V. LA MIGRAZIONE DEI DEPOSITI SUPERFICIALI SUB-LACUSTRI

 

Certi giorni, l'acqua del lago sembra meravigliosamente chiara e trasparente al sub. Anche ad una profondità di 30 o 40 metri, la luce è sufficiente per permettergli di lavorare e di osservare il fondo sub-lacustre senza necessità di luce artificiale. Succede anche, piuttosto spesso, che in poche ore tutto diventi oscuro, tanto che accendendo una forte luce non si possa vedere, stendendo il braccio, la propria mano. Una spessa nube di materiale in sospensione si stacca dal fondo e si allontana verso il largo.

 

Qualche volta, questa nebbia attraversa le stratificazioni termiche dell'acqua per scivolare lentamente nelle profondità. Per essere sincero, non ho mai assistito alla formazione di una vera corrente torbida sufficientemente forte per meritarne il nome. Ciò non vuol dire che non esistano, ma le poche tracce che eventualmente potrebbero essere interpretate come dovute all'erosione di tali correnti, sono troppo insignificanti nella regione per poter essere attribuite ad un fenomeno frequente ed importante.

 

Succede pure che, queste nubi torbide, probabilmente a causa delle correnti, arrivino sino alla superficie del lago. È il momento in cui esala quell'odore orribile di decomposizione che tutti gli abitanti della riva conoscono bene.

 

In ogni modo, l'esistenza di differenti fenomeni capaci di rimettere in sospensione i sedimenti superficiali del fondo del lago è evidente per un sub. Ma poiché il tempo d'immersione è sempre breve, le osservazioni sono frammentarie ed incomplete. Per queste ragioni, ho approfondito lo studio di questo problema eseguendo delle misure fisiche a partire dalla superficie.

 

Con questa intenzione, diversi metodi sono stati adottati.

 

a)   Le misure di trasparenza dell'acqua

 

Un modo diretto che permette osservare il fenomeno di rimessa in sospensione dei sedimenti, è  misurare la trasparenza dell'acqua durante un certo tempo ed a qualche giorno d'intervallo.

 

A questo scopo, ho messo a punto, con la collaborazione della casa "Alcyon électronique" di Losanna, un apparecchio capace di misurare con precisione questa trasparenza "in situ" a qualunque profondità ed indipendentemente dalla luminosità del giorno.

 

Si cala dal battello nell'acqua, una sonda collegata con una fune all'apparecchio di misura e a mano a mano che scende, si misura la trasparenza in continuo. L'apparecchio è normalizzato secondo le convenzioni seguenti:

 

100% = trasparenza dell'aria;    0%= opacità totale.

 

Tre cause principali sono suscettibili di far variare la trasparenza dell'acqua:

 

-        Il fitoplancton colorato

-        Lo zooplancton ( molto meno perché spesso translucido).

-        Le materie opache in sospensione.

 

Per essere sincero, non è sempre facile differenziare le due prime cause dalla terza.  Si può considerare che il plancton si concentra relativamente vicino alla superficie e specialmente nella zona compresa fra 2m e10m di profondità, mentre le materie solide in sospensione saranno più disperse, con una tendenza ad aumentare verso il fondo, vicino al suolo sub-lacustre.

 

Fig. 6) Variazioni della trasparenza dell'acqua misurata "in situ", ad ogni metro di profondità, al largo del delta, durante l'estate 1970

 

Questa base d'interpretazione approssimata, è sufficiente per esaminare la figura. In breve, si vedono tre tipi di anomalie suscettibili d'essere attribuite a delle sospensioni inerti:

 

-        Si notano alcuni strati poco spessi e situati a mezza profondità, con una brusca diminuzione della trasparenza. Questo fenomeno può essere dovuto, sia alla presenza di una nube di zooplancton, sia a una torbidezza formata sul declivio della riva e spinta al largo da una corrente (per esempio, il 16 luglio, il 22 luglio, il 19 agosto).

 

-        Altre volte è  la trasparenza di tutta la colonna di acqua che diminuisce dall'alto in basso (per esempio il 16 agosto).

 

 

Nei due ultimi casi si può certamente attribuire questo aumento della torbidezza alla messa in sospensione dei sedimenti superficiali. Una volta ancora, l'esistenza di questi fenomeni trova conferma.

 

b)   Le trappole di sedimenti

 

Con lo scopo di precisare l'ampiezza del fenomeno della migrazione dei sedimenti, abbiamo messo, sul fondo del lago delle "trappole di sedimenti" (nei punti I, II e III della carta topografica della figura1).

 

Si tratta di tre batterie composte da quattro "trappole" ciascuna, poggiate a 30m di profondità. Ogni batteria è poggiata su un tappeto di linoleum di 4m² e fissato solidamente al fondo sub-lacustre. Questi tappeti sono destinati, da una parte ad impedire che i sub mettano in sospensione il fondo nel momento in cui poggiano le "trappole" e dall'altra ad osservare l'evoluzione dei depositi su una superficie, messa nelle medesime condizioni del suolo sub-lacustre.

 

Ad una certa distanza dal tappeto, si trova un corpo morto che trattiene una boa. Questa è legata al corpo morto con una corda più leggera dell'acqua in modo che non possa rimuovere il fondo trascinandosi su questo.

 

Su ognuno dei tappeti, sono poggiate quattro marmitte cilindriche e senza coperchio (di alluminio, di 20cm. d'altezza e di 24cm. di diametro). Sono appesantite da qualche chilo di piombo per evitare che le correnti le rovescino.

 

Simili a dei pluviometri, sono destinate a raccogliere e trattenere tutto ciò che cade nell'acqua situata sopra di loro.

 

Quattro marmitte per batteria, dunque 12 in tutto, furono poggiate vuote sui tappeti, sul fondo del lago il mese di aprile 1969.

 

Tre mesi dopo, in luglio, una marmitta per batteria fu riportata in superficie dopo essere stata delicatamente coperta dal coperchio. Durante questo breve periodo, uno strato di circa 1½ cm.di spessore, composto da materiale fino, si era depositato al fondo di ciascuna di loro.

 

Tre mesi dopo, in settembre, un secondo prelievo di marmitte metteva in evidenza che, la quantità di materiale depositata, era in netto aumento. Lo spessore era di circa 2cm.

 

In febbraio 1970, dopo 10 mesi passati sul fondo del lego, le marmitte contenevano uno strato di sedimenti che variava fra 8 e 15cm.

 

In aprile, esattamente 1 anno dopo, alcune marmitte erano completamente piene e affondate nella melma, altre, invece, contenevano la stessa quantità di sedimenti che in febbraio.

 

Preciseremo più lontano la qualità e quantità di tali depositi, ma una osservazione  è già permessa: l'importanza quantitativa delle migrazioni delle materie rimesse in sospensioni. Infatti, una così grande quantità di depositi non può provenire solamente dalle precipitazioni chimiche e biologiche di una colonna d'acqua di solo 30m.

 

È ugualmente impossibile attribuire una tale quantità di sedimenti al solo effetto del piccolo affluente per tre buone ragioni:

 

-        La batteria di marmitte la più vicina alla foce era situata ad una distanza di 460m. La più lontana si trovava a più di 1km. dall'asse del letto del corso d'acqua.

 

-        Durante tutta l'estate, l'acqua della Promenthouse è rimasta chiara. Ora,    durante questo stesso lasso di tempo, le marmitte raccoglievano uno strato di depositi di 2cm. di spessore e ciò alla distanza, da questa, di varie centinai di metri.

 

-        Non esiste una relazione evidente fra la quantità di materiale depositato nelle marmitte e la loro distanza dalla foce.

 

Dobbiamo dunque ammettere che le marmitte hanno raccolto sopratutto dei sedimenti trasportati dalle correnti sub-lacustri e ciò è confermato da tutte le osservazioni descritte sopra.

 

Ogni volta che il suolo sub-lacutre è rimesso in sospensione, i materiali fini  sono trasportati a delle distanze certamente considerevoli giacché, quando imitiamo il fenomeno in laboratorio agitando un poco di melma in un recipiente pieno d'acqua, ci vogliono vari giorni di tranquillità affinché tutto si depositi e l'acqua ritorni chiara. Ora non è raro misurare delle correnti della velocità di 1 a 2km/h (BÉTAN e PERRENOUD, 1933).

 

In queste condizioni, possiamo pensare che le marmitte si riempiono così rapidamente perché trattengono tutto ciò che cade dentro. Sul suolo stesso, invece, i materiali depositati nel momento in cui la corrente diminuisce, sono ripresi, trasportati più lontano da una nuova corrente e sostituiti da altri appena la corrente si calma.

 

Comparando i depositi delle marmitte con quelli che si trovano sul loro tappeto di linoleum, possiamo stimare, con approssimazione, che il suolo del lago è regolarmente "arato" su uno spessore di almeno 10cm.

 

Naturalmente queste osservazioni sono valide solamente per la zona del delta della Promenthouse. Osservando la carta geo-elettrica delle zone prossime e le forme capricciose delle anomalie elettriche, ci si può immaginare obiettivamente la gran varietà delle condizioni  in cui si trova sottoposto il suolo sub-lacustre in rapporto ai fenomeni suscettibili di rimetterlo in sospensione.

 

Si misura anche la vanità di una generalizzazione di queste  osservazioni locali all'insieme del lago.

 

 

VI.         ALCUNE CONSEQUENZE DI TALI RIMESSE IN SOSPENZIONE

 

a)      I depositi "varvés"

 

Ben conosciuto è il fatto che, prelevando una carota intatta del suolo sub-lacustre, si può osservare molto spesso una alternanza di strati grigio scuro e di strati grigio chiaro. È quello che si chiama "varves".

 

F. A. FOREL e, dopo di lui numerosi autori, spiegano questa alternanza con il carattere stagionale dei sedimenti: in inverno gli affluenti portano materiali grigio scuro, a predominanza calcarea; in estate, arrivano sopratutto dei granelli di quarzo e feldspato, mescolati a della mica ed a minerali pesanti, l'insieme presentando un colore più chiaro.

 

Piuttosto spesso, i campioni prelevati nella zona sud del delta, presentavano questa stratificazione. Ma l'interpretazione classica che ne è data, mi sembra, almeno in questa regione, poco verosimile:

 

È assolutamente incompatibile con l'esistenza di quei movimenti, di quelle mescole continue, che rimuovono i sedimenti superficiali e demoliscono le eventuali stratificazioni stagionali.

 

D'altra parte, considerando il modesto corso d'acqua della Promenthouse o dei piccoli affluenti vicini, durante l'estate, sembra incredibile che possano influenzare la natura dei depositi su una superficie così vasta.

 

L'esistenza di queste "varves" nella regione si potrebbe spiegare, in modo più soddisfacente, con il meccanismo stesso della rimessa in sospensione dei sedimenti sub-lacustri. Se, in un recipiente pieno di acqua, si sparge un campione qualunque di sedimenti lacustri, le particelle più pesanti, le più idrodinamiche e le più grosse si depositano per prime. Sono quasi sempre di colore dominante grigio chiaro; sono i quarzi, i feldspati ecc. Vengono poi a depositarsi le particelle più sottili e più leggere, generalmente di colore più scuro.

 

Si ottiene così una stratificazione che corrisponde esattamente alla descrizione di una "varve". (L'esperienza si fa facilmente in laboratorio e riesce sempre!)

 

Alcune zone, per una ragione o un'altra, sono protette dall'effetto delle correnti. Allora le "varves" si accumulano le une sopra le altre, secondo le variazioni della velocità delle correnti. In altri punti, invece, esiste erosione e sparizione dei depositi "varvés".

 

Per questo motivo, il metodo molto comune che consiste nello stimare l'età di un deposito contando le "varves", dovrebbe essere utilizzato con estrema prudenza. Tutto indica, per esempio, che questo metodo, applicato nella regione descritta, sarebbe privo di significato.

 

b)      Ritorno in soluzione di alcuni prodotti chimici

 

Qui arriviamo al cuore del problema che ci occupa. Nello stato attuale delle ricerche, non è ancora possibile fare una stima quantitativa del fenomeno. Possiamo, al massimo, dimostrarne l'esistenza.

 

In un primo tempo, possiamo comparare i risultati delle analisi chimiche effettuate sui sedimenti  raccolti dalle marmitte rimaste più o meno a lungo e in differenti stagioni sul fondo del lago.

 

Fig 7) Situazione delle marmitte depositate sul fondo del lago

 

 

POSIZIONE I (sulla fig. 7)

 

Periodo e durata del soggiorno nell'acqua:

 

A)   dal 27 aprile al 16 luglio 1969,  tre mesi estivi.

B)    dal 27 aprile al 1 di novembre, sei mesi estivi

C)    dal 27 aprile al 28 febbraio, dieci mesi estate – inverno

D)   dal 17 luglio 1969 al 1 novembre, quattro mesi estate – autunno

E)    dal 2 novembre 1969 al 28 febbraio 1970, quattro mesi d'inverno

 

Analisi chimica di

                           A)       B)        C)         D)           E)

Quantità di materie secche in gr/m²... 2199   2591  11867   985     9390

Materie organiche in %..................... 10,4.. .8,5 ....10,5 ....10,8.... 11,1

Perdita al fuoco (C02) in %................ 15,0. .17,1.  .15,5 . .20,7..... 14,7

Silice e insolubili in %....................... 45,0 ..43,7..  45,0..  32,2..... 45,9

Calce (CaO) in %...............................17,5.. 19,6... 16,9..  23,6.... 16,1

Magnesio (Mg) in %.    ...................... 1,3..... 1,1.... 1,4..... 1,3....... 1,4

CaCO3 in %....................................... 32,5 ....36,5... 32,4.. 44,3... 30,9

Ferro (Fe2O3) in %.............................. 3,1..... 2,6... ..2,8..... 2,6.... 2.9

Allumina (Al203) in %............................ 5,7.... 6,1 ......6,7..... 7,0 ....6,5

Ossido di maganese (MnO) in %........ 0,03... 0,03.... 0,05... 0,03.. 0,05

Solfati (SO3) in %................................ 0,5.... 0,45..... 0,25.... 0,5.... 0,2

Fosforo totale (P205) in %.................... 0,3..... 0,3.... 0,3........ 0,4.... 0,3

Azoto organico (N) in %........................0,5.... 0,4..... 0,5........ 0,6.... 0,5

 

POSIZIONE II (sulla Fig. 7)

Analisi chimica:

                                          A)         B)         C)       D)         E)

Quantità di materie secche in gr/m²..... 1318 ..1456,5 ..9911.. 536,   5.805

Materie organiche, in %.........................12,3.... 10,1.... 6,9.... 9,9... 6,0

Perdita al fuoco (CO2), in %..................18,2.... 21,2 ....18,0... 23,2..18,0

Silice e insolubili, in % .........................35,8 ....31,9... 43,5... 28,3..45,3

Calce (CaO), in %................................20,2..... 24,9... 20,0... 27,3..19,7

Ossido di magnesio (MgO), in %.......... 1,3........ 1,3 .....1,4 ....1,2 .. 1,3

CaCO3, in %........................................38,3..... 46,1... 38,0....50,5..37,7

Ferro (Fe203), in %................................3,0....... 2,6..... 2,5..... 2,6... 2,3

Allumina (AI2O3), in %........................... 6,8 .......6,3..... 6,2.... 6,0 ...6,0

Ossido di maganese (MnO) ,in %.....   .. 0,03.. .. 0,03... 0,04..  0,03.. 0,05

Solfati (S03),in %................................. 0,6........ 0,6.... 0,2 ....0,6.... 0,2

Fosforo totale (P2O5), in %...............  .. 0,4....... 0,4...... 0,3..... 0,5.... 0,3

Azoto organico (N), in %...................   . 1,2 ...... 0,6...... 0,3..... 0,7.. . 0,4

 

Posizione III (sulla Fig. 7)

Analisi chimica:

                                       A)         B)          C)          D)         E) 

Quantità di materie secche in gr/m²... 1647.. 2954... 10310..1076 .  .8936

Materie organiche, in %......................11,2 ....9,0...... 7,2..... 8,4...... 6,2

Perdita al fuoco (C02) in %................. 19,3 ...22,3..... 18,7... 22,9... 18,5

Silice e insolubili in %........................ 35,8 ...31,9..... 40,1....31,7... 43,3

Calce (CaO), in %............................ 22,7... 25,7..... 23,2... 25,8.... 21,5

Ossido di magnesio (MgO), in %....... 1,2..... 1,2....... 1,3..... 1,1...... 1,3

CaCO3, in %.................................... 42,0... 48,0..... 41,9... 48,7.... 40,0

Ferro (Fe2O3) ,in % ...........................2,3 ......2,3 ......2,5..... 1,9...... 2,3

Allumina (Al203) in %......................... 5,6...... 6,1....... 6,0..... 6,4..... 5.9

Ossido di maganese (MnO) , in %...   . 0,02.... 0,03.... 0,04... 0,02.... 0,04

Solfati (SO3), in %............................ 0,5...... 0,6....... 0,4..... 0,5..... 0,3

Fosforo totale (P205), in %............... . 0,4..... 0,4...... 0,3..... 0,4....... 0,3

Azoto organico (N), in % ..................    0,8...... 0,5...... 0,3.... 0,6 ......0,4

(analisi eseguite dal Dott. Monod e dal Dott. Gonet)

 

Sulla base di questi risultati, possiamo constatare che la concentrazione di certi prodotti chimici diminuisce durante il loro soggiorno nell'acqua del fondo.

È il caso sopratutto dei composti più labili: materie organiche, fosforo totale, azoto organico e, in certa misura, il carbonato di calcio. Il fatto che, fra questi, ci siano dei prodotti che entrano nella composizione dei fertilizzanti nell'acqua, illustra le conseguenze possibili del fenomeno sull'eutrofizzazione del Lemano.

Vero è che, per quel che riguarda i risultati ottenuti sui sedimenti depositati alla foce della Promenthouse, le osservazioni non corroborano questa tesi, ma in questa zona, gli arrivi di sedimenti sono stati influenzati dalla piena invernale dell'affluente.

 

*  *  *

 

Un modo ancora più diretto di misurare questi fenomeni di rimessa in soluzione, è quello di  imitarli su dei campioni:

 

Si mescola (delicatamente) un certo volume del campione recentemente prelevato e ancora umido in un volume uguale d'acqua del lago. Si lascia riposare qualche ora, si filtra l'acqua di sospensione e si analizza:

 

1)   Analisi dell'acqua prima della messa in sospensione del campione:

 

durezza:  13,80                                          

contenuto in NO3: 0,60mg/l

    contenuto in fosforo totale( espresso in PO4): 0,21 mg/l

 

2)   Analisi della medesima acqua dopo la messa in sospensione del campione:

 

                  A                B                  C                   D                   E

 

Durezza                   21,45          ---                 ---                22,75           23,25 

 

Contenuto in NO3   0,62mg/l   0,66mg/l    0,60mg/l        0,72mg/l      0,60mg/l

 

Fosforo totale         1,55mg/l    0,25mg/l    3,87mg/l       4,76mg/l      3,75mg/l

 

Questi risultati spettacolari, mettono in evidenza l'importanza del fenomeno per il ciclo del fosforo. Per quel che riguarda i nitrati, invece, l'esperienza è meno concludente. Ciò dipende dal fatto che, i componenti azotati, sono altamente solubili nell'acqua; si può dunque pensare che al momento dell'esperienza, la maggior parte dei nitrati erano già spariti dai sedimenti.

 

 

VII -  CONCLUSIONI

 

Nel lago Lemano, gli scambi fra i sedimenti superficiali del fondo e l'acqua del lago sono una realtà la cui importanza non deve essere sottovalutata. Certo, lo spessore del suolo sub-lacustre che può rimettersi in sospensione non è molto grande rispetto all'enorme massa  dell'acqua del lago. Nella zona studiata, l'abbiamo stimata grosso modo a 10cm. Ma è giustamente lì che si accumula la totalità delle precipitazioni organiche suscettibili di essere nuovamente mineralizzate dai battéri e poi di ritornare come soluzione fertilizzante nell'acqua.

 

Mi sono limitato, in questa introduzione, a impostare il problema in termini concreti. In avvenire, le ricerche in questo campo, dovrebbero tendere a valutare l'importanza quantitativa del fenomeno.

 

A questo scopo, molti elementi devono ancora essere precisati:

 

-        Ho limitato le mie ricerche a una zona più o meno litorale di 30 a 40m di profondità massima, ciò che è evidentemente insufficiente. Anche se, in estate, il suolo sub-lacustre situato a tale profondità, è particolarmente importante per l'acqua del lago.

 

Infatti, le correnti lo mettono in comunicazione diretta con le zone superficiali del largo. Queste, per contro, sono isolate dalle zone profonde, dalle barriere di stratificazione termiche. Quando degli inverni lunghi e rigorosi eliminano completamente queste barriere, come nel 1962-63, assistiamo ad un aumento  generale della concentrazione in fertilizzanti nella cappa superficiale dell'acqua. Ciò suppone che il fenomeno si verifica anche nelle zone profonde.

 

-        Le mie osservazioni si sono limitate ad una sola regione poco vasta del lago. Prima di generalizzare queste conclusioni, si dovrebbero verificare in altre zone.

 

-        Il peso dei prodotti chimici analizzati nell'ambito di questo programma, costituiva più del 99% del peso totale della materia secca dei campioni. Malgrado ciò, la lista non è per niente esaustiva. Numerosi altri elementi esercitano una influenza considerevole sulla vita nell'acqua del lago, anche se la loro concentrazione è minima.

 

 

*  *  *

 

Malgrado il carattere incompleto dei dati sui quali si fondano queste interpretazioni, mi sembra aver dimostrato che gli scambi chimici fra l'acqua ed il fondo sub-lacustre esistono ed hanno un ruolo importante nell'eutrofizzazione di cui soffre il nostro lago. Possiamo supporre che, tale fenomeno, freni l'apparizione di una miglioria nello stato sanitario del lago. Quando tutto il bacino sarà dotato di stazioni di depurazione delle acque sino al terzo grado, sicuramente si dovrà aspettare molto tempo prima che le acque del lago, troppo ricche, siano rinnovate dalla corrente del Rodano. È ancora lontano il tempo in cui, come MASSOL nel 1894, potremo concludere scrivendo:

"Ginevra è una città privilegiata poiché, l'acqua del lago che serve ad alimentarla, non solamente è una delle più belle, ma anche una delle più pure che esistano".

 

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Bibliografia sommaria

 

BOURCART, J. et FRANCIS-BOEUF, C. 1942. - La vase. Hermann, Paris.

BRAJNIKOV, B. et FRANCIS-BOEUF, C. et ROMANOVSKY, V. 1943. Techniques d'étude des sédiments. Hermann, Paris.

COLLET, L. W. 1931. - Varves récentes et anciennes. C. R. Congrès ínter. géograph. de Paris, Colin.

DUSSART, H. 1966. L'étude des eaux continentales. Gauthier-Villars, Paris.

FOREL, F. A. 1892. Le Léman, Monographie limnologique, t. 1, F. Rouge, Lausanne.

JOUKOWSKY, E. et BUFFLE, J. PH. 1938. - Constitution physique et chimíque des sédiments du lac de Genève. Mem. Soc. des Sc. Phys. et Nat. 41, fasc. 4,415-461. Genève.

GONET, O. 1971. - Les ondes internes et leurs applications. Bul. A.R.P.E.A. n0 46, 47-55. Neuchâtel.

LIEBMANN, H. 1960. - Handbuch der Frischwasser- und Abwasser-biologie. R. Olden-bourg, München.

MASSOL, L. 1894. - Les eaux d'alimentation de la ville de Genève, étude bactériologique, Rapport, Genève.

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PAREJAS, E. 1929 .-~L'épaisseur des varves dans le haut lac de Genève. U.G.R. 3e congrès du Rhône, Naville, Genève.

 

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