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Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali

Speleologia

Speleologia

La speleologia è lo studio della genesi, evoluzione e significato paleoambientale e paleoclimatico delle grotte esplorabili in varie litologie di rocce solubili e condizioni climatiche e geografiche differenti, come pure lo studio del significato idrogeologico, paleoambientale e paleoclimatico dei depositi chimico-fisici (sedimenti e concrezioni) rinvenibili al loro interno.

Le grotte sono dei vuoti sotterranei creati, generalmente, dalla dissoluzione ed erosione delle roccia in posto, e principalmente in litologie carbonatiche come calcari e dolomie, ma anche in evaporiti (gesso e salgemma) e quarzo-areniti. Sono create da acque freatiche o di risalita e coinvolte in processi sia chimici che fisici. Le dimensioni delle grotte possono variare da pochi centimetri a decine di metri di ampiezza. Nel mondo ne sono state esplorate per oltre 15000 km di sviluppo, ma si pensa che siano meno del 10% di quelli esistenti.

Esplorare questi mondi è una delle sfide geografiche più stimolanti, possibili anche a pochi chilometri da casa. Le grotte custodiscono anche delle testimonianze del clima e dell’ambiente passato, oltre che degli abitanti di tempi remoti (incluso l’uomo).

La ricerca scientifica in questi ambienti, talvolta estremi, è multidisciplinare, molto più di qualunque altra ricerca.

Nell’ambito geologico si possono svolgere studi geomorfologici, sedimentologici, mineralogici, paleontologici, geochimici, idrogeologici, geologico-strutturali, per non parlare delle altre branche della Scienza (chimica, fisica, biologia, archeologia ecc.). Queste ricerche, in genere svolte da team di esperti, possono portare ad eccezionali scoperte scientifiche, come minerali e organismi ancora sconosciuti, record paleoclimatici unici, fossili di ominidi, ecc..

A Bologna questa scienza viene trattata a livello universitario da oltre mezzo secolo, tant’è che la nostra sede è riconosciuta come uno dei centri specializzati più importanti al mondo, oltre a ospitare una delle biblioteche tematiche (speleologiche) più fornite.

Negli ultimi anni le ricerche si sono concentrate principalmente su sei fronti principali: la speleogenesi in rocce quarzo-arenitiche, la formazione ed evoluzione delle grotte nelle rocce evaporitiche, le grotte ipogeniche (in particolare le sulfuric acid caves), le grotte da miscela nelle aree costiere, le ricostruzioni paleoclimatiche attraverso l’analisi degli speleotemi e la formazione di minerali secondari nelle grotte. Inoltre sono in corso ricerche riguardanti la presenza di grotte, soprattutto di origine vulcanica, in altri corpi planetari come la Luna e Marte.

Pubblicazioni rilevanti (anni 2012-2016):

  • Tisato Nicola, Sauro Francesco, Bernasconi Stefano M., Bruijn Rolf H.C., De Waele Jo (2012) - Hypogenic contribution to speleogenesis in a predominant epigenic karst system: A case study from the Venetian Alps, Italy. Geomorphology, 151/152, pp. 156-163.
  • Plan Lukas, Tschegg Cornelius, De Waele Jo, Spötl Christoph (2012) - Corrosion morphology and cave wall alteration in an Alpine sulfuric acid cave (Kraushöhle, Austria). Geomorphology, 169/170, pp. 45-54.
  • De Waele Jo, Pasini Giancarlo (2013) - Intra-messinian gypsum palaeokarst in the northern Apennines and its palaeogeographic implications. Terra Nova 25, pp. 199-205.
  • De Waele Jo, Forti Paolo, Naseddu Angelo (2013) – Speleogenesis of an exhumed hydrothermal sulphuric acid karst in Cambrian carbonates (Mount San Giovanni, Sardinia). Earth Surface Processes and Landforms 38, pp. 1369-1379.
  • Galli Ermanno, Brigatti Maria Franca, Malferrari Daniele, Sauro Francesco, De Waele Jo (2013) - Rossiantonite, Al3(PO14)(SO4)2(OH)2(H2O)10•4H2O, a new hydrated aluminum phosphate-sulfate mineral from Chimanta massif, Venezuela: description and crystal structure. American Mineralogist 98, pp. 1906-1913.
  • Sauro Francesco, De Waele Jo, Onac Bogdan P., Galli Ermanno, Dublyansky Yuri, Baldoni Eleonora, Sanna Laura (2014) - Hypogenic speleogenesis in quartzite: the case of Corona ‘e Sa Craba Cave (SW Sardinia, Italy). Geomorphology 211, pp. 77-88.
  • Sauro Francesco, Tisato Nicola, De Waele Jo, Bernasconi Stefano, Bontognali Tomaso, Galli Ermanno (2014) - Origin of Sulphates and rare Sulphate-Phosphate minerals in the quartz-arenite caves of the Tepuis table mountains, Bolivar State, Venezuela. Sedimentology 61, pp. 1433-1451.
  • Gutiérrez Francisco, Parise Mario, De Waele Jo, Jourde Hervé (2014) - A review on natural and human-induced hazards and impacts in karst. Earth-Science Reviews 138, pp. 61-88.
  • Sauro Francesco (2014) - Structural and lithological guidance on speleogenesis in quartz–sandstone: Evidence of the arenisation process. Geomorphology, 226, pp. 106–123.
  • D’Angeli Ilenia Maria, De Waele Jo, Ceballo Melendres Osmany, Tisato Nicola, Sauro Francesco, Grau Gonzalez Esteban Ruben, Bernasconi Stefano M., Torriani Stefano, Bontognali Tomaso Renzo Rezio (2015) - Genesis of folia in a non-thermal epigenic cave (Matanzas, Cuba). Geomorphology 228, pp. 526-535.
  • Gázquez Fernando, Calaforra José-María, Forti Paolo, De Waele Jo, Sanna Laura (2015) - The role of condensation in the evolution of dissolutional forms in gypsum caves: Study case in the karst of Sorbas (SE Spain). Geomorphology 229, pp. 100-111.
  • Coombes Martin A., La Marca Emanuela C., Naylor Larissa A., Piccini Leonardo, De Waele Jo, Sauro Francesco (2015) - The influence of light attenuation on the biogeomorphology of a marine karst cave: A case study of Puerto Princesa Underground River, Palawan, the Philippines. Geomorphology 229, pp. 125-133.
  • Piccini Leonardo, De Waele Jo, Galli Ermanno, Polyak Victor J., Bernasconi Stefano M., Asmerom Yemane (2015) - Sulphuric acid speleogenesis and landscape evolution: Montecchio Cave, Albegna River Valley (Southern Tuscany, Italy). Geomorphology 229, pp. 134-143.
  • Caddeo Guglielmo A., Railsback Loren Bruce, De Waele Jo, Frau Franco (2015) - Stable isotope data as constraints on models for the origin of coralloid and massive speleothems: the interplay of substrate, water supply, degassing, and evaporation. Sedimentary Geology 318, pp. 130-141.
  • D’Angeli Ilenia Maria, Sanna Laura, Calzoni Claudio, De Waele Jo (2015) - Uplifted flank margin caves in telogenetic limestones in the Gulf of Orosei (Central-East Sardinia - Italy) and their palaeogeographic significance. Geomorphology 231, pp. 202-211.
  • Columbu Andrea, De Waele Jo, Forti Paolo, Montagna Paolo, Picotti Vincenzo, Pons-Branchu Edwige, Hellstrom John, Bajo Petra, Drysdale Russell (2015) - Gypsum caves as indicators of climate-driven river incision and aggradation in a rapidly uplifting region. Geology, 43(6), 539-542.
  • Tisato Nicola, Torriano Stefano F.F., Monteux Sylvain, Sauro Francesco, De Waele Jo, Tavagna Maria Luisa, D’Angeli Ilenia Maria, Chailloux Daniel, Renda Michel, Eglinton Timothy I., Bontognali Tomaso Renzo Rezio (2015) – Microbial mediation of complex subterranean mineral structures. Scientific Reports 5: article 15525, 10 p.
  • De Waele Jo, Audra Philippe, Madonia Giuliana, Vattano Marco, Plan Lukas, D’Angeli Ilenia Maria, Bigot Jean-Yves, Nobécourt Jean-Claude (2016) - Sulfuric acid speleogenesis (SAS) close to the water table: examples from southern France, Austria, and Sicily. Geomorphology 253, pp. 452-467.
  • Bontognali Tomaso Renzo Rezio, D’Angeli Ilenia Maria, Tisato Nicola, Vasconcelos Crisogono, Bernasconi Stefano M., Grau Gonzales Esteban Ruben, De Waele Jo (2016) - Mushroom speleothems: stromatolites that formed in the absence of phototrophs. Frontiers in Earth Science, 4, article 49.
  • Fabbri Stefano, Sauro Francesco, Santagata Tommaso, Rossi Guido, De Waele Jo (2017) - High-resolution 3-D mapping using terrestrial laser scanning as a tool for geomorphological and speleogenetical studies in caves: an example from the Lessini mountains (North Italy). Geomorphology 280, pp. 16-19.
  • Columbu Andrea, Chiarini Veronica, De Waele Jo, Drysdale Russell, Woodhead Jon, Hellstrom John, Forti Paolo (2017). Late quaternary speleogenesis and landscape evolution in the northern Apennine evaporite areas. Earth Surface Processes and Landforms, in print.