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Un delta fluviale o semplicemente delta è un accumulo di sedimenti, o corpo sedimentario, che si forma in un'area di foce dove un corso d'acqua convoglia sedimenti terrigeni in un bacino con una massa d'acqua relativamente stazionaria. Dipendentemente dal tipo di bacino (mare o lago), si può avere quindi un delta marino o un delta lacustre.

Tipologia degli apparati deltizi e relativi depositi di fronte deltizia. Con il prevalere delle correnti fluviali tendono a formarsi delta digitati e lobati; aumentando di importanza i processi marini (moto ondoso e correnti costiere) si formano apparati deltizi di forma cuspidata e arcuata; con la presenza di ampie escursioni di marea si formano delta-estuari ed estuari.Un delta marino si forma per la combinazione di processi sedimentari fluviali (correnti fluviali) e marini (moto ondoso, correnti costiere e maree), in condizioni ambientali sia subaeree (emerse) che subacquee.Il termine "delta" deriva dalla forma triangolare che molti corpi sedimentari di questo tipo mostrano in pianta (a somiglianza della quarta lettera dell'alfabeto greco). In realtà, la morfologia e le dimensioni di un edificio deltizio dipendono da molteplici fattori:

Sezione longitudinale idealizzata di delta. Se immaginiamo di sezionare un edificio deltizio in direzione parallela alla corrente, vediamo una serie di strati inclinati verso mare (o comunque verso bacino) deposti in tempi successivi (t1 - tn) per opera delle correnti fluviali. In ciascuno strato, deposto in un determinato istante, la granulometria (ovvero la dimensione delle particelle di sedimento) tende a diminuire da terra verso mare: abbiamo sabbie e ghiaie nella piana e nella fronte deltizia e silt e argille passando al prodelta. La transizione laterale tra sedimenti diversi deposti nello stesso tempo geologico si definisce eteropia di facies.La parte emersa del delta si definisce piana deltizia, spesso in continuità con una pianura alluvionale, ed è caratterizzata da fenomeni e morfologie simili a quelli alluvionali e dai sedimenti più grossolani.La fronte deltizia si trova in condizioni sia subaeree che subacquee, a seconda delle fluttuazioni del livello del mare. È caratterizzata dalla presenza di barre di foce (accumuli di sedimenti deposti dalla corrente fluviale entrante per perdita di carico dovuta alla brusca diminuzione di velocità). Le strutture sedimentarie più comuni sono stratificazione e laminazione obliqua e incrociata a piccola e media scala (cross bedding e ripples da onda e da corrente).Il prodelta è la parte interamente subacquea dell'edificio deltizio, e ne costituisce la parte prevalente in volume. È caratterizzato da sedimenti sempre più fini (sabbie fini, silt, argille) allontanandosi progressivamente dalla foce. Le strutture sedimentarie più frequenti sono laminazioni (sempre meno frequenti verso il bacino) e bioturbazioni (strutture prodotte dall'attività di organismi viventi, come vermi, molluschi etc.).La fronte deltizia e il prodelta sono caratterizzati da clinostratificazione (stratificazione inclinata) a grande scala. L'angolo di giacitura degli strati (esagerato verticalmente nell'immagine sopra) dipende dal tipo di sedimenti. È maggiore per i sedimenti grossolani (ghiaie, sabbie) e minore per i sedimenti fini (silt, argille). La sovrapposizione e la deposizione verso l'interno del bacino in tempi successivi (nell'esempio sopra t1 - tn) di strati e corpi sedimentari dà origine ad un assetto geometrico di tipo progradazionale. L'immagine sopra riportata fornisce un esempio di progradazione sigmoidale (dalla forma degli strati in sezione, simile alla lettera sigma dell'alfabeto greco).

La piana deltizia forma una linea di costa molto articolata, con lingue di terra emersa di forma allungata ("digitazioni") che si protendono in mare, a somiglianza delle dita di una zampa d'uccello (vedere l'esempio del delta del Mississippi nell'atlante fotografico). Queste digitazioni sono prodotte dalla rapida deposizione ai lati del flusso del canale distributore di sedimenti che si elevano in forma di argini naturali, favorendo quindi il confinamento del canale stesso che mantiene la propria individualità e avanza verso mare. I depositi di fronte deltizia sono barre derivate dalla deposizione del carico di fondo più grossolano alla bocca dei canali distributori, per l'improvvisa diminuzione di velocità della corrente. Si tratta tipicamente (come nel caso citato dell'apparato attuale del Mississippi) di un delta di mare basso, con processi marini (correnti costiere, onde e maree) molto deboli e con un basso gradiente topografico della piattaforma continentale, cui si contrappongono correnti fluviale di notevole portata e con abbondante carico sospeso. Condizioni del genere si realizzano in regioni marine protette rispetto al mare aperto come golfi (ad esempio il Golfo del Messico) e bracci di mare, in cui sfociano fiumi che drenano grandi bacini idrografici. In tali condizioni, il delta tende a progradare rapidamente verso mare; i canali distributori avanzano erodendo le barre precedentemente deposte alla foce fino a che non sono abbandonati in favore di nuovi distributori che si aprono entro le baie interdistributrici.

In questo caso non si hanno vere e proprie digitazioni ma lobi più o meno arrotondati. Un apparato di questo tipo si sviluppa in condizioni simili al precedente, ma con una azione più accentuata da parte di onde e correnti costiere, che riescono a ridistribuire il sedimento entrante in una fascia di sedimenti più continua formata dalla giustapposizione di più barre. Il reticolo di canali distributori è più fitto e più instabile rispetto al delta digitato, con frequenti occlusioni e divagazioni. La presenza di correnti lungo costa permette la formazione di cordoni e “frecce” litorali.

Caratterizzato dalla presenza di un solo o pochi canali distributori e da un decorso più regolare della linea di costa. Il tipo a cuspide corrisponde ad un indice di efficienza dei processi fluviali maggiore rispetto a quello ad arco, ma i due tipi hanno dinamiche sostanzialmente simili. In questo caso, il gradiente topografico della parte sommersa di costa è più elevato e i processi marini (onde e correnti longshore) sono più attivi che nei tipi precedenti: la loro azione ripulisce i sedimenti entranti dalla frazione fine (portandoli al largo) e redistribuisce i sedimenti sabbiosi accumulandoli in cordoni paralleli alla linea di costa ai lati dei canali distributori. Il delta tende ad avanzare nei periodi di piena formando barre che vengono in gran parte demolite dall'attività di onde e correnti nei periodi di magra. Nel delta cuspidato (come ad esempio il delta del Po) le barre di foce sono intaccate solo in parte e rimane una zona di “retrobarra” in cui decantano sedimenti fini, che poi con l'avanzare del delta diviene sede di stagni e acquitrini (come le Valli di Comacchio). Il prevalere delle correnti costiere sul moto ondoso può dare luogo allo sviluppo di cordoni litorali paralleli alla linea di costa (è sempre il caso del Po). Il prevalere del moto ondoso dà luogo generalmente a corpi deposizionali a ventaglio, con barre concentriche.

Si forma quando un fiume sbocca in un bacino a regime “macrotidale” (con escursione di marea superiore ai 2 m). In questo caso l'azione di flusso e riflusso delle maree dà luogo a correnti che hanno un'energia di trasporto maggiore rispetto alle correnti fluviali entranti. I canali distributori (di forma svasata a imbuto) funzionano anche come canali di marea e sono percorsi due volte al giorno dalle correnti di flusso e riflusso, che rielaborano continuamente il sedimento.I sedimenti sabbiosi sulle direttrici dei canali sono caratterizzati da una tipica laminazione a “lisca di pesce” (herringbone), con lamine immergenti alternativamente verso terra e verso mare per il flusso e riflusso mareale (prevale comunque tipicamente l'inclinazione verso terra). Questi processi portano frequentemente all'intasamento dei canali, con occlusioni e divagazioni che portano alla formazione di un reticolo idrografico piuttosto complesso a monte delle bocche di estuario.Le aree interdistributrici hanno carattere di piana di marea, con la tipica tripartizione tra le zone subtidale (sotto il livello di bassa marea), intertidale (tra i livelli di bassa e alta marea) e supratidale (al di sopra del livello di alta marea), e vi si possono sviluppare veri e propri canali di marea e stagni salati.Non vi sono vere e proprie barre di foce, ma cordoni di marea allungati in senso perpendicolare alla costa per l'azione delle correnti di marea, che non migrano lateralmente, mantenendo una forma lineare. Tipicamente, non vi è trasporto significativo lungo la linea di costa, essendo prevalente l'azione delle maree.Quando le condizioni di attività delle maree si fanno decisamente prevalenti, non si forma alcun apparato deltizio ma il fiume sfocia direttamente in mare con un estuario.

Il delta tipo "Gilbert" (dal nome del geologo statunitense G.K. Gilbert che li studiò in dettaglio alla fine del secolo diciannovesimo), è stato studiato classicamente in contesti lacustri (tanto che per alcuni autori "Gilbert" è tuttora sinonimo di delta-conoide lacustre), anche se la letteratura scientifica più recente offre numerosi esempi da contesti marini costieri. Si tratta di sistemi deltizi poco caratterizzati dal punto di vista topografico, con una morfologia a ventaglio simile esternamente a quella delle conoidi di tipo alluvionale. La geometria interna presenta però una netta tripartizione in tre elementi:

Questo tipo di delta si forma generalmente con sedimenti piuttosto grossolani e gradienti topografici costieri abbastanza ripidi, ed è caratteristico degli ambienti marini periglaciali, con corsi d'acqua a regime torrentizio con portata e carico di sedimento notevoli che sfociano direttamente in mare. Si riscontrano anche su coste tettonicamente attive, dove la presenza di faglie o pieghe sin-sedimentarie (il cui movimento è cioè contemporaneo alla sedimentazione) porta a locali e improvvisi aumenti del gradiente topografico e dell'erosione a monte degli edifici deltizi.Ovviamente, questa tipologia non esaurisce tutto lo spettro di variabilità degli apparati deltizi naturali: esistono infatti tipi misti determinati da gradazioni tra i termini puri di questa classificazione, anche a seconda dell'importanza che viene data a determinati processi da diversi autori e ai parametri di classificazione utilizzati. Ad esempio il delta del Po è in realtà al limite tra un apparato deltizio di tipo lobato (per il profilo complesso e l'elevato numero di canali distributori) e il tipo cuspidato (per la rilevanza dei processi costieri, soprattutto le correnti lungo costa, che redistribuiscono il sedimento e danno luogo al particolare tipo di progradazione descritto per questo tipo di delta).

Immagine satellitare a larga scala del delta del Mississippi. Il vecchio apparato deltizio inattivo (verso terra) è un tipico esempio di delta lobato.

Il delta fluviale costituisce un ambiente sedimentario assai complesso e articolato in vari subambienti:

Generalmente, l'entità della portata d'acqua e il tipo di carico di sedimento del corso d'acqua entrante risentono della stagionalità, con l'alternarsi di regimi di magra (nella stagione meno piovosa) e di piena (nella stagione piovosa). Questa stagionalità può avere un impatto notevole sulle modalità di sedimentazione.In regime di magra, il corso d'acqua è caratterizzato da scarsa portata d'acqua, minore velocità della corrente e scarso carico di sedimento, prevalentemente in sospensione. Come conseguenza, il flusso entrante in bacino tende ad avere minore densità rispetto alla massa d'acqua che lo accoglie, soprattutto se questa è salata (flusso ipopicnale), e a formare uno strato superficiale fino a una certa distanza dalla foce, perdendo gradatamente il carico di sedimenti in sospensione che si depositano per decantazione.In regime di piena, aumenta la portata d'acqua e la velocità della corrente e aumentano sia il carico in sospensione sia il carico di fondo (cioè il materiale trasportato a contatto con il fondale e negli strati d'acqua immediatamente sovrastanti il fondo). La parte più densa della corrente fluviale con il carico di fondo dà origine a flussi di tipo iperpicnale (con densità maggiore rispetto alle acque del bacino), che tendono a muoversi a contatto con il fondale. Sovente, la notevole densità delle correnti fluviali in regime di piena, per la presenza del carico di fondo, dà origine nel bacino prospiciente l'apparato deltizio a correnti di tipo torbiditico, che depongono sedimenti grossolani anche a notevole distanza dal delta propriamente detto.

I delta fluviali costituiscono ecosistemi di notevole importanza, rifugio di numerose specie animali e vegetali. Si tratta di un ambiente molto complesso e articolato che permette la contiguità di biocenosi sia marine che continentali, spesso con sviluppo di adattamenti peculiari. Nei delta sono rappresentati diversi geotopi:

La complessità di questo ambiente lo rende anche particolarmente fragile ed esposto alle conseguenze dell'attività antropica, con diversi fattori di rischio. Tra i principali vi sono:

I delta forniscono primariamente vaste estensioni di terreno coltivabile ed edificabile. Gran parte delle popolazioni rivierasche in tutto il mondo vive in aree deltizie, come ad esempio il delta del Niger, il Bengala e il delta del Nilo. Queste aree tuttavia, per la natura intrinsecamente instabile dell'ambiente deltizio, sono spesso minacciate da inondazioni fluviali o marine e soggette a un forte rischio idrogeologico, conseguente ai fattori ambientali e antropici riportati nei capitoli precedenti.Gli ambienti deltizi sono importanti anche nel campo della geologia mineraria relativamente alla ricerca delle risorge energetiche fossili. L'elevato tasso di sedimentazione terrigena, con possibilità di accumulo, seppellimento e quindi maturazione termica di grandi quantità di materia organica, rendono potenzialmente importanti i giacimenti deltizi per accumuli di carbone ed idrocarburi (petrolio e metano).Non trascurabili, infine, le possibilità di valorizzazione turistico-ambientale delle zone umide in aree deltizie. In Italia, l'esempio più notevole di parco naturale in ambiente deltizio è il Parco del Delta del Po (suddiviso tra le regioni Veneto ed Emilia-Romagna), che raggiunge una superficie di 52000 ettari.

Giacimenti di carbone possono aversi dalla trasformazione di depositi di torba tipica delle aree paludose sviluppatesi nelle piane deltizie alluvionali attornianti i canali distributori. Regressioni ed ingressioni marine regolano la distribuzione degli accumuli torbosi e la migrazione laterale dei canali distributori, assieme ad una continua subsidenza favorisce la formazione di tipici cicli sedimentari ripetitivi in direzione verticale.

L'ambiente deltizio è particolarmente favorevole alla creazione di giacimenti di idrocarburi. Questo in quanto la posizione dell'apparato deltizio permette di mettere in contatto le argille marine (roccia madre), ricche in materia organica atta a produrre idrocarburi, con le sabbie deltizie che costituiscono degli ottimi serbatoi, e la continua sedimentazione di materiale fine argilloso permette il deposito di argille di copertura che sigillano verso l'alto i potenziali luoghi di accumulo degli idrocarburi.Giacimenti petroliferi importanti sono stati esplorati e messi in produzione nel delta del Niger, nei depositi deltizi del Giurassico Medio della formazione delle Arenarie del Brent nel bacino del Mare del Nord, nel bacino pannonico entro giacimenti miocenici.

Le aree di delta possono essere considerate anche una fonte di ghiaia e sabbia, materiali economicamente rilevanti per l'edilizia.

In Italia hanno la foce a delta sia il fiume Po (naturale), sia il fiume Tevere (due soli rami di cui uno artificiale).Sul delta del Tevere sorgono Ostia (ramo naturale) e Fiumicino (ramo artificiale). Nell'ampio delta del Tevere sorge l'Isola Sacra (frazione di Fiumicino).Tra le più importanti ed estese foci a delta c'è quella del Nilo, di 24.000 km², mentre la più grande foce a delta d'Europa è quella del Danubio, con un'estensione di 3.446 km².

Sedimenti assimilabili a depositi alluvionali deposti e rielaborati dall'acqua sono probabilmente presenti anche sul pianeta Marte, verosimilmente sviluppatisi in condizioni simili a quelle della Terra primitiva. Sono stati rilevati per mezzo delle sonde spaziali (tramite soprattutto il telerilevamento fotografico) canali situati entro solchi vallivi, e formazioni geologiche simili ad apparati deltizi situate allo sbocco di canali entro aree bacinali depresse e antichi crateri da impatto. Si ritiene che queste formazioni si siano originate nella parte finale del Noachiano, era geologica di Marte la cui datazione è stimata da 3800 a 3500 milioni di anni fa (corrispondente quindi alla parte più antica dell'Archeano terrestre).Le opinioni tra i ricercatori non sono del tutto univoche riguardo a queste strutture. È generalmente accettato il fatto che siano dovute all'azione di un agente allo stato liquido; la loro distribuzione e la loro configurazione sono in accordo con una rete di drenaggio naturale e presenta indubbie analogie con le morfologie associate sulla Terra ad acque correnti continentali. Ciò supporterebbe l'ipotesi che nel passato geologico di Marte vi fosse acqua allo stato liquido (attualmente le condizioni di pressione atmosferica e temperatura della superficie marziana non consentono la presenza di acqua libera se non nelle regioni più basse). Vi sono però ipotesi alternative: le formazioni geologiche indicate potrebbero essere state scavate e costruite anche da anidride carbonica allo stato liquido (presente in quantità considerevoli come ghiaccio secco nelle calotte polari di Marte) o da metano liquido (presente sulla superficie di altri corpi celesti, come il satellite di Saturno, Titano, dotato di un'atmosfera e di veri e propri mari di idrocarburi allo stato liquido).Anche riguardo alle modalità di deposizione non vi è ancora unanimità: si discute in particolare se questi depositi siano dovuti a correnti a bassa densità, di tipo fluviale o a flussi ad alta densità e viscosità, di tipo più simile a colate di fango e di detrito (debris flow). Da studi recenti sono stati distinti diversi tipi di depositi sedimentari a conoide su Marte: di questi, due sono quelli con maggiore affinità morfologica rispetto ai delta marini o lacustri terrestri:edifici di forma semi-circolare o lobata con sommità pianeggiante (equivalente ad una piana deltizia) e una fronte ben definita, che presuppongono la formazione di queste strutture al margine di un bacino riempito di liquido con un livello stabile per un certo periodo di tempo. Questi corpi hanno un gradiente topografico medio di circa 1 grado e lunghezze intorno ai 10 chilometri, e sono assimilabili a delta-conoidi di tipo Gilbert (un tipico esempio è indicato nella figura a fianco, dall'area di Lunae Palus).edifici con sommità pianeggiante, caratterizzati da un reticolo distributario ramificato, con gradienti sempre intorno ad 1 grado e lunghezze intorno ai 5 chilometri (un esempio tipico è il deposito individuato entro il cratere Holden, nella figura a fianco), assimilabili a delta digitati o lobati.Tutti questi corpi sedimentari sono in realtà (come quelli terrestri) composti da diversi stadi di sviluppo, con sovrapposizione di morfologie differenti, che sembrano indicare una storia piuttosto complessa e variazioni notevoli del livello di base. Al presente, questi depositi sono certamente inattivi, più o meno intensamente interessati da crateri meteoritici, e diversi appaiono erosi in varia misura e rimaneggiati dai processi eolici attualmente prevalenti sulla superficie del pianeta.È stata recentemente studiata la distribuzione degli ipotetici apparati deltizi individuati finora nell'area polare nord di Marte. Per la maggior parte di questi (53%), la posizione altimetrica della fronte deltizia sembra allinearsi lungo una superficie equipotenziale chiusa che comprende la maggior parte delle "terre basse" dell'emisfero settentrionale di Marte, che si configurerebbero quindi come un paleo-oceano di età noachiana. La maggior parte dei reticoli di drenaggio appaiono sviluppati al di sopra di questa superficie ideale, che rappresenterebbe il livello medio di questo ipotetico oceano.