqua.
  3. ↑ In questo caso, la tendenza retrogradazionale (e trasgressiva) non è rappresentata da un fining upward litologico, ma da una transizione ambientale che risulta in una tendenza opposta.

Bibliografiche

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  1. ↑ Nichols (2009), pp. 355-356, fig. 23.3-II.
  2. ↑ Nichols (2009), p. 207.
  3. ↑ Nichols (2009), p. 193.
  4. 1 2 Leleu et al. (2005), pp.230-235, fig.9.
  5. 1 2 Catuneanu et al. (2009), p.46-47; fig.43; p.57, fig.49.
  6. 1 2 Fonnesu e Felletti (2019), pp.478-479.
  7. ↑ Nienhuis et al. (2023), p. 84, vedi eq. 1 (adattata e semplificata).
  8. ↑ Viseras et al. (2003), fig.5, fig.11c.
  9. ↑ Picot et al. (2016), pp.440-445.
  10. ↑ Nelson et al. (2009), p. 68, fig.12.

Bibliografia

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Voci correlate

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  Portale Geologia
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