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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/3205

Title: Studio geofisico integrato ad alta risoluzione dei depositi marini e della struttura del substrato della riviera di Miramare (Golfo di Trieste)
Authors: Romeo, Roberto
Supervisor/Tutor: Pipan, Michele
Pipan, Michele
Co-supervisor: Busetti, Marina
Issue Date: 27-Apr-2009
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: L’obiettivo della presente tesi di Dottarato è lo studio della sequenza sedimentaria marina e continentale e del substrato di Flysch sottostante, presente nella Riviera di Miramare (Golfo di Trieste) al fine di comprendere l’evoluzione deposizionale e tettonica dell’area. A tale scopo è stato eseguito uno studio geofisico integrato con cinque metologie geofisiche marine ad alta risoluzione, due di tipo sismico e tre di tipo Sonar: 1. Sub-bottom profiler Boomer; 2. Sub-bottom profiler CHIRP; 3. Singlebeam Echosaunder (SBES); 4. Multibeam Echosounder (MBES); 5. Side Scan Sonar (SSS). I rilievi sub-bottom profiler Boomer e CHIRP hanno fornito le informazioni necessarie per l’interpretazione del basamento acustico costituito dal Flysch eocenico, con da morfologia caratterizzata da scarpate e piattaforme costiere di origine tettonica ed erosione marina, le strutture tettoniche principali, e dei sedimenti marini e continentali quaternari, con strutture progradanti HST oloceniche e pleistoceniche, depositi fluviali e canali sepolti ricollegabili ad una rete idrica superficiale. I rilievi Sonar Singlebeam, Multibeam e Side Scan Sonar, ad alta frequenza, hanno permesso di rilevare la batimetria e la morfologia dei fondali marini antistanti la riviera di Miramare e Barcola, all’interno della Riserva Naturale Marina di Miramare. E’ stata realizzato un modello tridimensionale digitale del fondo mare e una cartografia tematica ove sono riportate le batimetrie con isobate a 1 m, le morfologie rocciose sub-affioranti, la tessitura dei depositi sedimentari e le forme di fondo, inoltre alcune praterie di fanerogame, ormeggi, relitti e condotte sottomarine. Nel Capitolo 1 – Introduzione è esposto il tema della Ricerca di Dottorato in Scienze Ambientali, sono descritti i principali obiettivi del lavoro e una sintesi dello stato dell’arte sul tema proposto. Nel Capitolo 2 - Inquadramento geologico e studi precedenti sono presentate una descrizione generale del Golfo di Trieste, con le caratteristiche delle coste, la batimetria e la geomorfologia del fondale marino, il mare (correnti e clima), la geologia della Provincia di Trieste (la Formazione dei Calcari del Carso Triestino e la Formazione del Flysch di Trieste), i depositi recenti continentali e marini, datazioni di sedimenti recenti, gli studi geofisici marini precedenti, gli aspetti strutturali, una ricostruzione paleogeografica generale, la sismicità, i sondaggi geognostici presenti in bibliografia ed utilizzati nella taratura sismo-stratigrafica e nella conversione tempi in profondità dei profili sismici, un inquadramento topografico dell’area oggetto di studio e la descrizione del Parco WWF della Riserva Naturale Marina di Miramare. Nel Capitolo 3 - Acquisizione dati sismici e morfo-batimetrici sono descritte le imbarcazioni utilizzate nei rilievi geofisici, il sistema di riferimento adottato, le metodologie adottate, la strumentazione utilizzata, ed i rilievi relativi ad ogni metodologia ad alta risoluzione che è stata esaminata nel lavoro di dottorato. Nel Capitolo 4 - Elaborazione dati e conversione tempi-profondità vengono descritte le procedure per l’elaborazione dei dati geofisici digitali, suddivisi per paragrafi separati per ogni metodologia utilizzata, i sistemi di taratura e le operazioni per la conversione della scala verticale da tempi (TWT two way time) in profondità metrica con l’ausilio delle stratigrafie dei sondaggi geognostici. Il Capitolo 5 - Interpretazione geologica e geomorfologia: risultati e discussione comincia con una valutazione qualitativa fra la metodologia sub-bottom Boomer e quella Chirp. Si prosegue con l’interpretazione sismostratigrafica delle sezioni sismiche Boomer, valutate con miglior risoluzione e maggior penetrazione investigativa. E’ stato interpretato il basamento acustico in Flysch caratterizzato da una serie di scarpate e piattaforme di origine erosiva e tettonica, e in prossimità della costa da faglie inverse relative alla struttura dinarica. E’stata interpretata la successione di depositi sedimentari Quaternari, distinta in diverse facies acustiche separate da orizzonti significativi, in cui sono stati riconosciuti il piano di emersione riferibile al massimo glaciale würmiano e i soprastanti deposti marini olocenici con il cuneo progradante di stazionamento alto, e la correlazione di un cuneo progradante a profondità compresa fra 45 e 50 metri, relativo allo stazionamento alto probabilmente della base Pleistocene Superiore (125.000 anni fa), datate attraverso la correlazione con datazioni dei sedimenti nel Golfo di Trieste e mediante l’utilizzo delle curve eustatiche. Segue l’interpretazione batimetrica e geomorfologica dell’area di Miramare e Cedas, con la descrizione del DTM generato dai dati Multibeam e con la descrizione degli elementi riconosciuti nei rilievi Side Scan Sonar, con la mappatura del substrato roccioso sub-affiorante e di blocchi isolati, la tessitura dei sedimenti e delle forme di fondo, la mappatura di facies biologiche delle praterie di fanerogame, ormeggi, relitti e condotte sottomarine. Nel Capitolo 6 – Conclusioni vengono sintetizzate le metodologiche utilizzate, evidenziando i metodi di elaborazione del dato per migliorare la risoluzione, ed i risultati dell’interpretazione che ha permesso la ricostruzione dell’evoluzione del Pleistocene Superiore e dell’Olocene nell’area di studio. Viene infine descritta in un modello tridimensionale una sintesi dei risultati della Ricerca di Dottorato.
The aim of the present thesis is the study of the marine and continental sedimentary sequences and of the underlying Flysch bedrock occurring in the Riviera di Miramare (Gulf of Trieste), to enhance the comprehension of the sedimentary and tectonic evolution of the area. An integrated geophysical study with five different geophysical methodologies, has been done. The first two methodologies are seismic, while the last three belong to the sonar kind: 1. Sub-bottom profiler Boomer; 2. Sub-bottom profiler CHIRP; 3. Singlebeam Echosaunder (SBES); 4. Multibeam Echosounder (MBES); 5. Side Scan Sonar (SSS). The Sub-bottom profiler Boomer and CHIRP surveys provide information for the interpretation of the acoustic basement constituted by the Eocene Flysch, with the morphology characterized by escarpments and shore platforms of tectonic and marine erosion origin, the main tectonic structures, and the Quaternary marine sediments, with Holocenic and Pleistocenic prograding HST features, fluvial deposit and buried channels linked to the subaerial hydrographic network. The Singlebeam Sonar, the Multibeam Sonar and the Side Scan Sonar high-frequency surveys allowed to investigate the bathymetries and the morphologies of the sea bottom in front of the Miramare seacoast and Barcola, within the Natural Sea Reserve. It has been produced a three-dimensional digital model of the sea bottom as well as a thematic cartography with 1 m interval isobaths, the sub-outcropping rock, the weaving of the sedimentary deposits and the bottom shapes, some prairies of marine phanerogams, moorings, marine wrecks and submarine conducts. Chapter 1 - Introduction. I have explained the subject of my research for the Ph.D. in Environmental Sciences, where I have described the main purposes of the work and a summary of the state of the art of the above subject. Chapter 2 – Geological note and bibliography. I have provide a general description of the Gulf of Trieste with some notes on the seacoasts, the bathymetry and the geomorphology of the sea bottom, the sea (currents and climate), the geology of the Province of Trieste (formation of Trieste Karst’s limestones and Flysch), the recent continental and sea deposits, the previous marine geophysical studies, the structural framework, the seismicity, the geognostic surveys (four wells) used to seismostratigraphic calibration and for times to depth conversion, a general paleogeographic reconstruction, a topographic framework of the examined area and the description of the WWF Park inside the Natural Marine Reserve of Miramare. Chapter 3 – Acquisition seismic and morpho-bathimetric data. I have described the seismic and morphobathymetric data acquisition, the boats used for the geophysical surveys, the reference system, a short description of the methodologies, and then in detail the instruments and the surveys of every high-resolution methodology which has been examined during the Ph.D. Chapter 4 – Geophysical data processing and times-depth conversion. For each methodology I have described the procedures of calibration system and data processing, and the operations for times to depth conversion, using the stratigraphies of geognostic surveys. Chapter 5 - The geological and geomorphological interpretation: results and discussion, begins with a qualitative assessment between the Sub-bottom Boomer and the Chirp methodologies, continuing with the seismic-stratigraphic analysis of the Boomer seismic sections, evaluated with a better resolution and penetration. The seismic interpretation provide the identification of the Flysch bedrock, characterized by escarpments and shore platforms of marine erosion and tectonic origin and by inverse faults related to the coastal Dinaric thrust. Different acoustic facies have been identified in the Quaternary sediment: the sub-aerial surface dating back to the Würm glacial maximum overlying by marine deposit and close to the coast by the Holocenic prograding wedge of HST, the 45-50 m deep prograding wedge of HST probably related, according to the eustatic curves, to the base of the Late Pleistocene (125.000 year B.P.). Then, it is described the bathymetric and geo-morphological interpretation of the areas of Miramare and Cedas, together with the DTM created by the Multibeam data, the identified elements in the Side Scan Sonar surveys and the mapping of the rock sub-outcropping substrate and isolated blocks, ripples, bottom shapes, biological facies as the prairies of marine phanerogams, moorings, marine wrecks and submarine conducts. Chapter 6 - Conclusions. I have described the methodological conclusions, pointing out the processing methods in order to improve the resolution, as well as the experimental conclusions, to highlight and comment upon the results which I have obtained from the data processing and the interpretation. In the end I have presented through a three-dimensional model a summary of the results of the Ph.D. research.
PhD cycle: XX Ciclo
PhD programme: SCIENZE AMBIENTALI (AMBIENTE FISICO,MARINO E COSTIERO)
Description: 2007/2008
Keywords: Golfo di Trieste
sismica a riflessione ad alta risoluzione
sismostratigrafia
sonar alta risoluzione
morfo-batimetria
Main language of document: it
Type: Tesi di dottorato
Doctoral Thesis
Scientific-educational field: GEO/11 GEOFISICA APPLICATA
NBN: urn:nbn:it:units-7495
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