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Il calore è una forma di energia e, in senso stretto, l’energia geotermica è il calore contenuto nell’interno della Terra. Tuttavia, l’espressione “energia geotermica” è generalmente impiegata, nell’uso comune, per indicare quella parte del calore terrestre, che può, o potrebbe essere, estratta dal sottosuolo e sfruttata economicamente dall’uomo.
I metodi di prospezione per la ricerca e la valutazione dell’energia geotermica sono volti all’individuazione e alla caratterizzazione del serbatoio geotermico. Le prospezioni geochimiche delle acque sotterranee rappresentano un metodo di indagine, che consente di ricostruirne i circuiti, di caratterizzarne il bacino di alimentazione, di risalire alle temperature alle quali sono state in equilibrio in profondità e di evidenziare fenomeni di mescolamento. Questo tipo di indagine ha il vantaggio di essere rapido, efficace e relativamente poco oneroso dal punto di vista economico. Per questi motivi la prospezione idrogeochimica costituisce uno strumento di basilare importanza ed impiegato largamente nell'esplorazione geotermica.
Il presente lavoro di tesi riguarda lo studio geochimico delle acque minerali di un’area in provincia di Grosseto, in particolare nella zona di interesse geotermico del Monte Amiata . Il sito di campionamento ricade nel foglio 129 della topografia 1:100000 dell’IGM, ricopre un’area di circa 210 Km2 e comprende, procedendo da nord a sud, i centri abitati di Monticello Amiata, Montelaterone, Castel del Piano, Arcidosso, Le Macchie, Bagnore, e S Fiora in provincia di Grosseto.
Lo studio delle acque è stato finalizzato all’ampliamento delle conoscenze idrogeochimiche e idrogeologiche dell’area di studio e ha previsto la raccolta di 38 campioni in tre distinte campagne svolte nei mesi di Marzo e Giugno. I parametri chimico-fisici quali ph, conducibilità elettrica, temperatura e alcalinità sono stati misurati direttamente in campagna per non alterare i parametri dei campione durante il trasporto. Le analisi chimiche sono state svolte nel laboratorio d’analisi all’interno del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Pisa.
Mediante l’utilizzo della cromatografia ionica sono state determinate le concentrazioni delle principali specie ioniche disciolte in soluzione; mentre i contenuti in silice, boro, ammoniaca e iodio sono stati determinati mediante spettrofotometria a luce visibile.
Le acque campionate sono state classificate in due famiglie distinte utilizzando la costruzione di grafici come: il diagramma quadrangolare di Ludwig-Langelier, quelli triangolari (degli anioni e dei cationi) e quello di Schoeller Fig. (1,2,3).
Dai risultati di tali analisi è stato possibile definire i principali circuiti di circolazione delle acque campionate. Le acque bicarbonato alcalino terrose-alcaline circolano all’interno dell’acquifero di importanza regionale delle vulcaniti del monte Amiata; mentre le acque a chimismo bicarbonato calcico circolano all’interno delle formazioni sedimentarie, attribuibili ai livelli più permeabili del dominio Toscano, delle Unità Liguri e Subliguri.

Tramite l’utilizzo di sistemi informativi geografici (ArcGIS 10.0) sono state georeferenziate le sorgenti campionate, alle quali è stato associato un database contenente le principali caratteristiche chimico-fisiche. Utilizzando i dati ottenuti è stato possibile produrre carte tematiche nelle quali vengono immediatamente visualizzati i rapporti fra le specie ioniche maggiori dei campioni prelevati (Fig. 4).
I risultati delle analisi effettuate forniscono, inoltre, indicazione riguardo all’eventuale interazione fra gli acquiferi superficiali e l’acquifero profondo di interesse geotermico. Le caratteristiche chimico-fisiche dei campioni prelevati sono tipiche di acque che circolano a bassa profondità, hanno un origine esclusivamente meteorica e tempi di residenza relativamente brevi. Risultano assenti, o in concentrazioni trascurabili, elementi come il boro e l’ammonio che vengono notoriamente considerati traccianti geotermici. Se consideriamo il contesto geologico e la stratigrafia della zona possiamo quindi affermare che le unità liguri interposte fra l’acquifero superficiale e il serbatoio geotermico più profondo svolgono un ruolo efficace di isolamento idrogeologico.