Permafrost e Dolomiti
di Luigi Cavaleri

Si parla molto in questi ultimi tempi delle sempre più frequenti frane e dei crolli nelle nostre montagne, e in particolare nelle Dolomiti. Basta digitare “frane in montagna”, e si è subito sommersi di notizie, immagini, video. L’impressione è che questi fenomeni stiano avvenendo sempre più frequentemente, aumentando con un ritmo incalzante. Solo come esempio casalingo, le tre immagini qui riportate mostrano la recente grande frana in Val d’Arda, partita dalla “Fisura” sul lato nord del Pelmo. Com’è evidente dalla terza immagine, la frana si è estesa ben più a valle del parcheggio e della strada per il rifugio Città di Fiume. Naturalmente occorre trovare subito un colpevole, et voilà, eccolo servito: il cambio climatico e il permafrost che si scioglie.

Lo scopo di questa breve analisi è fare il punto della situazione, spiegarne la fisica, e quantificare, ove possibile, la frequenza di questi eventi. Il termine “permafrost” fu coniato nel 1943 da Siemon William Muller (1900-1970) per indicare uno strato di terreno congelato, cioè con temperature permanentemente sotto gli 0° C per almeno due anni consecutivi. Con una semplificazione dettata anche dal nome, nell’uso corrente si passò rapidamente a ritenere lo strato “perennemente congelato”. È importante notare come nella definizione di Muller non si intenda che il terreno contenga necessariamente acqua, quindi ghiaccio. Uno strato di roccia “asciutto” può essere benissimo sotto 0° C, e quindi come tale in condizioni di “permafrost”. Ritorneremo su questo punto fra poco. Prima è opportuno spiegare come varia la temperatura con la profondità.

Sappiamo che sulla Terra le temperature diminuiscono in generale dall’equatore verso i poli. È anche intuitivo come, semplificando un po’ il problema, a una certa località la temperatura del terreno esposto sia più o meno eguale alla locale media meteorologica. Quello che non è intuitivo è come vari la temperatura negli strati più profondi. Come scoprirono rapidamente i primi minatori, questa aumenta con la profondità, e non poco. Sì, e non può essere che così visto che, scendendo qualche migliaio di km, dobbiamo pur arrivare ai 6.000° C che caratterizzano la parte centrale del nostro globo. Senza inoltrarci ulteriormente su questa strada, accettiamo un profilo della temperatura che diminuisce regolarmente verso la superficie dove noi effettuiamo le nostre gite. La linea continua, leggermente inclinata, in Figura 1 indica appunto questo profilo medio.

È tuttavia esperienza di tutti che lo strato superficiale del terreno risenta in maniera drastica di quanto avviene nell’aria sovrastante e, non ultimo, dell’irraggiamento del sole (d’estate la pietra scotta). Quanto si ripercuote questo in profondità? Non molto: il terreno è molto isolante, e pochi metri sotto la superficie nei tempi brevi, cioè annuali, la temperatura rimane praticamente costante. La zona ombreggiata nella Figura 3 mostra, sia pur in maniera qualitativa, l’oscillazione stagionale con la profondità fino al livello P1. Fra i livelli P2 e P3 la temperatura rimane permanentemente sotto zero, quindi ci troviamo in presenza di permafrost. Sopra P2 per parte dell’anno siamo sopra 0° C, sotto P3 lo siamo permanentemente per il calore che fluisce dal centro della Terra. Adesso accettiamo che la temperatura esterna aumenti. Allora tutta la linea della temperatura con la profondità si sposta anch’essa della stessa quantità (linea tratteggiata), assieme alle corrispondenti variazioni stagionali. Non cambia la profondità dell’escursione annua, ma cambia drasticamente lo strato di permafrost, ora ridotto al più breve tratto P4-P5.

In pratica qualsiasi cosa avvenga in superficie si riflette progressivamente negli strati sottostanti. Possiamo concepire questo come un’onda di calore (o di freddo, quindi positiva o negativa) che, applicata alla superficie, si propaga progressivamente verso il basso. In effetti il profilo della temperatura negli strati prossimi (qualche centinaio di metri) alla superficie appare come una registrazione, sia pur smussata nel tempo e sovrapposta al profilo medio, di quanto avvenuto negli anni o nei secoli precedenti. Come esempio citiamo il pozzo di 200 m di profondità perforato al Passo dello Stelvio (Guglielmin et al., 2018), da cui si vede benissimo quanto avvenuto negli ultimi 500 anni, compresa la piccola era glaciale del ‘500-‘700, l’optimum climatico degli anni ’40 del secolo scorso, e il progressivo aumento della temperatura atmosferica degli ultimi decenni. Naturalmente la nostra attenzione è focalizzata laddove nel passato le temperature erano permanentemente sotto zero, mentre ora col cambio climatico (cfr. Le Alpi Venete n. 1-2017) e il relativo aumento di temperatura, gli strati vicino alla superficie possono non essere più classificati come permafrost, cioè costantemente sotto zero. Questo può essere in pianura, per esempio in Siberia, o da noi sulle montagne. Finché lo strato interessato è pura roccia, le conseguenze sono limitate. I problemi subentrano quando gli strati interessati sono un misto di roccia e acqua, quest’ultima anche in percentuali marginali, es. 1% o meno. In questo caso in Siberia il terreno perde consistenza e, come sta avvenendo, le costruzioni concepite con un sottofondo gelato e solido, stanno progressivamente cedendo. In montagna, dove in questo senso la verticalità non aiuta, gli strati anche un po’ sotto la superficie, magari un po’ fratturati e tenuti insieme dal precedente ghiaccio interstiziale in condizioni di permafrost, sono più proni alla frattura e al crollo.

Molto dipende dal tipo di roccia. Il granito o le rocce cristalline del Cervino lasciano poco spazio all’intersezione di acqua. Nelle Dolomiti invece abbiamo un problema. Un ottimo esempio ci è dato dalla situazione sotto la stazione d’arrivo della seggiovia a Ra Valles (Tofane).

Il carotaggio, cioè il campionamento continuo fino a 20 m di profondità, ha mostrato bene la locale composizione di roccia e ghiaccio, e come questa vari con la profondità, il tutto riassunto qualitativamente in Figura 2. Vi è terreno “secco”, cioè senza ghiaccio, fino a 6 m di profondità, poi ghiaccio in quantità variabile fino a 16 m. Sotto questo livello, roccia. Se il livello P2 della Figura 1 scendesse sotto i 6 m di profondità, lo strato sovrastante potrebbe diventare instabile con gli ovvi problemi.

Pensiamo per ipotesi a un’analoga situazione in parete o zone fortemente inclinate. Il problema è evidente. D’altronde ci è stato raccontato più volte come le Dolomiti fossero originariamente degli atolli o costruzioni sottomarine che poi la spinta dell’Africa verso l’Europa ha portato, con tutte le Alpi, a emergere. La facile fratturazione, quasi friabilità delle Dolomiti, sia pur associate alle loro genesi, sono d’altronde ciò che le ha rese uniche al mondo per i loro colori e la loro verticalità. Quest’ultima esiste in gran parte perché le pareti sono crollate e continuano a crollare. I ghiaioni ne sono l’esempio più eclatante. Qui possiamo fare un esempio di come sia facile interpretare erroneamente la realtà. Cinquant’anni fa era possibile scendere a balzi e con assoluta sicurezza per i ghiaioni, affondando con tutto lo scarpone nella ghiaia sottile. Un esempio classico è il canalone del Pomagagnon (la “Graa”) a Cortina, ma ce ne sono tanti altri. Oggi questo non è più possibile; tutta la ghiaia è al fondo. Dobbiamo dedurre che le montagne si fratturano meno? Ovviamente no! È semplicemente aumentato l'”uso” della montagna (e nel caso del Pomagagnon ho certamente dato il mio contributo).

Tornando al problema vero, è indubbio che il progressivo riscaldamento del clima possa portare, sopra una certa quota e in certe condizioni, allo scongelamento degli strati più superficiali del permafrost. Se questo era quanto teneva insieme quel tratto di roccia, subito o sotto un qualsiasi ulteriore stimolo il crollo può avvenire. Tuttavia un po’ di cautela è d’uopo nel quantificare il numero dei fenomeni e nell’associare tutto all’attuale cambio climatico. Primo, siamo reduci dall’era glaciale che sulle Alpi Orientali ha avuto il suo ultimo picco 24.000 anni fa, e da 12.000 anni a questa parte (l’Olocene) i ghiacciai sono stati sempre piuttosto piccoli su tutte le Alpi.

In una scala geologica questo è un attimo, e può benissimo essere che le montagne si stiano ancora adattando. Secondo, e probabilmente più importante, lo vogliamo o no, siamo tutti schiavi delle “notizie”, molto più abbondanti se negative o drammatiche. Se 50 anni fa cadeva un pezzo di Pomagagnon (e in 30 anni di assidua frequentazione locale ne ho visti abbastanza), chi ne parlava? Ciò vale per tutti questi eventi, per un’inondazione nel Salento o un terremoto in Turchia. Anche trascurando l’enfasi “notiziaria”, queste notizie semplicemente non arrivavano. C’è un illuminante articolo (Alimonti et al., 2023) che discute l’argomento in maniera cristallina. Vengono prese tutte le notizie, di qualsiasi fonte, di eventi che potrebbero dipendere dal cambio climatico (incendi, inondazioni costiere, esondazioni di fiumi, piogge estreme, frane, venti forti, ecc., ovviamente tutti o quasi definiti rigorosamente eccezionali) e di altro tipo (terremoti, eruzioni vulcaniche), cioè clima indipendenti. Tutto questo dal 1970 a oggi. Cosa aspettarsi? Bene: entrambe le sorgenti mostrano, con minime differenze, lo stesso aumento nei mezzi di informazione. Poiché il numero di terremoti ed eruzioni non è cambiato (a parte la genesi, esistono cataloghi precisi), la logica conclusione è che quello che è cambiato è il volume di informazione.

Tirando le somme, almeno per le frane in montagna è probabile che la verità stia nel mezzo, anche se più dalla parte suggerita dai terremoti, cioè, sì, esiste certamente un aumento nel numero delle frane, dei crolli, ma molto più limitato di quanto percepibile dai mezzi di comunicazione. Teniamo anche conto che c’è moltissima più gente in giro tra i monti rispetto a 40-50 anni fa, ci siamo espansi dappertutto, e che sono quindi aumentate non solo le testimonianze parlate, ma soprattutto, grazie alle macchine fotografiche e ai cellulari, le testimonianze registrate, non solo parlate una tantum all’amico. Per esprimere un giudizio preciso dovremmo avere un’altrettanta precisa statistica per gli anni ’50-’60, cosa che non abbiamo. Qualcosa sta succedendo, questo è certo. La temperatura globale sta aumentando molto più rapidamente ai poli e sulle montagne, ma non è facile quantificarlo, ancor meno prevederlo, in maniera affidabile e oggettiva. Certo che, passando sotto o arrampicando su una parete senza sapere se ci sia, e se c’è, a che profondità sia il permafrost e come stia evolvendo la sua temperatura, toglie un po’ della spensierata sicurezza con cui ci piacerebbe andare in montagna. Qui tocchiamo, anche se non ci piace, quel concetto di rischio già discusso in queste pagine qualche tempo fa (cfr. Le Alpi Venete, n. 2-2022).

Bibliografia
Alimonti, Gianluca – Mariani, Luigi, 2023: Is the number of global natural disasters increasing? Environmental hazards, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17477891.2023.2239807;
Guglielmin, Mauro – Donatelli, Marco – Semplice, Matteo – Serra Capizzano, Stefano, 2018: Ground surface temperature reconstraction for the last 500 years obtained from permafrost temperatures observed in the SHARE STELVIO Borehole, Italian Alps. Clim. Past, 14, pp.709-724.

Ringraziamenti
La Figura 1 è una leggera complementazione (con la parte tratteggiata) di un disegno gentilmente fornito dalla Società Tofana S.r.l. di Cortina d’Ampezzo. Analogamente lo sono i dettagli e i dati riportati nella Figura 2. Angela Pomaro ha elaborato le Figure 1 e 2 per la pubblicazione su LAV. Le foto sono dell’autore. Renato Colucci (CAI Sezione di Trieste), esperto glaciologo del locale Istituto di Scienze Polari del CNR, ha fornito preziosi suggerimenti e corretto alcune imperfezioni.