Tesi etd-01102023-223307 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
VENTRICE, ROSSANA
URN
etd-01102023-223307
Titolo
Analisi sismostratigrafica integrata con carote di sedimento degli ultimi 200.000 anni del margine glaciale occidentale di Spitsbergen (Isole Svalbard).
Dipartimento
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Relatori
relatore Prof.ssa Morigi, Caterina
relatore Dott. Rebesco, Michele
correlatore Dott.ssa Lucchi, Renata
relatore Dott. Rebesco, Michele
correlatore Dott.ssa Lucchi, Renata
Parole chiave
- Glacigenic debris flow (GDF)
- Isole Svalbard (Svalbard Island).
- Sediment drift
- Trough mouth fans (TMF)
Data inizio appello
10/02/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
10/02/2093
Riassunto
RIASSUNTO
Comprendere la variabilità climatica passata è importante per sapere cosa potrebbe accadere in futuro. Le sequenze deposizionali dei margini polari contengono informazioni chiave sulla variabilità climatica passata e sul suo impatto sulle condizioni paleoceanografiche e sulle dinamiche della criosfera. Il presente lavoro mira a comprendere l'evoluzione del margine glaciale ad ovest dell'isola di Spitsbergen (Isole Svalbard) per ricostruirne la storia evolutiva glaciale combinando due metodi diversi tra loro e con diversa risoluzione. Il lavoro si basa infatti sull'analisi sismostratigrafica di dati sismici ad alta risoluzione (inclusi i profili sub-bottom Topas) in combinazione con le proprietà fisiche delle carote a pistone di tipo Calypso (lunghe circa 17 m). Sia i dati sismici che le carote di sedimento sono stati raccolti durante diverse crociere oceanografiche e tutti i dati, resi disponibili dall’OGS, sono stati caricati e analizzati nel software Kingdom. L'area di studio di questo lavoro di tesi è il margine occidentale di Spitsbergen, ed in particolare l'Isfjorden drift, un drift di contouritico che si è depositato nell'area inter-fan i Trough Mouth Fans (TMF) di Isfjorden e Bellsund. I TMF sono depocentri sedimentari che si originano allo sbocco di fosse glaciali trasversali alle piattaforme continentali e rappresentano i principali siti di accumulo di sedimenti terrigeni originati dal flussi di ghiaccio ad alta velocità (ice stream) all’interno di calotte glaciali sui margini continentali alle alte latitudini.
L'area tra le conoidi è relativamente riparata dal verificarsi di flussi gravitazionali (in particolare Glacigenic Debris Flow, GDF), consentendo alle correnti di fondo nello stretto di Fram, ovvero la corrente di Spitsbergen occidentale (WSC), di depositare sequenze conturitiche continue ed espanse. Tali sequenze sono un prezioso indicatore delle diverse fasi climatiche e possono registrare le prove di eventi glaciali passati che hanno influenzato il margine delle Svalbard. Questo lavoto di tesi si concentra sulla successione sedimentaria degli ultimi 200.000 anni (sopra il riflettore regionale R1) campionata dalla carota GS191-02PC che copre gli ultimi 60.000 anni. La prima fase del lavoro ha previsto, sia per i dati sedimentari che sismici, una preparazione dei dati stessi. I dati sedimentari, ed in particolare le serie numeriche prodotte dalle analisi sedimentologiche condotte sulle carote, sono stati editati in Excel. Sono state visualizzate le curve dei parametri misurati in funzione della profondità ed editate per eliminare eventuali spike o valori falsati, che avrebbero alterato il lavoro. In particolare per la suscettività magnetica (che è stata utilizzata poi come curva di riferimento) è stato scelto di ricavare e quindi utilizzare un valore mediato K media (media per ogni 10 valori, originariamente misurati ogni centimetro). I file editati sono stati caricati in Kingdom in modo da poter creare dei logs da visualizzare e mettere a confronto con i dati sismici.
Per quanto riguarda la sismica e quindi sia profili sub-bottom Topas che linee sismiche, prima di poter procedere al lavoro di analisi, è stato necessario compiere un lavoro di correzione dei mis-tie che avrebbe potuto creare dei problemi nella successiva interpretazione. Quando si lavora con un ampio dataset di profili sismici a diversa risoluzione è possibile che nei punti in cui vi è un’intersezione di tali profili vi sia un piccolo disallineamento ed una mancata corrispondenza. Nella correzione del mis-tie è stato considerato come accettabile un errore di 1 ms corrispondente a circa 0,75 m. Successivamente si è passati alla fase di Picking degli orizzonti a partire dal profilo sub-botton Newtransfertoiridya. Questo ha permesso di individuare 11 orizzonti stratigrafici ai quali, grazie alla correlazione con il record litologico datato della carota GS191-02PC ed all’età dedotta del riflettore R1, è stata assegnata un’età ed un collegamento con gli Stadi Isotopici Marini (MIS). Sempre sul profilo sub-bottom sono stati individuati dei corpi lenticolari, caotici ed acusticamente trasparenti che sono stati interpretati come dei depositi debritici glacigenici (GDF) prodotti quindi da processi di trasporto in massa quando la calotta glaciale arriva fino al limite della piattaforma continentale. Mappare questi copri ha permesso di individuare la loro posizione prossimale (GDF 2) e distale (GDF 1 e GDF 3) all’interno del profilo sub-bottom ed una loro possibile origine in modo da collegarli alle diverse fasi glaciali che hanno interessato l’area. Il risultato principale del lavoro suggerisce che i GDF sono distribuiti in un'area confinata in una posizione prossimale durante l'inizio dei massimi glaciali e le fasi glaciali vere e proprie, mentre la loro collocazione è in una posizione più distale durante le fasi di deglaciazione o le terminazioni glaciali. Questa conclusione è significativa per l'avanzamento delle conoscenze sulla dinamica glaciale, l'architettura deposizionale dei TMF e le ricostruzioni stratigrafiche sui margini glaciali.
ABSTRACT
Understanding the past climatic variability is important to know what may happen in the future. The present work aims at understanding the evolution of the glacial margin west of Spitsbergen Island to reconstruct its history. The work is based on the sismostratigraphic analysis of high-resolution seismic data (including TOPAS sub bottom profiles) in combination with the physical properties of Calypso piston cores (about 17 m long). Both the geophysical survey and sediment cores were collected during several oceanographic cruises, and all data were uploaded to the Kingdom software and analyzed. The study area is the Isfjorden drift, a contourite drift deposited in the inter-fan area between the Isfjorden and Bellsund Trough Mouth Fans (TMFs). The inter-fan area is relatively sheltered from the occurrence of gravity flows (especially glacigenic debris flows, GDFs), allowing bottom currents, i.e., the West Spitsbergen Current (WSC), to deposit continue contouritic sequences including evidence of past glacial events that affected the margin of the Svalbard during the main climatic phases. The time range focused on in this study is the last 200 ky corresponding to the inferred age of regional reflector R1, with the cored succession spanning the last 60 ky. The main result of the work suggests that the GDFs are distributed in an area confined to a proximal position during the onset of glacial maxima, whereas their emplacement is in a more distal position during glacial terminations. This conclusion is significant for the advancement of our knowledge on glacial dynamics, TMFs depositional architecture, and stratigraphic reconstructions on glaciated margins.
Comprendere la variabilità climatica passata è importante per sapere cosa potrebbe accadere in futuro. Le sequenze deposizionali dei margini polari contengono informazioni chiave sulla variabilità climatica passata e sul suo impatto sulle condizioni paleoceanografiche e sulle dinamiche della criosfera. Il presente lavoro mira a comprendere l'evoluzione del margine glaciale ad ovest dell'isola di Spitsbergen (Isole Svalbard) per ricostruirne la storia evolutiva glaciale combinando due metodi diversi tra loro e con diversa risoluzione. Il lavoro si basa infatti sull'analisi sismostratigrafica di dati sismici ad alta risoluzione (inclusi i profili sub-bottom Topas) in combinazione con le proprietà fisiche delle carote a pistone di tipo Calypso (lunghe circa 17 m). Sia i dati sismici che le carote di sedimento sono stati raccolti durante diverse crociere oceanografiche e tutti i dati, resi disponibili dall’OGS, sono stati caricati e analizzati nel software Kingdom. L'area di studio di questo lavoro di tesi è il margine occidentale di Spitsbergen, ed in particolare l'Isfjorden drift, un drift di contouritico che si è depositato nell'area inter-fan i Trough Mouth Fans (TMF) di Isfjorden e Bellsund. I TMF sono depocentri sedimentari che si originano allo sbocco di fosse glaciali trasversali alle piattaforme continentali e rappresentano i principali siti di accumulo di sedimenti terrigeni originati dal flussi di ghiaccio ad alta velocità (ice stream) all’interno di calotte glaciali sui margini continentali alle alte latitudini.
L'area tra le conoidi è relativamente riparata dal verificarsi di flussi gravitazionali (in particolare Glacigenic Debris Flow, GDF), consentendo alle correnti di fondo nello stretto di Fram, ovvero la corrente di Spitsbergen occidentale (WSC), di depositare sequenze conturitiche continue ed espanse. Tali sequenze sono un prezioso indicatore delle diverse fasi climatiche e possono registrare le prove di eventi glaciali passati che hanno influenzato il margine delle Svalbard. Questo lavoto di tesi si concentra sulla successione sedimentaria degli ultimi 200.000 anni (sopra il riflettore regionale R1) campionata dalla carota GS191-02PC che copre gli ultimi 60.000 anni. La prima fase del lavoro ha previsto, sia per i dati sedimentari che sismici, una preparazione dei dati stessi. I dati sedimentari, ed in particolare le serie numeriche prodotte dalle analisi sedimentologiche condotte sulle carote, sono stati editati in Excel. Sono state visualizzate le curve dei parametri misurati in funzione della profondità ed editate per eliminare eventuali spike o valori falsati, che avrebbero alterato il lavoro. In particolare per la suscettività magnetica (che è stata utilizzata poi come curva di riferimento) è stato scelto di ricavare e quindi utilizzare un valore mediato K media (media per ogni 10 valori, originariamente misurati ogni centimetro). I file editati sono stati caricati in Kingdom in modo da poter creare dei logs da visualizzare e mettere a confronto con i dati sismici.
Per quanto riguarda la sismica e quindi sia profili sub-bottom Topas che linee sismiche, prima di poter procedere al lavoro di analisi, è stato necessario compiere un lavoro di correzione dei mis-tie che avrebbe potuto creare dei problemi nella successiva interpretazione. Quando si lavora con un ampio dataset di profili sismici a diversa risoluzione è possibile che nei punti in cui vi è un’intersezione di tali profili vi sia un piccolo disallineamento ed una mancata corrispondenza. Nella correzione del mis-tie è stato considerato come accettabile un errore di 1 ms corrispondente a circa 0,75 m. Successivamente si è passati alla fase di Picking degli orizzonti a partire dal profilo sub-botton Newtransfertoiridya. Questo ha permesso di individuare 11 orizzonti stratigrafici ai quali, grazie alla correlazione con il record litologico datato della carota GS191-02PC ed all’età dedotta del riflettore R1, è stata assegnata un’età ed un collegamento con gli Stadi Isotopici Marini (MIS). Sempre sul profilo sub-bottom sono stati individuati dei corpi lenticolari, caotici ed acusticamente trasparenti che sono stati interpretati come dei depositi debritici glacigenici (GDF) prodotti quindi da processi di trasporto in massa quando la calotta glaciale arriva fino al limite della piattaforma continentale. Mappare questi copri ha permesso di individuare la loro posizione prossimale (GDF 2) e distale (GDF 1 e GDF 3) all’interno del profilo sub-bottom ed una loro possibile origine in modo da collegarli alle diverse fasi glaciali che hanno interessato l’area. Il risultato principale del lavoro suggerisce che i GDF sono distribuiti in un'area confinata in una posizione prossimale durante l'inizio dei massimi glaciali e le fasi glaciali vere e proprie, mentre la loro collocazione è in una posizione più distale durante le fasi di deglaciazione o le terminazioni glaciali. Questa conclusione è significativa per l'avanzamento delle conoscenze sulla dinamica glaciale, l'architettura deposizionale dei TMF e le ricostruzioni stratigrafiche sui margini glaciali.
ABSTRACT
Understanding the past climatic variability is important to know what may happen in the future. The present work aims at understanding the evolution of the glacial margin west of Spitsbergen Island to reconstruct its history. The work is based on the sismostratigraphic analysis of high-resolution seismic data (including TOPAS sub bottom profiles) in combination with the physical properties of Calypso piston cores (about 17 m long). Both the geophysical survey and sediment cores were collected during several oceanographic cruises, and all data were uploaded to the Kingdom software and analyzed. The study area is the Isfjorden drift, a contourite drift deposited in the inter-fan area between the Isfjorden and Bellsund Trough Mouth Fans (TMFs). The inter-fan area is relatively sheltered from the occurrence of gravity flows (especially glacigenic debris flows, GDFs), allowing bottom currents, i.e., the West Spitsbergen Current (WSC), to deposit continue contouritic sequences including evidence of past glacial events that affected the margin of the Svalbard during the main climatic phases. The time range focused on in this study is the last 200 ky corresponding to the inferred age of regional reflector R1, with the cored succession spanning the last 60 ky. The main result of the work suggests that the GDFs are distributed in an area confined to a proximal position during the onset of glacial maxima, whereas their emplacement is in a more distal position during glacial terminations. This conclusion is significant for the advancement of our knowledge on glacial dynamics, TMFs depositional architecture, and stratigraphic reconstructions on glaciated margins.
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