Un Cuscino di Sale Sotto i Piedi: Segreti del Sottosuolo Danese tra CO2 e Acqua Potabile

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, nelle profondità della Terra, per parlare di qualcosa che forse non immaginate nemmeno esista: i cuscini di sale. Sì, avete capito bene, enormi accumuli di sale sepolti sotto i nostri piedi. Ma perché dovrebbero interessarci? Beh, perché giocano un ruolo cruciale in due ambiti fondamentali per il nostro futuro: lo stoccaggio geologico dell’anidride carbonica (la famosa CO2) e la protezione delle nostre preziose riserve di acqua potabile. Sembra strano? Lasciate che vi spieghi.

Il Sale che si Muove: Un Gigante Addormentato?

Il sale, o meglio, la roccia salina (halite), ha una caratteristica peculiare: rispetto ad altre rocce, è relativamente “morbido” e tende a muoversi, quasi a fluire, anche se su scale temporali geologiche lunghissime. Pensate a un dentifricio molto, molto denso sotto un peso enorme. Questo movimento, guidato dalla gravità o da forze tettoniche regionali, può creare delle strutture incredibili nel sottosuolo, tra cui i cosiddetti cuscini di sale (salt pillows). A differenza dei diapiri salini, che perforano gli strati sovrastanti come funghi, i cuscini di sale sono più “gentili”: sollevano e piegano dolcemente le rocce sopra di loro, creando ampie strutture a cupola.

Queste cupole sono super interessanti perché possono intrappolare fluidi, come acqua salata (acquiferi salini profondi) o, potenzialmente, la CO2 che vogliamo stoccare per combattere il cambiamento climatico. Ma c’è un “ma”. Questo sollevamento deforma le rocce, creando fratture e faglie. E qui entra in gioco la seconda parte della storia: l’acqua potabile.

La Sfida: Stoccare CO2 Senza Mettere a Rischio l’Acqua

In molti paesi, come la Danimarca dove abbiamo condotto la nostra ricerca, l’acqua potabile proviene principalmente da falde acquifere sotterranee poco profonde. Queste falde si trovano spesso in strati geologici relativamente giovani, come sabbie e ghiaie quaternarie o mioceniche. Ora, immaginate che sotto queste preziose riserve d’acqua ci sia un cuscino di sale che, nel corso di milioni di anni, ha deformato tutto il pacchetto roccioso sovrastante, compresi gli strati che separano gli acquiferi profondi (dove potremmo stoccare CO2) da quelli superficiali (da cui beviamo).

Capite il potenziale problema? Se ci sono faglie o fratture che mettono in comunicazione questi due sistemi, lo stoccaggio di CO2 potrebbe diventare rischioso. La CO2, o fluidi mobilizzati dalla sua iniezione, potrebbero risalire e contaminare l’acqua potabile. Ecco perché studiare in dettaglio queste strutture è fondamentale, ma spesso è difficile a causa della scarsa qualità dei dati geofisici disponibili o dell’accesso limitato.

La Nostra Missione a Thorning: Sguardo ad Alta Risoluzione nel Sottosuolo

Proprio per colmare questa lacuna di conoscenza, abbiamo intrapreso una campagna sismica innovativa nell’area di Thorning, in Danimarca, sopra un cuscino di sale identificato come potenziale sito di stoccaggio geologico di CO2 (GCS). L’obiettivo? Ottenere immagini ad altissima risoluzione sia delle strutture profonde legate al cuscino di sale e al potenziale serbatoio di CO2 (la Formazione Gassum del Triassico Superiore), sia degli strati più superficiali, dove si trovano le falde acquifere.

Per farlo, abbiamo usato una combinazione tecnologica all’avanguardia: sensori sismici posizionati a terra (nodi) e uno speciale “streamer” terrestre (landstreamer) trainato lungo le strade. Questo approccio combinato ci ha permesso di “vedere” con un dettaglio senza precedenti l’intera colonna geologica, dal sale profondo fino quasi alla superficie. È stato un lavoro enorme, acquisendo oltre 650 km di profili sismici in diverse aree della Danimarca, ma i risultati di Thorning sono stati particolarmente illuminanti.

Cosa Abbiamo Scoperto nel Sottosuolo di Thorning?

I nuovi dati sismici ci hanno regalato una visione spettacolare del sottosuolo. Abbiamo confermato la presenza del cuscino di sale Zechstein (Permiano) e abbiamo potuto mappare con precisione il nostro obiettivo principale per lo stoccaggio di CO2: la Formazione Gassum, un livello di arenaria porosa a circa 1850 metri di profondità, sigillato superiormente da spessi strati di argilliti (Formazione Fjerritslev).

Ma le scoperte più significative riguardano le deformazioni. Abbiamo identificato un complesso sistema di faglie normali, chiaramente legato al movimento del sale (sia la crescita del cuscino che la formazione di diapiri nelle vicinanze). Queste faglie tagliano la Formazione Gassum e, cosa cruciale, sembrano propagarsi verso l’alto, attraversando gli strati sigillanti e arrivando fino a livelli molto superficiali, quasi alla base dei sedimenti quaternari. L’analisi degli spessori dei sedimenti lungo le faglie suggerisce che questo movimento è iniziato nel Triassico ed è continuato almeno fino al Miocene. Un’attività geologica durata milioni di anni!

E non è tutto. Nella parte più superficiale, abbiamo “fotografato” delle enormi paleovalli quaternarie, larghe fino a 2 km. Si tratta di antiche valli scavate da fiumi glaciali o subglaciali, ora riempite di sedimenti porosi (sabbie, ghiaie) che costituiscono importantissimi acquiferi per l’acqua potabile. La cosa sorprendente è che queste valli incidono profondamente gli strati deformati dal sale, arrivando in alcuni punti a tagliare persino la sommità del Gruppo del Gesso (Cretacico/Paleocene). Inoltre, alcune di queste valli sembrano seguire l’andamento del sistema di faglie più profondo.

Implicazioni Cruciali: Connessioni Pericolose?

Questi risultati hanno implicazioni enormi. Da un lato, confermano la presenza di una struttura (la cupola sopra il cuscino di sale) potenzialmente idonea allo stoccaggio di CO2 nella Formazione Gassum. Dall’altro, però, evidenziano la presenza di faglie che potrebbero rappresentare delle vie di fuga per la CO2 iniettata. Se queste faglie sono continue e permeabili fino agli strati superficiali, potrebbero mettere in comunicazione il serbatoio profondo con le falde acquifere contenute nelle paleovalli.

È un po’ come avere una cantina sicura (il serbatoio profondo) ma con delle crepe nei muri (le faglie) che potrebbero arrivare fino al giardino (le falde superficiali). Bisogna essere assolutamente sicuri che queste crepe non rappresentino un pericolo.

La presenza delle paleovalli, inoltre, complica ulteriormente il quadro idrogeologico. Essendo scavate in profondità e riempite di materiali permeabili, potrebbero facilmente interconnettere diversi sistemi acquiferi a diverse profondità, rendendo la rete idrica sotterranea ancora più vulnerabile a eventuali contaminazioni. La loro mappatura dettagliata, resa possibile dai nostri dati sismici ad alta risoluzione, diventa quindi essenziale non solo per la ricerca di acqua, ma anche per valutare la sicurezza dei siti GCS.

Guardando al Futuro: Conoscenza per Decisioni Consapevoli

Il nostro studio a Thorning dimostra quanto sia importante investigare a fondo l’interazione tra tettonica salina, strutture geologiche profonde e sistemi idrici superficiali, specialmente quando si pianificano attività come lo stoccaggio geologico di CO2. La tecnologia sismica combinata che abbiamo utilizzato si è rivelata vincente, permettendoci di ottenere immagini dettagliate a tutte le profondità, in modo efficiente ed ecocompatibile anche in aree abitate.

Questi dati sono ora la base per costruire modelli più accurati del sottosuolo, per simulare il comportamento dei fluidi (CO2 e acqua) e per valutare in modo rigoroso i rischi e la sicurezza a lungo termine di un potenziale sito di stoccaggio. Non possiamo permetterci di compromettere le nostre riserve di acqua potabile nella corsa alla decarbonizzazione.

La ricerca continua, e ogni nuovo dato ci aiuta a capire meglio le complesse dinamiche del nostro pianeta. È un lavoro da detective, che cerca indizi nascosti a chilometri di profondità per garantire un futuro più sicuro e sostenibile. E i cuscini di sale, questi giganti silenziosi sotto i nostri piedi, hanno ancora molte storie da raccontarci.

Fonte: Springer