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. In base al tipo di bacino (mare o lago), si può avere quindi un delta marino o un delta lacustre. Si contrappone alla foce ad estuario.
Descrizione Geometria e organizzazione interna
L'immagine riportata. è una sezione geologica ideale in senso longitudinale (parallelo alla direzione prevalente delle correnti fluviali) di un edificio deltizio.
Un apparato deltizio si suddivide generalmente in tre parti, caratterizzate da geometrie, processi e depositi peculiari.:
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 a un assetto geometrico di tipo progradazionale. L'immagine riportata fornisce un esempio di progradazione sigmoidale (dalla forma degli strati in sezione, simile alla lettera sigma dell'alfabeto greco).
Formazione di un delta
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.:
quantità di sedimento apportato dal fiume (portata solida); granulometria del sedimento: principalmente il rapporto tra materiali fini, (argilla e silt, trasportati prevalentemente in sospensione dalle acque fluviali) e grossolani (sabbie e ghiaie, trasportate a contatto con il fondo); velocità della corrente; tipo ed energia dei processi costieri (onde, maree, correnti); morfologia del bacino che riceve i sedimenti; tasso di subsidenza (abbassamento naturale del suolo).
I primi tre fattori dipendono strettamente dal clima, dalla fisiografia del territorio (soprattutto dall'entità del rilievo)Ad esempio: un rilievo "maturo" (cioè molto eroso, con bassi gradienti topografici) in clima umido darà luogo a basse velocità di corrente con variazioni leggere, prevalenza di materiale fine e carico sospeso, e quindi a canali fluviali stabili e prevalentemente meandriformi. Viceversa un rilievo "giovane" (poco eroso e quindi accentuato) in climi aridi danno luogo ad apporti stagionali cospicui ma molto concentrati, con elevate velocità di corrente, materiali più grossolani e poco selezionati e canali fluviali di tipo intrecciato. e dalla litologiaCioè dai tipi di rocce presenti e dalla loro distribuzione. Gli ultimi tre dipendono dall'interazione tra il bacino di drenaggio e di erosione del fiume e il bacino che ne riceve le acque e i sedimenti trasportati. In particolare, la tipica forma a "delta" si realizza nel caso in cui i processi fluviali tendono a prevalere su quelli marini (delta "costruttivo") e l'edificio deltizio tende ad avanzare (progradare) entro il bacino. Viceversa, la prevalenza dei processi marini tende a determinare lo smantellamento dell'edificio deltizio più rapidamente di quanto si formi, redistribuendo i sedimenti lungo la costa. In questo caso si forma un estuario, in cui il canale fluviale sfocia direttamente in mare.
L'immagine accanto offre una panoramica delle forme assunte dagli apparati deltizi in funzione della prevalenza dei processi marini (maree, onde, correnti costiere) o dei processi fluviali (correnti fluviali). La classificazione più utilizzata per definire gli apparati deltizi è basata sull'effetto combinato di tre fattori.: volume di sedimento trasportato dal corso d'acqua energia delle maree energia del moto ondoso.
Quello del Mississippi rappresenta il caso tipico di delta la cui costruzione è dominata dal volume di sedimenti, quello del São Francisco (Brasile) è rappresentativo di delta dominato dal moto ondoso e quello del Gange-Brahmaputra di delta modellato dall'azione delle maree.
Ambiente sedimentario
Il delta fluviale costituisce un ambiente sedimentario assai complesso e articolato in vari subambienti.:
Subaereo piana deltizia canali distributori (canali più o meno ramificati, caratterizzati da elevata energia del mezzo e sedimenti grossolani sabbiosi) canale argine naturale (aree strette e allungate, rilevate topograficamente, che bordano i canali, determinate dalla rapida deposizione di sedimenti per perdita di velocità della corrente ai margini del flusso principale sull'asse del canale) fronte deltizia area interdistributrice (aree situate tra i canali distributori e caratterizzate da bassa energia del mezzo e sedimenti fini argilloso-siltosi) lago o acquitrino interdistributario depositi di rotta (depositi di forma irregolare o a ventaglio da rottura locale di un argine naturale) baia interdistributaria piana di marea e canali di marea Subacqueo prodelta prossimale (alta energia) barre di foce spiagge e cordoni litorali (prodotti dalle correnti lungo costa) barre e cordoni di marea (prodotti dalle correnti di marea) distale (bassa energia) barra distale spiaggia esterna
Regime di flusso
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 quello negli strati d'acqua immediatamente sovrastanti) e il regime di flusso è molto più turbolento. La parte più densa della corrente fluviale con il carico di fondo (e in caso di piene di catastrofiche, di grande magnitudine, anche il carico sospeso) 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.
Al di là della dinamica stagionale, vi sono fiumi che danno luogo a flussi prevalentemente ipopicnali, omopicnaliSi dice omopicnale un flusso con densità uguale a quella della massa d'acqua circostante. o iperpicnali, a seconda del tipo e dell'estensione del bacino idrografico che hanno alle spalle, della presenza di rilievi più o meno accentuati, della maturità del territorioAd esempio: un rilievo "maturo" (cioè molto eroso, con bassi gradienti topografici) in clima umido darà luogo a basse velocità di corrente con variazioni leggere, prevalenza di materiale fine e carico sospeso. Viceversa un rilievo "giovane" (poco eroso e quindi accentuato) in climi aridi dà luogo ad apporti stagionali cospicui ma molto concentrati, con elevate velocità di corrente e materiali più grossolani e poco selezionati. e dalla tipologia delle rocce e dei terreni attraversati (litologia). Queste caratteristiche dei flussi in entrata nel bacino ricevente hanno una notevole influenza sulla geometria interna e sulla tipologia di depositi dell'apparato deltizio.: flussi ipopicnali (diluiti) danno luogo a una improvvisa decelerazione entrando in mare, perdendo la propria individualità, e quindi alla deposizione immediata dei sedimenti più grossolani nelle immediate adiacenze della foce (in forma di barre di foce). Solo i materiali più fini in sospensione (argilla e resti vegetali) possono rimanere in carico per un certo tempo e si depongono gradualmente nel prodelta. flussi omopicnali. Sono esclusivi di delta lacustri in cui il flusso in entrata è privo di sedimento in sospensione e non ha differenze significative di densità rispetto alla massa d'acqua del bacino ricevente. In questo caso tutte le frazioni granulometriche del sedimento trasportato collassano alla foce per la perdita di carico immediata dovuta all'espansione e al rallentamento della corrente. Se il fiume ha un carico di fondoIl carico di fondo è il sedimento trasportato a contatto con il fondo dell'alveo fluviale. grossolano (sabbia e ghiaia) si forma una fronte deltizia ripida e un delta conoide lacustre ad alto gradiente topografico. flussi iperpicnali. In questo caso, il flusso in entrata è decisamente più denso dell'acqua del bacino, e per la maggior parte (ad eccezione di frazioni molto fini e detriti vegetali molto leggeri) si "incunea" sotto la massa d'acqua ricevente, mantenendo la propria individualità. Questi flussi possono viaggiare a contatto con il fondale per una distanza anche notevole (chilometri, fino a decine di chilometri), formando depositi di tipo torbiditico definiti iperpicniti. Nel caso di flussi particolarmente densi e turbolenti (flussi iperconcentrati), si ha una sospensione di sedimento con acqua dolce interstiziale (praticamente una emulsione). In questi casi, tutto il flusso in entrata diviene iperpicnale e non si forma nemmeno uno strato superficiale ipopicnale, ma anche il materiale più leggero (acqua dolce, argilla, materiale vegetale) viene convogliato in profondità. In ambiente marino, perché la corrente in entrata possa raggiungere una densità maggiore dell'acqua di mare (assai più salata) è necessaria una concentrazione di sedimento in sospensione di almeno 35–45 kg/m3. Questo vuol dire che (a parità di velocità e portata) in acqua dolce (ambiente lacustre), i flussi iperpicnali sarebbero molto più comuni, in quanto è sufficiente 1 kg/m3 di sedimento in sospensione perché un flusso diventi iperpicnale..