Contributo di dati di gravità nella valutazione del vulcanismo CAMP in Africa Nord-Occidentale

La domanda alla base di questa ricerca ਠstata se il metodo della gravimetria satellitare possa essere utilizzato per seguire le unità  geologiche anche in luoghi difficilmente accessibili. L'obiettivo di questa ricerca ਠdi verificare se le missioni satellitari di nuova generazione permettano di identificare la pi๠grande delle province ignee della Terra (Bertrand et al., 2013), nota come CAMP (Central Atlantic Magmatic Province) in Africa nord-occidentale. Oltre alle motivazioni scientifiche, una possibile applicazione ਠl'esplorazione di risorse minerarie e lo sfruttamento di energia geotermica. Tale provincia ignea ਠuna LIP (Large Igneous Province) che si estende in Nord e Sud America, Atlantico, Europa ed Africa (istituita in Marzoli et al. 1999). Essa si ਠsviluppata a seguito della frammentazione del super-continente Pangea al limite Triassico-Giurassico, ca. 200 Ma fa. A causa probabilmente del riscaldamento globale del mantello e/o dalla convezione dello stesso innescata da dislivelli di blocchi litosferici, dai dicchi-sorgente si produssero i cosiddetti basalti da flusso e si verificಠun intenso vulcanismo con imponenti colate laviche tali da suggerire a taluni ricercatori che gli elementi volatili presenti nel magma abbiano contribuito ad aumentare i gas serra con conseguenze nel clima globale e nelle estinzioni di massa. I depositi in esame sono costituiti da lave, tholeiti continentali, doleriti, basalti e gabbri. Ciಠche rimane di questa attività  vulcanica sono dicchi singoli o in sciami, batoliti, sill, colate laviche e plateau basaltici (nei fondali oceanici). L'Africa nord-occidentale ਠcostituita principalmente da un cratone composto da rocce molto antiche dell'Archeano (3000-2500 Ma). Esso emerge a nord nello scudo Reguibat e, a sud, la dorsale dell'Uomo o del Leone (Lucazeau et al., 1991). Il cratone ਠcircondato dalle zone di geosutura (greenstone e cinture mobili) associate al cosiddetto evento termo-tettonico Pan-Africano, verificatosi ca. 650 Ma fa con l'assemblaggio del continente africano da blocchi crostali pi๠piccoli. Nelle Mauritanidi affiora il basamento ercinico (ca. 350 Ma) mentre negli Atlas e nelle Magrebidi prevalgono rocce pi๠recenti connesse all'orogenesi alpina (0-150 Ma). Al centro del cratone si trova il bacino paleozoico Taoudenni che riempie una vasta area depressa. Tutto il territorio in esame ਠcaratterizzato da una forte presenza di rocce metamorfiche dense e magmatiche di ogni età , con presenza di pi๠di un †œpunto caldo†� che potrebbe essere definito un terreno igneo (Bryan et al. (2008) con pi๠LIP spesso sovrapposte o limitrofe. Mediamente, tutte queste rocce magmatiche e metamorfiche hanno una densità  di 3000 kg/m3 (Krà¶ner, 1977 ), maggiore di quella della crosta standard e dei sedimenti. Particolare attenzione ਠstata dedicata ad un lineamento tettonico noto come Pelusium Megashare System (PMS) che attraversa tutta l'Africa nord-occidentale (Neev et al., 1982) chiaramente visibile in tutte le immagini satellitari di Google Earth ma che ਠriportato solo in pochissime pubblicazioni. Per la prima volta in questa tesi si ipotizza un collegamento tra la CAMP e PMS. La gravimetria satellitare consente di rilevare variazioni di densità  nella crosta terrestre. Ove vi sono rocce pi๠dense, il segnale rilevato (detto anomalia gravimetrica) ਠpositivo e viceversa. La gravimetria da satellite si ਠrivelata un valido strumento per identificare le aree con surplus di massa. La risposta all'interrogativo iniziale ਠdunque affermativa anche se, da quanto esposto, risulta difficile o impossibile associare ad un certo segnale positivo una data LIP. L'elaborazione dei segnali ਠavvenuta partendo dai dati del satellite GOCE (ultima generazione, a un'orbita di 250 km ma già  ammarato) e GRACE (obsoleto ma tuttora in orbita a ca. 450 km). I dati utilizzati sono dei modelli del campo di gravità  terrestre che contengono i coefficienti di Stokes per lo sviluppo in armoniche sferiche del potenziale. I modelli utilizzati sono l'EGM2008 (comprendente anche dati di terra, con risoluzione massima 10 km se sviluppato al massimo ordine di 2159) e GOCO TIM R4 (con una risoluzione massima di 80 km, la migliore mai ottenuta da dati satellitari globali). Il modello EGM2008 ਠstato sviluppato fino all'ordine e grado 720 per eliminare dati spuri (Pavlis, 2012) e, in tal modo, ha permesso di raggiungere una risoluzione di ca. 27 km se si considera metà  lunghezza d'onda. Dopo il controllo della qualità  dei dati, essi sono stati elaborati nel seguente modo, come esposto nei capitoli 2, 3 e 4. Ai dati grezzi sono state applicate tre riduzioni per sottrarre gli effetti di gravità  indesiderati che mascherano il segnale cercato pi๠debole. àˆ stato sottratto l'effetto di gravità  della topografia, dei sedimenti e dell'interfaccia crosta-mantello (ICM). Partendo dall'anomalia †œin aria libera†� (FA), ਠstata quindi ottenuta l'anomalia di Bouguer (BA) e la BA corretta per i sedimenti. Poi, calcolata la Moho (ICM) isostatica, si ਠprodotto il residuo isostatico corretto per i sedimenti. I campi elaborati sono la gravità  gz (espressa in milli Gal, mGal) ed il gradiente Tzz (misurato in Eà¶tvà¶s, E). Sono state usate le risoluzioni di 0.5° e di 0.05°, computati ad una quota di 4000 m s.l. m perchà© maggiore del pi๠altro rilievo montuoso dell'area. Dopo aver modellato dei casi a geometria semplice (cap. 6) si ਠpassati alla modellizzazione di tre casi reali. I tre siti scelti per l'approfondimento sono: Tindouf (Algeria), Taoudenni (Mali), Timbuktu (Mali). Nel bacino di Tindouf un sill doleritico CAMP ਠannesso al suo probabile dicco-sorgente reso evidente dalla gravimetria che identifica bene anche una vicina miniera di Ferro. Nel bacino Taoudenni, le due anomalie principali suggeriscono la presenza di cumuliti magmatici spessi una dozzina di chilometri e connessi con la superficie attraverso dicchi obliqui. Il sito presso Timbuktu ਠtrattato nel dettaglio perchà© al di sotto del vicino lago Faguibine ਠstata rivelata un'intrusione magmatica lunga ca. 250 km. In superficie vi sono evidenze di magmatismo (per es. fumarole) tali da preoccupare le popolazioni locali (El Abbass et al., 1993). Tra i risultati inaspettati, si ricorda il forte segnale gravimetrico generato dalle peridotiti in Marocco ed un'importante anomalia (80 mGal) nel Grand Erg Occidental (Algeria) al di sotto del Sahara che sembrerebbe essere causata da un corpo denso lungo ca. 600 km.