Stratigrafia Sequenziale e Processi Sedimentari da l’Ultimo Massimo Glaciale ad Oggi nella Baia di Nha Phu e sulla Piattaforma Continentale Adiacente, Vietnam Centrale

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385110123000199?ref=cra_js_challenge&fr=RR-1

Riassunto

Nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente, nella Provincia di Khanh Hoa, Vietnam, sono stati identificati tre complessi sedimentari (LST, TST e HST) depositatisi dall’Ultimo Massimo Glaciale (LGM) ad oggi, interpretati in questo studio attraverso l’analisi di dati acustici ad alta risoluzione e carote sedimentarie. Il complesso sedimentario di bassa posizione (LST) è costituito da sedimenti sabbiosi esposti sul fondo marino sulla piattaforma esterna sotto forma di dune sabbiose, e sottostante al complesso sedimentario trasgressivo (TST) sulla piattaforma media. Il LST si è formato in contesti di ambiente marino poco profondo durante il basso livello del mare e l’inizio dell’innalzamento del livello del mare prima di 14,6 mila anni calibrati prima del presente (cal kyr BP). Il TST è composto principalmente da sedimenti a grana fine depositati durante la fase di trasgressione tra 14,6 e 8,0 mila anni calibrati prima del presente in un canale inciso sulla piattaforma esterna, sulla piattaforma media e nella Baia di Nha Phu. L’erosione della parte esterna del TST sulla piattaforma media potrebbe essersi verificata durante la fase avanzata della trasgressione (9,0–8,0 kyr BP). Il complesso sedimentario di alta posizione (HST) comprende sedimenti depositati durante il periodo di massimo livello del mare tra 8,0 e 0,0 mila anni calibrati prima del presente, distribuiti ampiamente nella baia, sulla piattaforma interna-media e, parzialmente, sulla piattaforma esterna. Una zona costiera paleo, individuata a profondità attuali di 100–120 m, è riconosciuta per la presenza di dune sabbiose e sedimenti sabbiosi. La distribuzione dei sedimenti sul fondo marino è stata mappata utilizzando quattro principali tipi di echi acustici, in combinazione con campioni di sedimenti di fondo. La distribuzione di sedimenti grossolani, affioramenti subacquei e uno spessore ridotto dei sedimenti deglaciali sulla piattaforma interna indicano processi dominati dall’erosione in condizioni idrodinamiche intense. La Baia di Nha Phu e la piattaforma media sono interpretate come i principali centri di deposizione. Il carico sedimentario stimato depositato nella Baia di Nha Phu è di 0,18 milioni di tonnellate all’anno, che rappresenta il 15–35% del trasporto sedimentario annuo dal Fiume Dinh. La morfologia del fondo marino, la distribuzione dei sedimenti fangosi e lo spessore dei sedimenti deglaciali evidenziano un percorso di trasporto sedimentario predominante dalla piattaforma interna verso la piattaforma media, vicino alla linea costiera settentrionale della Baia di Nha Phu, sotto l’influenza del monsone sud-occidentale.

1. Introduzione

Stratigrafia Sequenziale e Processi Sedimentari sui Vasti e Poco Inclinati Ripiani Continentali: Analisi Globale e Focus sul Vietnam

La stratigrafia sequenziale e i processi sedimentari sono stati oggetto di studio approfondito sui vasti e poco inclinati ripiani continentali in tutto il mondo e, in particolare, in Vietnam (esempi includono Bergh van den et al., 2007; Liu et al., 2009; Duc et al., 2012; Li et al., 2014; Zhou et al., 2014; Eidam et al., 2017; Liu et al., 2017; Anh e Quan, 2019; Hanebuth et al., 2011; Bui et al., 2013; Unverricht et al., 2013; Thanh et al., 2018, 2021; Long et al., 2021; Wetzel et al., 2021; Xue et al., 2010; Yoo et al., 2014, 2020; Lee et al., 2022). Le indagini sui processi sedimentari del fondale marino, dedotte dalle caratteristiche degli echi acustici, sono state condotte in numerose regioni nel mondo (Damuth e Hayes, 1977; Damuth, 1980; Hong e Chen, 2000; Bergh van den et al., 2007; Maestro et al., 2018; Kuhn e Weber, 1993; García-García et al., 2004, e altri). Tuttavia, in Vietnam sono stati realizzati comparativamente pochi studi che esplorano il legame tra processi sedimentari e stratigrafia sequenziale attraverso l’uso delle caratteristiche degli echi del fondale marino. A causa della limitata quantità di ricerche sui processi sedimentari nelle zone costiere e di piattaforma, persiste una specifica lacuna nella conoscenza riguardo al trasferimento dei sedimenti dalle baie costiere di dimensioni medie alle piattaforme continentali strette e ripide. Questo aspetto è particolarmente rilevante in quanto la costa del Vietnam centrale è caratterizzata da una molteplicità di baie costiere, lagune, spiagge e insenature di varie dimensioni, e attualmente vi è una conoscenza molto limitata sui sedimenti del Tardo Quaternario e sui percorsi di trasporto sedimentario recenti in queste aree.

La Baia di Nha Phu e la sua piattaforma continentale adiacente si situano nella Provincia di Khanh Hoa, nel Vietnam Centrale (Fig. 1). La baia presenta una forma rettangolare con un’estensione di circa 104 km². Misura all’incirca 17 km in lunghezza, da nord-ovest a sud-est, e 7 km in larghezza, da nord-est a sud-ovest. È circondata da coste rocciose e si apre verso il mare in direzione sud-est. Montagne che raggiungono un’altitudine di 400-800 m circondano la baia a ovest, nord e nord-est. Il Fiume Dinh sfocia nella baia dopo aver attraversato la pianura costiera situata a nord-ovest dell’area di studio, rappresentando un importante corso d’acqua locale nella Provincia di Khanh Hoa.

Ricerche precedenti hanno esaminato i sedimenti del fondale marino e hanno proposto una stratigrafia sequenziale che va dal Miocene al Quaternario per la piattaforma del Vietnam centrale (Schimanski e Stattegger, 2005; Tan et al., 2014; Bui et al., 2014). Le caratteristiche dei sedimenti superficiali al largo di Nha Trang sono state delineate basandosi su decine di campioni di sedimenti superficiali (Hoang, 2005; Hoang e Dam, 2005) e i tassi di accumulazione sedimentaria recenti sulla piattaforma di Nha Trang sono stati stimati tra 0,22 cm/anno e 0,47 cm/anno (Szczucinski e Stattegger, 2001; Szczucinski et al., 2009). La discussione sui processi sedimentari presso la foce del Fiume Cai, localizzata a sud-ovest della Baia di Nha Phu (Fig. 1), ha evidenziato la risospensione e l’avvezione di sedimenti fini dalla foce del Fiume Cai e dalla piattaforma interna verso quella media nei periodi di scarso deflusso (Szczucinski et al., 2005, 2009). L’analisi della composizione dei minerali argillosi dei sedimenti sulla shelf centro-meridionale del Vietnam ha identificato i fiumi locali come principale fonte di sedimenti (Sang et al., 2019). I depositi olocenici all’interno della Baia di Nha Phu hanno ricevuto finora limitata attenzione e i percorsi di trasporto sedimentario tra la baia e la piattaforma aperta non sono stati oggetto di significative indagini.

Questo studio mira ad integrare dati acustici inediti (profilatore sub-bottom parametrico e dati sismici) e dati sedimentologici per acquisire una comprensione dettagliata della stratigrafia sequenziale e dei processi sedimentari della Baia di Nha Phu e della piattaforma adiacente a partire dal LGM (da circa 21,0 kyr BP). Lo sviluppo delle sequenze stratigrafiche e i processi sedimentari sono influenzati dal cambiamento del livello del mare globale, dalla morfologia del fondale marino locale, dall’apporto sedimentario e dai processi idrodinamici. I risultati della ricerca contribuiranno a una maggiore comprensione del trasporto sedimentario da fonte a deposito in un sistema deposizionale costiero-piattaforma.

La Figura 1 è una mappa geologica e batimetrica dell’area di studio attorno alla Baia di Nha Phu, con particolare attenzione ai profili acustici rilevati in quella regione. Ecco un’analisi dettagliata e scientifica della figura:

1. Background Geologico della Terraferma:
   • Il granito del complesso di Da Cao Ca è rappresentato da aree colorate in toni di rosso e rosa e indica la presenza di un basamento granitico.
   • Le aree in verde mostrano la distribuzione di rocce vulcaniche, come riolite, trachiriolite e andesite, che appartengono alla Formazione di Nha Trang.
   • Il giallo indica la presenza di rocce vulcaniche più vecchie, come adesite, dacite e tufi.
2. Depositi Olocenici:
   • Il blu chiaro indica i sedimenti depositati durante l’Olocene, il periodo geologico più recente che inizia circa 11.700 anni fa e continua fino ad oggi.
3. Profili Acustici Subacquei:
   • Le linee rette nere con etichette come “NHT” e numeri sequenziali indicano le traiettorie lungo le quali sono stati acquisiti dati acustici del sottosuolo marino. Questi dati sono essenziali per costruire un modello della stratigrafia subacquea.
4. Campioni di Sedimento:
   • I punti neri etichettati con “V” seguiti da numeri rappresentano i siti di prelievo dei campioni di sedimento. Questi dati di campionamento sono utili per correlare le caratteristiche fisiche dei sedimenti con i dati acustici.
5. Fori di Sondaggio (Borehole):
   • I cerchi con una croce al centro indicano le posizioni dove sono stati effettuati fori di sondaggio geologici per ottenere informazioni dirette sulle sequenze stratigrafiche sottostanti.
6. Linea Costiera e Contorni di Profondità (Isobate):
   • La linea nera continua rappresenta la linea di costa attuale.
   • Le linee curve blu rappresentano le isobate, che sono linee che congiungono punti di uguale profondità in mare, utili per comprendere la morfologia del fondale marino.
7. Insetto in Alto a Destra:
   • Mostra la posizione geografica dell’area di studio nel contesto più ampio della regione del Sudest Asiatico, con un riquadro rosso che incornicia l’area di interesse specifico.
8. Legenda:
   • Fornisce una spiegazione dei simboli e dei colori usati nella mappa, permettendo di interpretare il tipo di dati presentati.

La combinazione di dati geologici, campionamenti di sedimento, profili acustici e borehole data fornisce una comprensione dettagliata della composizione geologica, della distribuzione dei sedimenti e della morfologia del fondale nella regione della Baia di Nha Phu. Questo tipo di mappa è fondamentale per gli studi di stratigrafia sequenziale, in quanto permette di interpretare la successione delle unità stratigrafiche e i processi sedimentari che hanno modellato l’area nel corso del tempo geologico, particolarmente dal Last Glacial Maximum (LGM) a oggi.

2. Contesto Regionale e Variazioni del Livello Marino dal Last Glacial Maximum

2.1 Contesto Regionale

Le unità geologiche circostanti la Baia di Nha Phu (Thang et al., 1998), come identificate in contesti terrestri, includono la Formazione di Deo Bao Loc, la Formazione di Nha Trang, il Complesso di Dinh Quan e il Complesso di Ca Na (Fig. 1). La Formazione di Deo Bao Loc, situata a nord-ovest ed est della baia a quote inferiori ai 100 m s.l.m., è caratterizzata da andesiti, daciti e tufi di età giurassica. La Formazione di Nha Trang, posizionata a ovest e sud della baia, è composta da rioliti, trachirioliti, daciti, andesiti e tufi di età cretacea. I graniti giurassici a grana media del Complesso di Dinh Quan e i graniti cretacei da medi a grossolani del Complesso di Ca Na predominano principalmente nel settore nord e nord-est, estendendosi parzialmente anche verso ovest e sud-ovest.

Per quanto riguarda la batimetria, la Baia di Nha Phu è suddivisibile in due aree distinte: la zona interna, che va dalla foce del fiume Dinh all’isola Hon Thi, caratterizzata da profondità generalmente inferiori ai 2 m; e la zona esterna, con profondità comprese tra 2 e 20 m, che si estende dall’isola Hon Thi fino alla barriera rocciosa rappresentata in Fig. 1. Gli isolotti situati presso l’imbocco della baia derivano da formazioni granitiche appartenenti ai Complessi di Dinh Quan e Ca Na. La piattaforma continentale, che si protende verso est dalla Baia di Nha Phu, presenta profondità comprese tra 20 e 250 m con una larghezza di 50–60 km. Tale piattaforma è suddivisa in piattaforma interna, media ed esterna: la piattaforma interna ha profondità generalmente inferiori ai 40 m; la piattaforma media varia dai 40 ai 100 m di profondità; mentre la piattaforma esterna si approfondisce fino a circa 250 m al break della piattaforma (GEBCO, 2019). La piattaforma presenta una pendenza media di circa 0,30°, con una morfologia più ripida nella piattaforma media caratterizzata da un profilo convesso, attenuandosi progressivamente nella piattaforma esterna. Nello specifico di questo studio, l’attenzione è focalizzata sulla sezione della piattaforma che si estende dalla foce della Baia di Nha Phu fino a profondità di 140 m, limitatamente alla disponibilità dei dati.

Il Fiume Dinh rappresenta un principale corso fluviale nella Provincia di Khanh Hoa, secondario soltanto al Fiume Cai, e si immette nel Mare del Vietnam Orientale (noto anche come Mar Cinese Meridionale) trasportando un carico sedimentario stimato tra 0,51 e 1,2 Megatonnellate/anno (Bui et al., 2019). La foce del Fiume Dinh si localizza nella Baia di Nha Phu, nel settore centrale della Provincia di Khanh Hoa, mentre il Fiume Cai sfocia nella Baia di Nha Trang, nella parte meridionale (Fig. 1). Durante la stagione pluviale, il Fiume Dinh registra una portata idrica elevata, circa 30 m³/s, nel periodo compreso tra luglio e dicembre, riducendosi a circa 15 m³/s nel periodo di magra, da gennaio a maggio (Barthel et al., 2009).

La circolazione oceanica nell’area è influenzata dal Monzoni dell’Est Asiatico, inclusi i monsoni di nord-est e di sud-ovest. Il sistema monsonico nel Mare del Vietnam Orientale è caratterizzato da venti dominanti da nord-est durante l’inverno e da sud-ovest durante l’estate. Pertanto, il monsone di nord-est, attivo da novembre ad aprile, induce la generazione di onde e correnti di circolazione superficiale dirette verso sud, mentre il monsone di sud-ovest, da maggio ad ottobre, determina la formazione di onde e correnti di circolazione superficiale con movimento verso nord. Gli studi condotti da Barthel et al. (2009) hanno evidenziato correnti superficiali simulate con direzione sud-ovest e velocità di circa 20–35 cm/s sulla piattaforma continentale antistante la Baia di Nha Phu nel dicembre 2004, sotto l’influenza del monsone di nord-est. Invece, nello stesso studio, correnti superficiali simulate presentavano una direzione est con una velocità fino a 30 cm/s nel settembre 2004, sotto l’effetto del monsone di sud-ovest (Barthel et al., 2009). L’altezza media delle onde in mare aperto varia da 0,5 a 2,0 metri in condizioni di calma, e può raggiungere i 7,0 metri in presenza di condizioni tempestose (Bui et al., 2014). Il regime delle maree mostra un’escursione media di 1–2 metri, con predominanza di un regime di marea diurna (Tabella delle Maree, 2019). I tifoni colpiscono principalmente il litorale del Vietnam centrale nel periodo compreso tra agosto e novembre.

2.2. Cambiamenti del Livello Marino da l’Ultimo Massimo Glaciale (LGM)

Le dinamiche del livello marino a partire dall’Ultimo Massimo Glaciale (LGM) sono state documentate in diversi siti nel Mare del Vietnam Orientale e nelle zone limitrofe attraverso le ricerche di Hanebuth et al. (2000, 2009, 2011), Stattegger et al. (2013) e Tjallingii et al. (2010, 2014). L’ascesa del livello marino in fase deglaciale, caratterizzata da specifici episodi di rilascio rapido di acqua di fusione (meltwater pulses, MWP), ha avuto inizio a 19,6 kyr cal BP da un livello relativo di -123 m e si è completata a 6,7 kyr cal BP, raggiungendo il livello di +1,5 m. La velocità di innalzamento del livello marino ha subito un’accelerazione significativa durante l’MWP1A (dal 14,6 al 14,3 kyr cal BP) e durante l’ultimo episodio di fusione (MWP1C, dal 9,0 all’8,2 kyr cal BP). Successivamente, l’incremento del livello marino ha proseguito a un ritmo più moderato fino a raggiungere un’altezza di +1,5 m nel Medio Olocene (6,7–5,5 kyr cal BP). Da ultimo, il livello marino è decresciuto fino al valore attuale a partire da 5,5 kyr cal BP. La curva di variazione del livello marino adottata in questo studio integra i dati derivati dalle curve di livello marino di Hanebuth et al. (2011), Stattegger et al. (2013) e Tjallingii et al. (2014), al fine di tracciare la cronologia delle variazioni del livello marino a partire dall’LGM (Fig. 2).

2.3 Acquisizione dei dati e metodologie

Nuovi dati sono stati raccolti per questo studio durante una campagna di indagine congiunta nella Baia di Nha Phu, effettuata dall’Istituto di Geologia Marina e Geofisica (IMGG) del Vietnam e dal Servizio Geologico della Danimarca e Groenlandia (GEUS) dal 10 al 14 aprile 2019. Questi dati sono stati ottenuti utilizzando un profiler subacqueo parametrico Innomar (SES-2000 Compact) e un dispositivo di prelievo a griglia. Il sistema Innomar era installato su un palo, dotato di compensazione del moto ondoso, e funzionava a una frequenza centrale di 10 kHz. La posizione della nave utilizzata per il rilevamento è stata determinata mediante un sistema GPS C-NAV3050. Di conseguenza, sono stati acquisiti circa 150 km di dati del profiler subacqueo Innomar, insieme a 17 campioni di sedimenti superficiali (Fig. 1). In aggiunta a questi dati, sono stati acquisiti circa 150 km di dati sismici mediante sistema boomer, vari campioni di sedimenti superficiali pubblicati e carote prelevate dalla piattaforma adiacente durante le crociere SO-140 nel 1999 e VG-05 nel 2004.

I dati Innomar sono stati corretti per il movimento verticale della nave tramite un sensore di movimento durante l’acquisizione, e la profondità dell’acqua è stata calcolata dai file Innomar basandosi sull’impulso ad alta frequenza. Le informazioni riguardanti profondità, posizione e orario di ciascun segnale sono state poi estratte e corrette per effetto della marea, sottraendo le altezze di marea secondo la tabella delle maree di Nha Trang (Tabella delle maree, 2019). Le profondità corrette in funzione della marea sono state integrate con altri dati batimetrici (Mappe Topografiche del Vietnam, 1965) per la Baia di Nha Phu al fine di elaborare una morfologia del fondale marino mediante interpolazione utilizzando l’algoritmo di Kriging.

Tutti i dati acustici (sistemi Innomar e Boomer) sono stati processati e successivamente importati nel software Kingdom per la visualizzazione e l’interpretazione. Le principali unità stratigrafiche sequenziali e i tipi di eco sono stati identificati sulla base delle caratteristiche riflettenti acustiche del fondale marino e degli strati sottostanti, in combinazione con i dati dei campioni di sedimenti raccolti. Sono state applicate le linee guida classiche di Damuth (1977) e Damuth (1980) per la classificazione dei tipi di eco.

I campioni superficiali raccolti sono stati analizzati impiegando un Partica LA 960 e attraverso la setacciatura con maglie di dimensioni 63 µm, 125 µm, 250 µm, 315 µm, 500 µm, 710 µm, 1000 µm, 1400 µm e 2000 µm. Il software Gradistat (Blott e Pye, 2001) è stato utilizzato per calcolare i parametri granulometrici dei sedimenti. La distribuzione dei sedimenti superficiali sul fondale marino è stata delineata combinando i tipi di eco acustici con i campioni di sedimenti raccolti.

L’applicazione dei concetti di stratigrafia sequenziale ha permesso di acquisire una comprensione dettagliata dell’intero sistema sedimentario, dalla baia alla piattaforma continentale. Le tracce dei sistemi sedimentari sono state classificate basandosi sulla curva del livello del mare post-ultimo massimo glaciale (LGM) (Fig. 2). Le principali superfici stratigrafiche identificate comprendono: il limite di sequenza (SB), la superficie transgressiva (TS) e la superficie di massima inondazione (MFS). La SB rappresenta la superficie basale del tratto di sistema in condizioni di basso livello marino (LST), che separa il LST dalla sequenza sottostante. La TS distingue il LST dal sovrastante tratto di sistema transgressivo (TST) (Catuneanu et al., 2011). La MFS delimita il tratto di sistema in condizioni di alto livello marino (HST) dal TST sottostante (Van Wagoner et al., 1988; Catuneanu et al., 2011). La stima dello spessore dei sedimenti deglaciali è stata realizzata mediante la digitalizzazione della superficie stratigrafica SB/TS e della superficie del fondo marino.

la Figura 2 è un grafico che illustra la storia del livello del mare dalla fine dell’Ultimo Massimo Glaciale (LGM) a oggi, basata su dati paleoclimatici e sedimentologici. La curva tracciata nel grafico rappresenta le variazioni del livello del mare rispetto all’attuale, misurate in metri.

• Asse verticale (Relative sea level (m)): Mostra il livello del mare relativo in metri, con valori positivi che indicano un livello del mare superiore all’attuale e valori negativi che indicano un livello inferiore.
• Asse orizzontale (Age (cal kyr BP)): Indica l’età in migliaia di anni calibrati prima del presente (cal kyr BP). Il presente è convenzionalmente fissato all’anno 1950 d.C.
• LGM (circa 21 kyr BP): Il punto più basso della curva corrisponde al livello del mare durante l’Ultimo Massimo Glaciale, quando era circa 120 metri sotto l’attuale livello del mare.
• Melt-water pulses 1A e 1C: Questi rappresentano eventi di rapido innalzamento del livello del mare causati da massivi deflussi di acqua di fusione provenienti dai ghiacciai in ritiro. Sono stati eventi relativamente brevi ma con un grande impatto sul livello del mare globale.
• Highstand Systems Tract (HST): Indica un periodo di stabilità o leggero incremento del livello del mare dopo un massimo transgressivo. Durante l’HST, i sedimenti si depositano e si accumulano in ambienti costieri e di piattaforma continentale, poiché il livello del mare è alto e stabile.
• Transgressive Systems Tract (TST): Si verifica quando il livello del mare sale rapidamente, superando la capacità di fornitura di sedimenti e causando l’erosione delle linee costiere. I sedimenti vengono redistribuiti e depositati in ambienti più profondi.
• Lowstand Systems Tract (LST): Corrisponde a un periodo in cui il livello del mare è significativamente più basso rispetto all’attuale. I sedimenti possono accumularsi in grandi quantità perché c’è più spazio disponibile per la loro deposizione a causa del ritiro del mare.

La linea tratteggiata orizzontale rappresenta il livello attuale del mare, e il grafico mostra come il livello del mare sia progressivamente aumentato dal LGM fino ai giorni nostri. Questa tendenza è il risultato del graduale scioglimento dei ghiacciai continentali e dell’espansione termica degli oceani dovuta al riscaldamento globale. La curva del livello del mare è un importante indicatore climatico e ha implicazioni significative per la comprensione dei cambiamenti climatici passati e dei processi sedimentari costieri.

la Figura 3 è una visualizzazione tridimensionale del fondale marino di Nha Phu Bay e dell’area della piattaforma continentale adiacente. L’immagine è creata utilizzando tecniche di mappatura batimetrica che forniscono dati sulla profondità e la forma del fondale marino. Ecco una spiegazione più dettagliata dei componenti del grafico:

• Scala dei colori (barra a destra): La barra dei colori codifica la profondità relativa del fondale marino. I toni più scuri di blu indicano le profondità maggiori, mentre i toni più chiari e il bianco rappresentano le aree meno profonde o emerse sopra il livello del mare. La scala è normalizzata in metri rispetto al livello del mare standardizzato.
• Rive settentrionale e meridionale (Northern and Southern Shoreline): Le linee tratteggiate indicano probabilmente le transizioni tra la terraferma e l’ambiente marino, cioè le linee di costa. La morfologia qui può includere spiagge, scogliere, estuari, o altre formazioni costiere.
• Nha Phu Bay: Questo testo identifica la baia, un’insenatura che può variare in profondità, habitat marini, e può essere influenzata da fattori come l’apporto fluviale, le maree e le correnti marine.
• Rocky reef: Quest’area etichettata rappresenta un habitat del fondale marino caratterizzato da substrati rocciosi. I reef rocciosi sono importanti per la biodiversità marina poiché offrono habitat per molte specie di pesci e invertebrati.
• Middle shelf: Si riferisce a una zona della piattaforma continentale che si estende dalla linea di costa fino al margine della piattaforma, che poi scende verso il bacino oceanico. La “middle shelf” è una parte intermedia tra la zona costiera e quella esterna della piattaforma.
• Pathways from Nha Phu Bay to the shelf: Le frecce blu illustrano le possibili vie di flusso tra la baia e la piattaforma continentale. Questi percorsi sono importanti per la comprensione del trasporto di acqua, sedimenti e nutrienti, influenzando sia le condizioni ecologiche sia le dinamiche sedimentarie.
• Assi X e Y: Rappresentano le coordinate geografiche, che possono essere in latitudine e longitudine o in un altro sistema di riferimento geospaziale, utilizzate per orientare la mappa.
• Asse Z (Standardized relative sea level (m)): Quest’asse indica la profondità del mare rispetto a un livello di riferimento standardizzato, che può essere il livello medio del mare o un altro punto di riferimento geodetico.

Questa rappresentazione 3D è uno strumento essenziale per gli studi oceanografici, ecologici e geologici, poiché fornisce una visione complessa della topografia del fondale marino, che a sua volta influenza i modelli di circolazione marina, la distribuzione degli habitat e le dinamiche di sedimentazione.

3. Risultati

3.1. Morfologia del fondale marino

La morfologia del fondale marino e la mappatura batimetrica indicano generalmente che la profondità dell’acqua nella parte esterna della baia è maggiore lungo la costa settentrionale e minore lungo quella meridionale (Figg. 3 e 4). Alcuni affioramenti subacquei di roccia granitica sono esposti sul fondale marino sulla piattaforma continentale interna di fronte alla Baia di Nha Phu. La configurazione del fondale marino crea due canali (il canale settentrionale e il canale meridionale) dalla Baia di Nha Phu attraverso la piattaforma continentale interna fino alla piattaforma media (Fig. 3). Il canale settentrionale è più profondo e presenta un percorso più breve verso la piattaforma media rispetto al canale meridionale. Questi canali sono interpretati come potenziali percorsi per il trasporto di sedimenti dalla baia alla piattaforma media. Si registra inoltre un significativo incremento della pendenza dalla piattaforma continentale interna a quella media di fronte alla Baia di Nha Phu.

3.2. Caratteristiche dei sedimenti superficiali

I risultati dell’analisi granulometrica dei campioni di sedimenti sono presentati nella Tabella 1. I campioni raccolti nella baia e lungo la sua linea costiera settentrionale, identificati come NP-01, NP-02, NP-09, NP-10, NP-12, NP-13, NP-15, e NP-16 (Figg. 1 e 4), indicano sedimenti fini quali fango sabbioso e fango. La dimensione mediana dei granuli si colloca in un intervallo di 13–31 μm. I campioni raccolti NP-03, NP-04, NP-05, NP-06, NP-08, NP-17, NP-18, VG-52, VG-53, VG-55, e VG-57, situati in prossimità o sopra la barriera rocciosa subacquea e la piattaforma continentale interna, mostrano una dimensione mediana dei granuli compresa tra 14 e 1000 μm (Tabella 1). Sulla piattaforma continentale interna, i risultati dell’analisi granulometrica rivelano la presenza di sedimenti quali fango sabbioso, sabbia fangosa, sabbia con ghiaia e sabbia leggermente ghiaiosa. Tuttavia, la maggior parte dei sedimenti è a grana grossa, con solo due campioni, NP-03 e NP-17, che mostrano fango e fango sabbioso. Studi precedenti hanno documentato la distribuzione del fango sulla piattaforma media (Hoang, 2005; Hoang e Dam, 2005; Schimanski e Stattegger, 2005; Szczucinski et al., 2009). Alcuni campioni (VG5–35 e VG5–36) raccolti a profondità d’acqua di 100–120 m sulla piattaforma esterna indicano la presenza di sedimenti sabbiosi (Hoang, 2005). Il campione di nucleo C01, prelevato a una profondità d’acqua di 130 m sulla piattaforma esterna, mostra sedimenti fangosi.

3.3. Tipologie di Eco

Le tipologie di eco sono state determinate sulla base delle caratteristiche acustiche e della morfologia del fondale marino. La classificazione delle tipologie di eco segue principalmente le linee guida stabilite da Damuth et al. (1977) e Damuth (1980). Sono state riconosciute sette tipologie distinte di eco, raggruppate in quattro classi maggiori: echi distinti, indistinti, irregolari e iperbolici.

La Figura 4 rappresenta una mappa batimetrica e sedimentologica dettagliata della Baia di Nha Phu e della piattaforma continentale adiacente. La mappa integra diversi tipi di dati:

1. Batimetria: Le linee azzurre contornate indicano le curve di livello batimetriche, che rappresentano profondità costanti sotto il livello del mare. Queste linee aiutano a definire la morfologia del fondale marino, indicando rilievi, depressioni, pendenze e la profondità generale delle acque. La distanza tra queste linee fornisce anche un’indicazione della pendenza del fondale: linee ravvicinate indicano pendii ripidi, mentre linee distanti segnalano aree più piatte.
2. Distribuzione dei Sedimenti: I diversi colori sulla mappa indicano la tipologia di sedimento predominante in quella area. Per esempio, il giallo chiaro rappresenta le aree con fango, il verde chiaro indica la presenza di fango sabbioso, il blu rappresenta sabbia fangosa, e le zone arancioni indicano sabbia ghiaiosa e affioramenti rocciosi. Questa classificazione è fondamentale per comprendere la dinamica sedimentaria e può influenzare la distribuzione degli habitat bentonici e la navigabilità.
3. Localizzazione dei Campioni di Sedimento: I punti segnati con icone rosa rappresentano i siti di campionamento dei sedimenti. Ogni punto è etichettato con un codice (ad esempio, NP-01, NP-02), che corrisponde a campioni specifici descritti probabilmente in una tabella di dati associata. Questi campioni sono stati analizzati per determinare le caratteristiche fisiche come la granulometria, la composizione, e forse anche proprietà chimiche o biologiche.
4. Profili di Eco: Le linee colorate con codici rappresentano i percorsi dei profili di eco, che sono stati utilizzati per identificare le tipologie di echi acustici riflessi dal fondale. I diversi tipi di echi possono suggerire variazioni nella composizione del fondale, come aree di sedimenti fini o grossi, o affioramenti rocciosi.
5. Scala e Orientamento: La scala in chilometri in basso al centro fornisce un riferimento per la distanza, mentre le frecce che indicano i punti cardinali (Nord, Sud, Est, Ovest) stabiliscono l’orientamento della mappa.

L’interpretazione di questa mappa è cruciale per la comprensione dei processi geologici e sedimentologici in atto nella Baia di Nha Phu e nelle aree adiacenti. Essa fornisce informazioni che possono essere utilizzate per studi ambientali, piani di utilizzo delle risorse marine, e per la valutazione degli impatti ambientali di attività umane come la pesca, la navigazione, e lo sviluppo costiero.

La Tabella 1 riporta i dati riguardanti i campioni di sedimenti superficiali raccolti nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente. I dati sono organizzati in colonne con le seguenti informazioni:

1. Numero (No): È un identificativo sequenziale per ogni campione, utile per riferimenti incrociati con altre tabelle o parti del testo.
2. Nome del Campione (Sample Name): Il codice alfanumerico assegnato a ciascun campione. I nomi con un singolo asterisco (*) indicano campioni presi nell’ambito dello studio corrente, mentre i nomi con doppio asterisco (**) sono relativi ai campioni analizzati nello studio di Long H.V. del 2005.
3. Longitudine e Latitudine: Coordinate geografiche del sito di prelievo del campione, indicate in gradi decimali, che permettono la localizzazione precisa dei punti di campionamento sulla mappa o su un sistema GIS.
4. Profondità dell’Acqua (Water depth (m)): Profondità del sito di prelievo espressa in metri, un dato fondamentale per correlare i tipi di sedimenti con la profondità e per interpretare i processi sedimentari in relazione alla colonna d’acqua sovrastante.
5. Tipo di Sedimento (Sediment type): Classificazione qualitativa dei sedimenti basata sulla loro composizione predominante (ad esempio, fango sabbioso, sabbia fangosa, sabbia ghiaiosa), che può essere correlata a processi deposizionali specifici e condizioni ambientali.
6. Composizione Percentuale (Mud (%), Sand (%), Gravel (%)): Queste percentuali forniscono una stima quantitativa della composizione dei sedimenti. Le percentuali sono calcolate come peso percentuale di ciascuna frazione granulometrica (fango, sabbia, ghiaia) presente nel campione.
7. Dimensione Mediana (Median (μm)): Questo valore rappresenta la dimensione delle particelle di sedimento al 50° percentile, calcolata in micrometri (μm). In altre parole, il 50% delle particelle del campione ha una dimensione inferiore a questo valore. La dimensione mediana è un indice granulometrico che aiuta a descrivere la tessitura del sedimento e può essere utilizzata per dedurre l’energia dell’ambiente deposizionale e i potenziali meccanismi di trasporto.

Complessivamente, questi dati sono utili per l’interpretazione geologica del fondale marino e delle dinamiche sedimentarie, fornendo un’immagine dettagliata delle variazioni lateralmente e in profondità dei tipi di sedimenti e delle loro caratteristiche fisiche in un’area marina.

La Tabella 2 è una classificazione schematizzata dei tipi di echi acustici rilevati attraverso la sismica a riflessione nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente. Ecco una spiegazione più dettagliata e scientifica:

1. Notazione: Ogni pannello è etichettato con una notazione alfanumerica (es. Ia, Ib, ecc.) per identificare univocamente il tipo di eco acustico osservato.
2. Tipo di Eco (Echo type): Descrive le caratteristiche riflettenti del fondale marino o delle strutture geologiche sottostanti basate sull’aspetto del segnale acustico registrato.
   • Shallowing gas: L’aumento dell’intensità riflessiva verso il basso suggerisce la presenza di gas nei sedimenti superficiali che causa una distorsione dell’eco, nota come “blanking” a causa della diffusione e assorbimento del segnale acustico.
   • Basement sub-bottom reflector: Una riflessione netta e continua suggerisce un interfaccia solida e riflettente, come il substrato roccioso o una superficie di erosione antica, al di sotto dei sedimenti più recenti.
   • Acoustic blanking: Zone dove il segnale acustico è ridotto o assente indicano una stratificazione dei sedimenti che impedisce la penetrazione del segnale acustico o la presenza di gas libero nei sedimenti.
   • Possible granite rock: Riflessioni discrete che possono indicare affioramenti di roccia granitica, caratterizzati da un alto contrasto di impedenza acustica rispetto ai sedimenti circostanti.
   • Sandwave: Formazioni ondulate create da correnti forti che possono essere identificate dalle riflessioni inclinate e regolarmente spaziate.
   • Fuzzy basement sub-bottom reflector: Una riflessione sfocata che può essere attribuita a un interfaccia geologica con variazioni graduali di proprietà acustiche, come il passaggio da sedimenti fini a sedimenti più grossolani o a roccia fratturata.
   • Outcrops: Affioramenti di substrato roccioso che si distinguono per le riflessioni acustiche forti e nitide.
   • Multi-reflection: Riflessioni multiple che avvengono quando un segnale acustico è riflesso più volte all’interno di uno strato prima di ritornare al ricevitore. Questo fenomeno può creare echi che appaiono più volte e possono essere confusi con strutture geologiche reali.

I numeri presenti negli angoli in basso a destra di ciascun pannello corrispondono ai nomi delle linee di acquisizione sismica mostrate nella Figura 4, fornendo un riferimento incrociato per la localizzazione geografica di ciascun tipo di eco nella mappa geofisica dell’area di studio.

Queste interpretazioni sono basate sull’analisi di dati sismici, che forniscono informazioni preziose sulla stratigrafia, sulla composizione del sottosuolo e sulle caratteristiche geologiche. Queste informazioni sono essenziali per la pianificazione di studi ulteriori, per l’esplorazione di risorse naturali, per la valutazione dei rischi geologici e per una vasta gamma di applicazioni in geoscienze marine.

3.3.1. Tipo di Eco Distinto

Il tipo di eco distinto si caratterizza per un eco del fondo nettamente definito, continuo e liscio, e per riflettori subfondali orizzontali. Il Tipo Ia è stato individuato nella Baia di Nha Phu e comprende riflettori subfondali orizzontali continui e visibili (Tabella 2). Si può osservare chiaramente un riflettore subfondale di base netto, eccetto nelle aree in cui è presente gas sommerso. Questa caratteristica acustica è relativamente trasparente e il gas sommerso viene identificato in alcune zone dei profili acustici. Lo spessore di questo tipo di eco è stimato mediamente attorno ai 15–20 metri nella parte centrale della baia. I campioni di sedimento superficiale NP-01, NP-13 e NP-16, relativi al Tipo Ia (Fig. 4), classificano il gruppo di tessitura del sedimento superficiale come fango sabbioso e fango. La dimensione mediana dei granuli varia da 14,85 a 36,12 μm e il contenuto di fango varia dal 74,3% al 93,9% (Tabella 1).

Il Tipo Ib evidenzia un riflettore subfondale di base da visibile a marcato e un carattere eco opaco (Tabella 2). Questo tipo è stato rilevato nella parte esterna della baia ed è più frequente in prossimità della linea costiera settentrionale della baia, con uno spessore di 5–8 metri. Tre campioni, NP-10, NP-12 e NP-15, sono stati prelevati sul Tipo Ib (Fig. 4), e l’analisi granulometrica indica fango sabbioso e fango. La dimensione mediana dei granuli si colloca nell’intervallo 13,45 a 20,88 μm e il contenuto di fango varia dall’84,0% al 93,2% (Tabella 1).

Il Tipo Ic è stato osservato sulla piattaforma media e mostra riflettori subfondali obliqui (Fig. 4). Questo tipo è caratterizzato da riflettori interni convesse verso il basso e riflettori interni concavi verso l’alto, presentando un carattere eco relativamente trasparente (Tabella 2). Lo spessore del Tipo Ic è stimato raggiungere i 40 metri nella parte centrale della piattaforma media, sebbene diminuisca verso le direzioni nord-est e sud-est. Questo tipo di eco è stato campionato dal campione di sedimento superficiale VG5–58, che mostra una dimensione media dei granuli di 10,47 μm. Le frazioni di fango e sabbia costituiscono rispettivamente il 99,1% e lo 0,9% (Tabella 1). I carotaggi di sedimento (18,397, 18,398 e 18,399) prelevati sul Tipo Ic indicano un contenuto medio di sabbia del 1,3–1,4% (Szczucinski et al., 2009).

Il Tipo Id è stato rilevato in un solco inciso sulla piattaforma esterna e presenta riflettori subfondali orizzontali e un riflettore di fondale visibile. Questo tipo di eco è piuttosto trasparente e ha uno spessore di circa 12 metri. Il Tipo Id si assottiglia in entrambe le direzioni, nord-ovest e sud-est (Tabella 2). Il nucleo di sedimento C01, raccolto su questo tipo di eco, indica sedimenti fangosi.

3.3.2. Tipo di Eco Non Distinto

I tipi di eco non distinti osservati in questo studio si manifestano prevalentemente sulla piattaforma continentale interna e sono caratterizzati da un eco di fondo prolungato o talvolta semi-prolungato, privo o accompagnato da un riflettore subfondale di base indistinto. Il Tipo IIa evidenzia un riflettore subfondale di base debole o indistinto verso il nord-ovest, mentre risulta visibile verso il sud-est (Tabella 2). Questo tipo presenta uno spessore di 1–4 metri ed è generalmente opaco sopra una zona di silenziamento acustico, interpretata come conseguenza della presenza di un contenuto significativo di granuli grossolani (sabbia e ghiaia) nei sedimenti. I campioni di sedimento superficiale raccolti per il Tipo IIa (NP06, NP07, NP08 e NP11) rivelano: sabbia fangosa, sabbia e sabbia con ghiaia (Fig. 4). La dimensione mediana dei granuli varia da 64,37 a 790,6 μm. Il contenuto di sedimenti a grana grossa (sabbia e ghiaia) è compreso tra il 51,1% e il 98,6% (Tabella 1).

Il Tipo IIb si distingue per echi di alta ampiezza e prolungati, privi di riflettori subfondali interni (Tabella 2), con uno spessore stimato di circa 2–3 metri al di sopra di una zona di silenziamento acustico. Il campione di sedimento VG5–55, raccolto nella direzione sud-ovest del transetto 4820 appartenente al tipo IIb (Fig. 4), è composto da sabbia a grana media con una dimensione mediana dei granuli di 277,3 μm. Il contenuto di sabbia ammonta al 96,4%, mentre quello di fango al 3,4%. Interpretiamo che il carattere eco sia il risultato della composizione del fondale marino da sedimenti sabbiosi non consolidati. Le onde acustiche vengono fortemente disperse nei sedimenti sabbiosi del fondale, limitando così la penetrazione e la risoluzione dei riflettori subfondali.

Il Tipo IIc è stato registrato sulla piattaforma continentale interna ed è caratterizzato da echi semi-prolungati e un riflettore subfondale di base debole o indistinto (Tabella 2). Anche il tipo di eco IIc si presenta opaco e generalmente ha uno spessore inferiore ai 2 metri. Il campione di sedimento superficiale VG5–57, prelevato in prossimità del profilo acustico 1339 (Fig. 4) relativo al tipo IIc, indica sabbia con ghiaia, con una dimensione mediana dei granuli di 780,5 μm. Le percentuali di sabbia e ghiaia sono rispettivamente dell’88,4% e del 13,6% (Tabella 1).

3.3.3. Tipo di Eco Irregolare

Questo tipo (Tipo III) si distingue per un eco di fondo irregolare e per un’area di assorbimento acustico subfondale sottostante. Gli echi di fondo irregolari presentano un’elevata riflettività e un riflettore di fondo semi-prolungato (Tabella 2). Il riflettore di fondo suggerisce una superficie del fondale marino accidentata e la mancanza di penetrazione acustica al di sotto del fondale marino potrebbe segnalare la presenza di roccia granitica, come osservato in tutti gli isolotti della Baia di Nha Phu e nelle aree circostanti (Fig. 1). Su questa base, interpretiamo gli affioramenti o le formazioni in rilievo positivo come di roccia granitica. Questo tipo di eco rivela uno spessore di sedimenti non consolidati fino a 0,5 metri. Il campione di sedimento superficiale (NP-05) posizionato su questo tipo (Fig. 4) indica ghiaia sabbiosa, con una dimensione mediana dei granuli di 807,8 μm, un contenuto di ghiaia del 77,5% e di sabbia del 22,5% rispettivamente (Tabella 1).

3.3.4. Tipo di Eco Iperbolico

Questo tipo (Tipo IV) è stato osservato sulla piattaforma esterna ed è definito come un tipo di eco iperbolico, mostrando creste sabbiose (grandi onde di sedimento) sul fondale marino (Tabella 2). Alcuni riflettori interni deboli sono inclinati, e il carattere dell’eco indica una riflettività elevata. Lo spessore di questo tipo di eco varia da 4 a 7 metri. I campioni di sedimento superficiale (VG5–35 e VG5–36) raccolti verso sud alla stessa profondità d’acqua di questo tipo (Fig. 4) indicano sedimenti sabbiosi con una dimensione mediana dei granuli tra 285,8 e 323,8 μm, un contenuto di sabbia del 93,3–95,8% e un contenuto di fango del 4,2–6,7% (Tabella 1).

La distribuzione dei sedimenti superficiali dell’area di studio (Fig. 4) è stata mappata basandosi sui tipi di eco e sui tipi di sedimenti. I tipi di eco (Ia, Ib, Ic, Id) corrispondono ai tipi di sedimenti di fango sabbioso e fango. I tipi di eco (IIa, IIb, IIc, IV) corrispondono ai tipi di sedimenti di sabbia fangosa, sabbia e sabbia ghiaiosa. Il tipo di eco (III) corrisponde a ghiaia sabbiosa e rocce affioranti. I sedimenti dominati dal fango prevalgono nella baia, in una parte della piattaforma continentale interna vicino alla linea costiera settentrionale della baia e sulla piattaforma media. I sedimenti dominati dalla sabbia sono prevalentemente distribuiti sulla piattaforma continentale interna e su una parte della piattaforma esterna. Gli affioramenti di substrato roccioso e le ghiaie sabbiose si trovano all’entrata dalla baia verso la piattaforma.

3.4. Superfici di delimitazione e unità stratigrafiche di sequenza

I profili acustici sono stati acquisiti e collegati attraverso la baia e la piattaforma continentale allo scopo di identificare le principali superfici di delimitazione e le unità stratigrafiche di sequenza. Queste superfici e unità sono state determinate caratterizzando acusticamente e tramite carote di sedimenti. Di conseguenza, sono state identificate tre principali superfici di delimitazione e otto dettagliate unità stratigrafiche di sequenza nei dati acustici dalla sequenza più recente (SQ₁). La sequenza sottostante (SQ₂), posizionata sotto il confine di sequenza (SB₁), non è oggetto di questo studio.

3.4.1. Superfici di delimitazione

SB₁ è stata chiaramente osservata nella maggior parte dei profili sismici dalla baia alla piattaforma. Questa superficie è stata identificata grazie al contrasto acustico tra l’unità U₁.₁ e gli strati sottostanti sulla piattaforma medio-esterna (Fig. 5). Sulla piattaforma interna, SB₁ è stata determinata come una superficie basale, sebbene la superficie risulti sfocata o non visibile a causa dei sedimenti sabbiosi abbondanti. La superficie SB₁ mostra un incremento maggiore della pendenza dalla piattaforma interna a quella media e una riduzione della pendenza dalla piattaforma media a quella esterna. Nella Baia di Nha Phu, SB₁ è stata definita come una superficie basale sopra una zona di annullamento acustico osservata nei profili acustici, dove il gas sommerso non ha oscurato l’interpretazione (Figg. 6 e 7).

TS₁ è stata osservata nei profili acustici sulla piattaforma media a profondità d’acqua di 40–100 m. Questa superficie indica una superficie riflettente forte e relativamente continua (Fig. 5), eccetto nelle aree con presenza di gas sommerso. TS₁ separa l’unità sedimentaria sottostante (U₁.₁) dall’unità sedimentaria sovrastante più trasparente (U₁.₂B). TS₁ si fonde in SB₁ verso la piattaforma interna ed esterna.

MFS₁ è stata interpretata nella forma sigmoide dei sedimenti sulla piattaforma media a profondità d’acqua di 40–90 m (Fig. 5). Questa superficie segna il cambiamento dell’architettura sedimentaria da aggradazione a progradazione, con un contatto non conforme verso il largo e un contatto conforme verso terra. Sulla piattaforma esterna, la presenza di MFS₁ all’interno del solco inciso è stata determinata dalla descrizione litologica (Wiesner et al., 1999) e dalle date AMS-C¹⁴ del nucleo di sedimenti C01 (Schimanski e Stattegger, 2005) (Fig. 5). MFS₁ tende a fondersi con le superfici SB₁ e TS₁ verso la piattaforma interna. In direzione mare, MFS₁ tende a fondersi con TS₁ e le superfici del fondo marino. Nella Baia di Nha Phu, MFS₁ può essere identificata basandosi sulla separazione dell’architettura aggradazionale da quella progradazionale sovrastante (Fig. 6C) o dai sedimenti di riempimento della valle incisa dalla copertura sedimentaria sovrastante (Fig. 7A). L’identificazione di MFS₁ nei profili acustici nella baia (Fig. 6) risulta difficile e in qualche modo ambigua, a causa dei sedimenti fini e relativamente omogenei e dell’influenza del gas sommerso.

la Figura 5 mostra un profilo sismico ottenuto da rilevamenti acustici di una sezione della piattaforma continentale medio-esterna. La figura è divisa in due parti principali, ognuna con annotazioni diverse che indicano caratteristiche geologiche chiave:

Parte Superiore:

• Visualizza un profilo sismico grezzo che mostra le riflessioni interne dei sedimenti. La “forma sigmoidea” annotata suggerisce una struttura deposizionale che ha una tipica curva a S, comune nelle sequenze deposizionali di ambienti deltaici o turbiditici, dove i sedimenti mostrano una migrazione verso l’alto seguita da una progradazione.

Parte Inferiore:

• Questa parte è un’interpretazione del profilo sismico superiore, con superfici e unità stratigrafiche marcate in base alla loro riflettività e continuità.

Superfici di Delimitazione:

• SB2 e SB1 (Sequence Boundaries): Sono superfici di confine che delimitano cambiamenti significativi nelle sequenze deposizionali, spesso correlati a cambiamenti eustatici del livello del mare o a eventi tectonici.
• TS1 (Transgressive Surface): Rappresenta l’avanzamento del mare sul continente, con sedimenti che si spostano verso terre più alte durante un periodo di innalzamento del livello del mare.
• MFS1 (Maximum Flooding Surface): Indica il massimo avanzamento del mare e il limite dell’espansione massima dei sedimenti fini durante un ciclo di trasgressione-marina.

Unità Stratigrafiche:

• U1.1, U1.2A, U1.2B, U1.3C, e U1.3D: Sono pacchetti di sedimenti che si sono depositati in momenti cronologicamente successivi. L’unità U1.1 è la più antica, con le altre unità che si accumulano al di sopra. Le varie subunità possono rappresentare diversi ambienti deposizionali o cambiamenti nella sedimentazione dovuti a variazioni del livello del mare o attività fluviale.

Terminologia Depositionale:

• Onlap: L’angolo di accrescimento di strati più giovani sui margini di quelli più vecchi, indicativo di un aumento del livello del mare.
• Downlap: La terminazione angolare di strati che progradano verso il basso e verso il mare, spesso associata a una diminuzione del livello del mare e a una progradazione dei sedimenti.
• Progradation: La costruzione di strati sedimentari che avanzano verso il largo, indicando un ambiente deposizionale attivo che si sposta verso il mare.

Altre Caratteristiche:

• Le aree contrassegnate da “Shallow gas” indicano la presenza di gas a bassa profondità che può creare una zona di opacità nelle immagini sismiche, rendendo difficile l’interpretazione dei sedimenti sottostanti.
• Le date AMS-14C sono risultati di datazione al radiocarbonio, fornendo età precise per i sedimenti associati, come mostrato dai campioni di sedimenti C01.
• Il “trough inciso” è una struttura geologica che indica un’erosione significativa seguita da riempimento sedimentario.

L’interpretazione dei dati sismici come mostrato in Figura 5 è fondamentale per comprendere la storia geologica di un’area, inclusi i cambiamenti nel livello del mare, l’attività tectonica e le modifiche ambientali nel tempo.

3.4.2. Unità Sequenziali Stratigrafiche

Nell’area di studio sono state identificate tre maggiori unità sequenziali stratigrafiche, suddivise in otto unità dettagliate, denominate: U1.1, U1.2A, U1.2B, U1.2C, U1.3A, U1.3B, U1.3C, e U1.3D. Queste unità sono descritte in ordine dal più antico al più recente.

L’unità U1.1 è interposta tra le superfici SB1 e TS1 sulla piattaforma media e si estende su una parte della piattaforma esterna a profondità d’acqua di 100-120 m (Fig. 5). Questa unità è caratterizzata dal tipo di eco IV e presenta morfologie di creste sabbiose sulla piattaforma esterna, con altezze di circa 3-7 m dalla base e lunghezze d’onda di 2 km. Il versante stoss è orientato a sudest (verso il mare) mentre il versante sottovento è orientato a nordovest (verso terra).

L’unità U1.2A, compresa tra le superfici SB1 e MFS1, si trova sulla piattaforma esterna (Fig. 5). Questa unità include sedimenti di riempimento di solchi incisi, con uno spessore sedimentario fino a 12 m nella parte centrale, che si assottiglia verso i lati del solco. La descrizione litologica di U1.2A nel carotaggio C01 indica la presenza di fango con inclusi frammenti di sabbia fine (Wiesner et al., 1999). La datazione AMS-14C a una profondità di 5,9 m nel carotaggio C01, appartenente a U1.2A, risale a 10,7 cal kyr BP (Schimanski e Stattegger, 2005).

L’unità U1.2B, situata tra le superfici TS1 e MFS1, mostra un modello di impilamento stratigrafico con progressione verso l’alto (Fig. 5). U1.2B presenta una caratteristica di erosione verso il mare e di sovrapposizione verso terra. Il contatto tra U1.2B e l’unità sovrastante U1.3C è definito da una discontinuità localmente non conforme verso il mare e da un contatto conformabile verso terra.

L’unità U1.2C si posiziona tra le superfici SB1 e MFS1 nella Baia di Nha Phu (Fig. 6 e 7A). La Fig. 7A mostra una valle incisa che contiene l’unità sedimentaria U1.2C. Il contrasto acustico tra gli strati ad alta e bassa riflettività di U1.2C si accentua verso la base della valle incisa, riflettendo diverse impedenze acustiche. Questa caratteristica acustica suggerisce l’alternanza di sedimenti a grana fine e a grana grossa. La distinzione di U1.2C dall’unità sovrastante U1.3A nei profili lungo la baia (Fig. 6) risulta complessa a causa dell’omogeneità dei sedimenti della baia e della presenza di gas sommerso. Un’architettura aggradazionale (U1.2C) è identificabile nel profilo lungo la costa settentrionale della baia (Fig. 6C).

L’unità U1.3A è identificata tra MFS1 e il fondale nella Baia di Nha Phu (Fig. 6), sovrapponendosi alla superficie SB1 nell’area della bocca della baia fino alla shelf interna, prossima alla linea costiera settentrionale della baia (Fig. 7). Lo spessore medio di questa unità nella baia è di circa 10–15 metri e diminuisce progressivamente verso il mare. Questa unità presenta strati sedimentari interni che si inclinano e assottigliano in direzione mare ed è separata dall’unità sottostante U1.2C dalla superficie ipotetica MFS1 nei profili lungo la baia. I campioni di sedimento superficiale raccolti sull’unità U1.3A evidenziano la presenza di fango sabbioso e fango.

L’unità U1.3B è osservata sulla shelf interna (acque basse), con uno spessore variabile tra 1 e 2 metri (Fig. 6A, B, e 7B). Quest’unità è composta dai tipi di eco IIb e IIc e si estende sulla shelf interna tra la baia e la shelf media. Il sedimento è prevalentemente costituito da sabbia e sabbia ghiaiosa.

U1.3C, localizzata tra MFS1 e il fondale, si distribuisce sulla shelf media (Fig. 5). Quest’unità è caratterizzata da clinoforme ad angolo elevato, che terminano progressivamente verso il mare, e la struttura stratificata mostra una geometria convessa. Lo spessore dell’unità U1.3C è maggiore al centro della shelf media e decresce sia verso terra che verso mare. Quest’unità è separata dall’unità sottostante U1.2B dalla superficie MFS1. Considerate nel loro insieme, U1.2B e U1.3C manifestano una forma sigmoidale sulla shelf media, con uno spessore sedimentario che può raggiungere i 40 metri. Due carote gravimetriche, C97 e C98, raccolte sull’unità U1.3C hanno evidenziato sedimenti fangosi con una percentuale di sabbia ricca di carbonati del 1,3–1,4% e un contenuto di carbonati del 3–10% (Wiesner et al., 1999; Szczucinski et al., 2009). Le datazioni AMS-¹⁴C a profondità di carota di 4,13 m e 4,88 m nella carota C97 hanno rivelato rispettivamente 3,87 e 5,04 cal kyr BP (Schimanski e Stattegger, 2005).

L’unità U1.3D, posizionata sulla shelf esterna, costituisce lo strato sedimentario superficiale più elevato e si situa tra MFS1 e il fondale (Fig. 5), con uno spessore di circa 2,5 metri all’interno del solco inciso. La descrizione litologica di U1.3D nella carota C01 indica sedimenti fangosi con un contenuto di sabbia ricca di carbonati del 9,6% e un contenuto di carbonati del 10% (Wiesner et al., 1999; Szczucinski et al., 2009). La datazione AMS-C¹⁴ a una profondità di carota di 2,2 m nella carota C01 è di 2,29 cal kyr BP (Schimanski e Stattegger, 2005).

la Figura 6 è una rappresentazione di profili sismici marini che mostrano le caratteristiche geologiche sotto la superficie del fondale marino nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente. Ecco una spiegazione dettagliata e scientificamente precisa delle caratteristiche osservate:

1. Superfici di delimitazione:
   • SB1 (Sequence Boundary 1): Indica una superficie di confine di sequenza, il che significa che rappresenta una discontinuità stratigrafica che separa due sequenze di depositi sedimentari che sono state prodotte da cicli di variazione del livello del mare. Tipicamente, questa superficie indica un periodo di esposizione subaerea o una riduzione significativa nella tasso di sedimentazione.
   • MFS1 (Maximum Flooding Surface 1): Corrisponde alla superficie di massima sommersione, il che suggerisce il punto di massima trasgressione del mare durante il ciclo deposizionale, dove i sedimenti sono distribuiti più estesamente e spesso rappresentano il momento di massima espansione dell’ambiente marino sopra l’area di studio.
2. Unità Stratigrafiche:
   • U1.2C: Questa unità è riconoscibile nella Baia di Nha Phu e rappresenta un deposito sedimentario compreso tra la superficie SB1 e MFS1. La variabilità nella riflettività acustica indica alternanze di strati sedimentari con differenti proprietà fisiche, come la dimensione della grana e la composizione.
   • U1.3A: Questa unità si trova nella Baia di Nha Phu, sopra la superficie MFS1. Presenta strati sedimentari che inclinano e si assottigliano verso il mare, indicando un ambiente deposizionale che ha subito variazioni nel tempo, forse dovute al progressivo ritiro del mare o a cambiamenti nella dinamica sedimentaria.
   • U1.2B: Visibile sulla piattaforma adiacente, tra SB1 e MFS1, indica un pattern di stratificazione che suggerisce un incremento nel rilievo topografico sottostante, forse dovuto a un episodio di sollevamento o a un cambiamento nella sedimentazione.
   • U1.3B: Localizzata sulla shelf interna, questa unità è composta principalmente da sedimenti sabbiosi e ghiaiosi, indicando un ambiente deposizionale ad energia relativamente alta, come potrebbe essere trovato in zone di acque poco profonde con correnti forti o onde.
   • U1.3C: Caratterizzata da clinoforme ad alto angolo, suggerisce la presenza di strutture deposizionali che si inclinano marcatamente verso il mare, come fronti di delta o di progradazione di barre sabbiose.
3. Riflessioni multiple: Si riferiscono a echi sismici che sono stati riflessi più volte tra strati con un forte contrasto di impedenza, come il fondale marino e la superficie dell’acqua, generando segnali ripetuti che possono apparire nel profilo sismico.
4. Gas poco profondo: Indica la presenza di gas libero o di gas disciolto nei sedimenti, che perturba le riflessioni sismiche, creando zone di attenuazione o “ombra” nel profilo sismico.
5. Rocce granitiche e Outcrop sottomarini: Questi indicano aree dove il substrato roccioso è esposto sul fondale marino o si trova vicino alla superficie. Queste zone possono perturbare il segnale sismico e creare riflessioni irregolari o interruzioni nel profilo.

La scala verticale mostra la profondità dell’acqua e la profondità sotto il fondale marino in metri, mentre la scala orizzontale mostra la distanza lungo il profilo in chilometri. Il profilo NW-SE attraversa diverse sezioni della baia e della piattaforma, fornendo una vista trasversale delle strutture geologiche sottomarine.

3.5. Spessore dei Sedimenti Deglaciali e Carico Annuo di Deposito nella Baia di Nha Phu

Lo spessore dei sedimenti, determinato come tempo di percorrenza andata e ritorno, è conseguentemente convertito in metri basandosi su una velocità sismica presunta di 1550 m/s nei sedimenti. In questo studio, abbiamo calcolato lo spessore dei sedimenti deglaciali per l’area di interesse (Fig. 8). Sono stati identificati due depocentri (shelf centrale e Baia di Nha Phu), dove lo shelf centrale rappresenta un grande depocentro. La maggior parte dei sedimenti nella Baia di Nha Phu è stata depositata durante il periodo HST (Highstand Systems Tract) (8–0 cal kyr BP). Lo spessore dei sedimenti è stato stimato per la Baia di Nha Phu, e il carico annuo di sedimenti immagazzinato nella Baia di Nha Phu è stato calcolato seguendo la formula (1) (Bui et al., 2019). Lo spessore medio dell’HST all’interno della Baia di Nha Phu è di circa 12 m e l’area della baia è di circa 104 km². Assumendo una densità di massa secca di 1.15 t/m³ (Schimanski e Stattegger, 2005), possiamo stimare il carico annuo di sedimenti depositato nella Baia di Nha Phu come circa 0.18 Mt/anno.

La Figura 7 mostra due profili sismici marini trasversali che illustrano le strutture geologiche sotto il fondale marino nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale interna. Ecco una spiegazione dettagliata e scientificamente precisa:

1. Superfici di delimitazione:
   • SB1 (Sequence Boundary 1): Questa superficie è una discontinuità stratigrafica che segna la fine di una sequenza deposizionale e l’inizio di una nuova. È il risultato di una diminuzione relativa del livello del mare o di un cambiamento significativo nell’ambiente deposizionale che porta alla non deposizione o all’erosione dei sedimenti.
   • MFS1 (Maximum Flooding Surface 1): Rappresenta la massima trasgressione marina durante un ciclo deposizionale e coincide con la fase in cui vi è stata la massima espansione marina e la deposizione di sedimenti fini e a grana molto uniforme.
2. Unità Stratigrafiche:
   • U1.2C: Visualizzata nel profilo A, quest’unità è limitata tra SB1 e MFS1 e si trova nella Baia di Nha Phu. La struttura riflettente e la geometria dei sedimenti possono indicare variazioni nelle condizioni deposizionali e nelle tipologie di sedimenti depositati in questo intervallo.
   • U1.3A: Si estende sia nella Baia di Nha Phu che sulla piattaforma continentale interna, posta sopra la superficie MFS1. Indica un periodo deposizionale successivo con sedimenti che potrebbero riflettere condizioni ambientali differenti o un tasso di sedimentazione cambiato rispetto a U1.2C.
   • U1.3B: È una sottile unità sedimentaria situata sulla piattaforma continentale interna, sopra SB1, come mostrato nel profilo B. La sua minore spessore suggerisce un minore accumulo di sedimenti in questo ambiente o una fase deposizionale più breve.
3. Caratteristiche sedimentologiche e riflettive:
   • Multi-riflessione: Evidente nel profilo A, indica un fenomeno sismico in cui l’energia acustica si riflette più volte tra strati con forti contrasti di impedenza acustica, come può avvenire tra il fondale marino e la colonna d’acqua.
   • Sandwaves (onde sabbiose): Mostrate nel profilo B, sono strutture sedimentarie dinamiche formate dall’azione di correnti marine, che modellano la sabbia in forme ondulate. Sono indicative di ambienti con energia idrodinamica relativamente alta e possono fornire informazioni sulle direzioni delle correnti passate.
4. Morfologia del fondale e affioramenti sottomarini:
   • Rocce granitiche e Outcrops sottomarini: Il profilo B mostra una forte riflessione sismica e una morfologia irregolare del fondale, che sono indicative di rocce più dure, come il granito, che affiorano o si trovano a poca distanza sotto il fondale marino.

I profili sismici sono misurati in metri di profondità d’acqua e metri sotto il fondale marino, con la distanza orizzontale lungo il profilo espressa in chilometri. Queste immagini sismiche sono fondamentali per interpretare le unità stratigrafiche e comprendere la storia geologica e deposizionale dell’area.

4. Discussione

Nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma adiacente, con profondità d’acqua da 0 a 140 metri, il sistema sedimentario si è sviluppato dal Last Glacial Maximum (LGM) sotto l’influenza del livello del mare, della morfologia del fondale locale, dell’apporto sedimentario e dei processi idrodinamici. Durante il periodo del LGM, la parte della piattaforma tra gli 0 e i 120 metri di profondità era soggetta a processi subaerei e la linea costiera paleolitica si trovava circa 120 metri sotto l’attuale livello del mare (BPSL). L’unità stratigrafica di sequenza U1.1 mostra creste sabbiose esposte su una parte della piattaforma esterna a profondità d’acqua comprese tra 100 e 120 metri, e sottostanti all’unità U1.2B sulla piattaforma media. I campioni di sedimento superficiale, posizionati a sudovest di quest’area ma raccolti alla stessa profondità delle creste sabbiose, rivelano una granulometria mediana di 285–323 μm (Tabella 1).

Le ricerche indicano che le creste sabbiose sono state formate da tempeste, con onde che hanno impattato su fondali sabbiosi non consolidati nelle piattaforme interne, corrispondenti a profondità d’acqua di 20–40 metri (Swift et al., 1978; Figueiredo et al., 1981; Parker et al., 1982; Trowbridge, 1995). Nella piattaforma meridionale del Vietnam, creste sabbiose interpretate come onde di sabbia sono state osservate a profondità d’acqua che vanno dai 15 ai 120 metri (Kubicki, 2008; Bui et al., 2009). In acque poco profonde di 15–50 metri, queste creste sabbiose sono state considerate attive sotto le attuali condizioni idrodinamiche, mentre le creste sabbiose sulla piattaforma esterna meridionale a profondità di 100–150 metri sono ritenute inattive. In questo studio, le creste sabbiose si trovano all’interno dell’unità sedimentaria U1.1, con una porzione sepolta sotto l’unità sedimentaria U1.2B sulla piattaforma media (Fig. 5), mentre la parte più esterna è esposta e costituisce il fondale marino.

Di conseguenza, si ipotizza che queste creste sabbiose si siano formate in passato, prima della deposizione dell’unità U1.2B, e si ritiene che siano generalmente inattive sotto l’attuale regime idrodinamico. Le creste sabbiose esposte e la presenza di sabbia in una porzione della piattaforma esterna (a profondità d’acqua di 100–125 metri) indicano una zona costiera paleolitica (Fig. 4) che si è formata durante il basso livello del mare e l’inizio dell’innalzamento del livello del mare prima di 14.6 cal kyr BP, che è in parte preservata sul fondale marino attuale dell’area di studio.

Un canale inciso sulla piattaforma esterna, che si è sviluppato lungo l’antico shoreface, potrebbe essere stato formato dalle correnti costiere azionate dal vento durante questo periodo. In seguito, il canale inciso è stato riempito nelle fasi successive dell’innalzamento del livello del mare (Fig. 5). La presenza di creste sabbiose sulla piattaforma esterna indica anche un abbondante apporto di sabbia alla zona costiera paleolitica durante il periodo del LGM. Questa ipotesi è corroborata da altri studi, come ad esempio nel Mar Cinese Orientale, dove è stata identificata una zona costiera paleolitica a profondità d’acqua di 120 metri con la presenza di diverse creste sabbiose sviluppatesi durante il basso livello del mare del LGM (Li et al., 2014).

L’unità U1.1 è presente anche sulla piattaforma media e separata dall’unità sovrapposta U1.2B dalla superficie TS1 e dagli strati sottostanti dalla superficie SB1. SB1 è considerata la superficie rappresentativa del LGM che potrebbe essere stata definita durante la fase regressiva precedente al marcato sviluppo del sistema di creste sabbiose marine basse durante il basso livello del mare e l’innalzamento precoce del livello del mare prima di 14.6 kyr cal BP. TS1 è una superficie transgressiva situata al di sopra di U1.1 e si ipotizza che si sia formata in condizioni di alta energia in ambienti marini bassi durante la fase finale della bassa marea e la rapida transgressione successiva durante l’MWP1A. Le superfici SB1 e TS1 tendono a convergere sia verso la piattaforma interna che verso quella esterna.

Nell’area in esame, una valle incisa perpendicolare alla linea di costa, interpretata come il canale fluviale paleo-Dinh, è osservata unicamente nella Baia di Nha Phu (Fig. 7A). Le valli incise sono preservate piuttosto frequentemente sulle piattaforme dolci ed estese (es., Bui et al., 2013; Yoo et al., 2014, 2020; Qiu et al., 2019; Thanh et al., 2018, 2021), mentre non si sono formate valli incise sulla piattaforma stretta e ripida dell’area in studio. Nell’area in studio, è stata osservata solamente la superficie transgressiva TS1, a differenza delle piattaforme più estese dove tipicamente si riscontrano due superfici transgressive: la superficie transgressiva (TS1) all’interno delle valli incise e la superficie erosiva transgressiva (TRS1) diffusa sulla piattaforma (Thanh et al., 2018, 2021; Yoo et al., 2014; 2020).

L’unità sedimentaria U1.1 è classificata all’interno della Lowstand Systems Tract (LST) e presenta un’interpretazione diversa rispetto a quella di Bui et al. (2014) relativamente alla LST. Nell’area di studio considerata, la LST non manifesta i clinoformi che sono stati ipotizzati in studi teorici di stratigrafia sequenziale (Van Wagoner et al., 1988; Posamentier et al., 1988; Catuneanu et al., 2011) o osservati in studi di stratigrafia sequenziale applicata ad altre aree (Yoo e Park, 2000; Bui et al., 2013; Thanh et al., 2021). Questa discrepanza è attribuita alla morfologia della superficie del Last Glacial Maximum (LGM) (SB1), la quale non evidenzia un incremento significativo della pendenza dalla parte centrale alla parte esterna della piattaforma continentale, in acque profonde 120–140 metri. Ciò significa che il gradiente di SB1, in combinazione con il regime oceanografico locale caratterizzato da forti correnti costiere azionate da onde e vento nel LGM, non ha favorito la formazione dei tipici clinoformi di basso livello nella parte esterna della piattaforma continentale (120–140 m) nell’area di studio. Inoltre, l’apporto sedimentario proveniente dai fiumi locali è significativamente inferiore rispetto a quello di fiumi maggiori come il Mekong a sud o il Rosso a nord. Nella fase successiva, che include due impulsi di fusione dei ghiacciai tra 14,6 e 8,0 cal kyr BP, il livello del mare è cresciuto rapidamente (Hanebuth et al., 2000, 2011; Tjallingii et al., 2010, 2014), portando a un aumento dell’accomodamento subacqueo più rapido rispetto alla compensazione data dall’accumulo dei sedimenti. L’incremento della profondità d’acqua sulla piattaforma continentale esterna e media, unitamente alla riduzione dell’energia idrodinamica che interagisce con il fondale marino, ha promosso la deposizione di sedimenti sospesi trasportati dai fiumi locali. Questo processo deposizionale ha dato origine al riempimento di canali incisi (U1.2A) sulla piattaforma esterna e all’unità sedimentaria U1.2B che sovrasta U1.1 sulla piattaforma media. Si interpreta che le unità U1.2A e U1.2B siano state depositate contemporaneamente. La datazione al radiocarbonio di U1.2A (10,7 cal kyr BP, vedi Sezione 4 e Schimanski e Stattegger, 2005) conferma che le unità U1.2A e U1.2B sono state depositate durante un periodo di rapido innalzamento del livello del mare tra 14,6 e 8,0 cal kyr BP. La struttura sedimentaria di U1.2A è caratterizzata da riflettori interni paralleli deboli che si sovrappongono su entrambi i lati del canale inciso.

Queste caratteristiche indicano che i sedimenti dell’unità sono relativamente omogenei e testimoniano processi deposizionali in condizioni di bassa energia, mentre l’unità U1.2B mostra riflettori interni concavi e sovrapposizioni dirette verso l’entroterra (Fig. 5). La geometria strutturale di U1.2B evidenzia un modello stratale che gradisce verso l’entroterra, sviluppato durante la trasgressione marittima. Questo schema di impilamento stratigrafico di U1.2B riflette anche il fatto che il tasso di sedimentazione sulla piattaforma media è inferiore rispetto al tasso di incremento dello spazio di alloggiamento causato dall’innalzamento rapido del livello del mare. U1.2B illustra efficacemente uno schema di impilamento di sedimenti trasgressivi simile al modello stratigrafico-sequenziale proposto da Catuneanu et al. (2011), con la differenza che lo spessore di U1.2B diminuisce verso l’entroterra e aumenta verso il mare. Proponiamo che questa differenza sia generata dalla morfologia della piattaforma stretta e ripida e dalle condizioni oceanografiche-fluviali locali, con processi idrodinamici che influenzano fortemente la parte poco profonda verso la piattaforma interna, riducendo la deposizione di sedimenti in sospensione.

Nella fase avanzata dell’innalzamento del livello del mare tra 9,0 e 8,0 cal kyr BP (MWP1C), il mare ha proseguito la sua trasgressione verso l’entroterra e ha limitato la dispersione dei sedimenti terrigeni più verso il mare, supportando così la parte esterna della piattaforma media. Questa diminuzione dell’apporto sedimentario e il cambiamento delle condizioni oceaniche potrebbero aver provocato l’erosione della porzione marina di U1.2B e generato un contatto non conforme con l’unità soprastante (Fig. 5). Durante questa fase, il livello del mare è aumentato da circa -35 m a -6 m (rispetto al livello del mare odierno) ricoprendo la piattaforma interna e la Baia di Nha Phu. I sedimenti trasgressivi si sono formati e conservati nella Baia di Nha Phu; ad esempio, è stata documentata una valle incisa con riempimento sedimentario (U1.2C) nella baia (Fig. 7A).

Sulla piattaforma continentale interna, non sono state identificate strutture tipiche dei sedimenti in fase trasgressiva. Le unità sedimentarie U1.2A, posizionata sulla piattaforma esterna, e U1.2B, situata sulla piattaforma media, si sono formate precedentemente rispetto all’unità U1.2C presente nella baia. Queste unità, U1.2A, U1.2B e U1.2C, sono state attribuite alla Transgressive Systems Tract (TST).

Dopo gli 8,0 cal kyr BP, il ritmo di innalzamento del livello del mare ha subito una decelerazione, e il livello del mare ha raggiunto l’alto stand dell’Olocene medio, attestandosi intorno a +1,5 m tra i 6,7 e i 5,5 cal kyr BP (Fig. 2; Stattegger et al., 2013). In questo intervallo temporale (fase iniziale dell’alto stand, 8,0–5,5 cal kyr BP), è plausibile che i sedimenti provenienti dal fiume Dinh si siano prevalentemente accumulati nella baia di Nha Phu. Elevati tassi di sedimentazione nella baia hanno dato origine all’unità U1.3A, che si sovrappone ai sedimenti trasgressivi (U1.2C). In seguito, il livello del mare è diminuito di circa 1,5 m rispetto alla posizione attuale, permettendo così a una maggiore quantità di sedimenti del fiume Dinh di superare la baia e dirigersi verso il mare. L’unità U1.3A è distribuita all’interno della baia e in una parte limitata della piattaforma continentale interna. La geometria strutturale di questa unità rivela un cuneo di sedimenti che si assottiglia progressivamente verso il mare (Fig. 6), indicativo di tassi di sedimentazione maggiori verso terra e minori verso il mare. Il cuneo di sedimenti (U1.3A) segnala una riduzione dello spazio disponibile per la deposizione e una tendenza alla progradazione verso il mare nella fase di alto stand del livello del mare.

Sulla piattaforma continentale interna, l’unità sedimentaria U1.3B è composta prevalentemente da sedimenti grossolani (sabbia e sabbia ghiaiosa) ed ha generalmente uno spessore inferiore ai 2 m, con la presenza di piccole onde di sabbia osservabili nei profili acustici (Fig. 7B). Si ipotizza che i sedimenti sabbiosi presenti sulla piattaforma continentale interna derivino da diverse fonti, incluse: l’apporto fluviale del fiume Cai, l’erosione costiera durante la fase tardiva di trasgressione e l’alto stand del livello del mare, nonché materiali di origine biogenica. Quest’area è caratterizzata da affioramenti rocciosi granitici subacquei, uno spessore sedimentario ridotto e la predominanza di sedimenti a grana grossa, il che suggerisce che la regione della piattaforma continentale interna sia stata intensamente influenzata dai processi idrodinamici nel corso degli ultimi 8.000 anni. Pertanto, la piattaforma continentale interna può essere considerata una zona marina poco profonda dominata da processi erosivi, fungendo da area di transito per i sedimenti.

Sui ripiani medio-esterni, le unità sedimentarie U1.3C e U1.3D sono state interpretate dai profili acustici e dai dati dei carotaggi disponibili. U1.3C è l’unità più in superficie e giace sopra l’unità U1.2B sul ripiano medio. Sul ripiano medio, lo spessore dei sedimenti di U1.3C diminuisce sia verso il ripiano interno che verso quello esterno, con tassi di sedimentazione più elevati al centro del ripiano medio. I tassi di sedimentazione basati su ²¹⁰Pb sono circa 0,33–0,47 cm/anno sul ripiano medio e quasi la metà di questo livello sul ripiano esterno, con tassi di 0,22–0,26 cm/anno (Szczuciński et al., 2009). Tassi di sedimentazione inferiori verso il ripiano interno possono essere spiegati da correnti di fondo più forti e turbolenze, generate dalle onde e altre correnti che colpiscono il fondale marino più vigorosamente. Sul ripiano esterno, la maggiore distanza dalle fonti di sedimenti è identificata come la causa principale dei tassi di sedimentazione ridotti. Questi bassi tassi di sedimentazione sul ripiano esterno hanno portato all’esposizione prolungata sul fondale marino di numerosi cordoni sabbiosi appartenenti all’unità U1.1. I risultati della datazione al radiocarbonio del nucleo C97 da una sezione simile (Schimanski e Stattegger, 2005) rivelano che questa unità si è formata principalmente dopo i 5,5 cal kyr BP e i risultati della datazione al radiocarbonio per U1.3D sul ripiano esterno indicano che questa unità si è formata principalmente dopo i 2,29 cal kyr BP. Quindi, possiamo vedere che U1.3C si è formata prima di U1.3D. La geometria strutturale dell’unità sedimentaria U1.3C mostra anche un sovrapposizione verso il basso e una progradazione verso il mare. Questa tendenza progradazionale esprime una diminuzione dello spazio disponibile per la deposizione durante la formazione di U1.3C, causata dalla caduta del livello del mare di circa 1,5 m negli ultimi 5,5 kyr. Inoltre, la deforestazione antropogenica negli ultimi 2 kyr potrebbe anche aver incrementato il trasporto di sedimenti al mare (Szczuciński et al., 2009; Thanh et al., 2004).

Le unità sedimentarie fangose (U1.3A, U1.3C e U1.3D) sono state formate durante il culmine del livello del mare dopo gli 8,0 cal kyr BP, e l’età di queste unità diventa progressivamente più giovane man mano che ci si sposta verso il largo. Le età al radiocarbonio determinate per le unità U1.3C e U1.3D confermano questa tendenza. Finora, solo l’unità U1.3B non è stata datata; questa unità è costituita da sedimenti grossolani sulla piattaforma interna. Si ipotizza che questa unità si sia formata intorno agli 8 kyr BP ed è stata rimaneggiata sotto l’effetto di onde e correnti forti durante la fase di massimo livello del mare. Queste unità sedimentarie U1.3A, U1.3B, U1.3C e U1.3D sono classificate all’interno del Tratto di Sistema ad Alta Regressione (HST).

Sulla piattaforma media e nella Baia di Nha Phu, la superficie MFS1 segnala il cambio di regime deposizionale da aggradazione a progradazione, corrispondente alla transizione dalla fase di transgressione marina al massimo livello marino. MFS1, sulla piattaforma media, può essere suddivisa in due parti: una superficie inconforme verso il mare e una superficie conforme verso terra. La parte inconforme di MFS1 indica un’erosione marina sull’unità sedimentaria U1.2B e può essere considerata come un tipo di superficie di ravinamento. La parte conforme di MFS1 segnala una sedimentazione continua dallo stadio di transgressione a quello di massimo livello marino, evidenziando anche la natura omogenea dei sedimenti sulla piattaforma media. Nella Baia di Nha Phu, MFS1 è anch’essa una superficie conforme che riflette una sedimentazione continua dalla fase avanzata di transgressione marina allo stadio di massimo livello marino (Fig. 6 e 7A). Durante il periodo HST, il fiume Dinh ha trasportato al mare sedimenti stimati tra circa 0,51 e 1,2 Mt/anno (Bui et al., 2019). Il carico annuale di sedimenti depositati nella Baia di Nha Phu è stato stimato in questo studio in circa 0,18 Mt/anno, rappresentando il 15-35% del totale dei sedimenti trasportati dal fiume Dinh. Di conseguenza, la maggior parte del carico sedimentario proveniente dal fiume Dinh, tra 0,33 e 1 Mt/anno (65-85%), supera la Baia di Nha Phu e raggiunge la piattaforma aperta.

Lo spessore dei sedimenti deglaciali indica un depocentro principale sulla piattaforma media e un depocentro secondario nella Baia di Nha Phu (Fig. 8). In contrasto, lo spessore dei sedimenti è ridotto sulle piattaforme interna ed esterna. La fonte primaria di sedimenti per la Baia di Nha Phu deriva dal fiume Dinh, mentre la piattaforma media riceve sedimenti non solo dal fiume Dinh ma anche da altre fonti, tra cui fiumi locali (ad esempio, il fiume Cai). Szczuciński et al. (2009) hanno ipotizzato che la piattaforma interna a est della foce del fiume Cai possa rappresentare un’area di bypassaggio dei sedimenti, con deposizioni stagionali probabili e successiva rideposizione verso il largo.

Un incremento significativo della pendenza dalla piattaforma interna a quella media potrebbe inoltre favorire un aumento del tasso di accumulo dei sedimenti, generando una forma sigmoidea sulla piattaforma media. Questi fattori giustificano il motivo per cui la piattaforma media rappresenta il maggiore depocentro di questo sistema sedimentario. Sulla piattaforma interna, lo spessore dei sedimenti è maggiore in prossimità della linea costiera settentrionale della baia e diminuisce verso la linea costiera meridionale della baia. Sulla base dello spessore sedimentario interpretato e del canale inciso vicino alla linea costiera settentrionale della baia, si può dedurre che il corso paleo del fiume Dinh scorreva lungo la linea costiera settentrionale della baia e attraverso la piattaforma interna, sfociando in mare durante il periodo in cui il livello del mare era inferiore di 40 m rispetto al livello del mare attuale (BPSL). Questa interpretazione è supportata dallo spessore dei sedimenti deglaciali mappati nell’area di studio (Fig. 8), confermando anche un percorso dominante di trasporto sedimentario a lungo termine che attraversa la piattaforma interna dalla parte settentrionale della Baia di Nha Phu.

La maggior parte dei sedimenti superficiali osservati sul fondale marino dell’area di studio appartiene alla Highstand Systems Tract (HST) (unità U1.3A, U1.3B, U1.3C e U1.3D). L’eccezione a questo schema si verifica in una parte della piattaforma esterna (profondità dell’acqua di 100-120 metri), dove i sedimenti sabbiosi appartengono alla Lowstand Systems Tract (LST) (U1.1). La distribuzione di fango e fango sabbioso nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma media (Fig. 4) indica che le condizioni idrodinamiche a bassa energia regolano la deposizione dei sedimenti sospesi. Il fango è distribuito anche in una parte della piattaforma interna vicino alla linea costiera settentrionale della baia, che è riparata dalle forti correnti oceaniche e dalle onde mosse dal vento. I sedimenti sabbiosi, uno spessore sottile di sedimenti deglaciali, piccole onde di sabbia e affioramenti subacquei di roccia granitica indicano che forti onde e correnti indotte dal vento esercitano un’influenza significativa sul fondale della piattaforma interna. Di conseguenza, i processi erosivi sono predominanti su questa piattaforma interna rispetto all’interno della Baia di Nha Phu e sulla piattaforma media, dove predominano i processi deposizionali. La distribuzione del fango può suggerire il percorso predominante dei sedimenti sospesi dalla baia alla piattaforma vicino alla linea costiera settentrionale della baia (Fig. 4). La morfologia del fondale marino svolge anche un ruolo importante nel controllare i processi sedimentari nell’area di interesse. Sono stati identificati due canali dalla Baia di Nha Phu alla piattaforma media utilizzando il diagramma tridimensionale della morfologia del fondale marino (Fig. 3), in cui il canale settentrionale offre un percorso più diretto, con acque più profonde, attraverso la piattaforma interna alla piattaforma media. Pertanto, questo canale può rappresentare un percorso favorevole per il trasporto di una grande quantità di sedimenti sospesi dalla Baia di Nha Phu attraverso la piattaforma interna alla piattaforma media (vedi freccia rossa in Fig. 3). Attualmente, la maggior parte dei sedimenti del Fiume Dinh viene scaricata in mare durante la stagione delle inondazioni annuali. Tuttavia, il meccanismo di trasporto dei sedimenti sospesi dalla baia alla piattaforma non è stato precedentemente indagato. I sedimenti sospesi portati dal Fiume Dinh supererebbero principalmente la baia interna poco profonda per raggiungere la baia esterna e la piattaforma aperta nelle stagioni delle piogge (da luglio a dicembre).

Dunque, una metà del periodo della stagione delle inondazioni è sotto l’influenza del monsone sud-occidentale o monsone estivo, mentre l’altra metà del periodo è influenzata dal monsone nord-orientale o monsone invernale. I tempi di rinnovo delle acque della baia sono influenzati stagionalmente dal deflusso dei fiumi, dalle maree e dai venti; il periodo di rinnovo più breve della Baia di Nha Phu avviene da giugno ad agosto sotto l’influenza del monsone sud-occidentale (Barthel et al., 2009). Durante questo intervallo, correnti forti verso il mare provenienti dalla baia percorrono un tragitto breve e profondo lungo la costa settentrionale della baia, attraversando la piattaforma interna, e hanno il potenziale di trasportare una quantità significativa di sedimenti sospesi verso la piattaforma media. Inoltre, i sedimenti fini depositati nella parte esterna della baia possono essere rimaneggiati e trasportati lungo la costa settentrionale della baia verso il mare sotto l’influenza del monsone sud-occidentale. Sulla piattaforma interna, le correnti dirette verso est, mosse dal monsone sud-occidentale (Barthel et al., 2009), portano i sedimenti sospesi verso est.

Il tempo di rinnovo delle acque della Baia di Nha Phu si allunga da ottobre a dicembre sotto l’influenza del monsone nord-orientale (Barthel et al., 2009). In questo periodo, le correnti dirette verso sud-ovest sulla piattaforma interna (Barthel et al., 2009) impediscono l’espulsione dei sedimenti sospesi dalla Baia di Nha Phu. Correnti deboli verso il mare lungo la costa meridionale della baia (Barthel et al., 2009) possono determinare il deposito di significative quantità di sedimenti sospesi all’interno della baia. Di conseguenza, si suggerisce che solo un volume relativamente piccolo di sedimenti sospesi possa essere esportato dalla baia lungo la costa meridionale durante il monsone nord-orientale.

Riassumendo i nostri risultati e le discussioni, è stata elaborata una ricostruzione sequenziale-stratigrafica per l’area di studio (Fig. 9). Lo sviluppo dei tratti dei sistemi sedimentari è presentato in un modello concettuale, sotto l’influenza delle variazioni del livello del mare dal Last Glacial Maximum (LGM), della morfologia del fondale marino locale e dell’apporto sedimentario. I processi sedimentari odierni dalla Baia di Nha Phu fino alla piattaforma esterna sono descritti in conformità con il modello concettuale di stratigrafia sequenziale.

la Figura 8 è una mappa batimetrica che visualizza lo spessore dei sedimenti depositatisi nel periodo deglaciale nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente. La mappa è corredata da diversi indicatori che aiutano a comprendere la deposizione dei sedimenti in relazione alla geomorfologia e alla dinamica idrologica della zona. Ecco un’interpretazione dettagliata dei suoi elementi:

1. Isobate (Linee Blu): Queste linee connettono punti di uguale profondità del mare, definendo la morfologia del fondale. Le isobate si fanno più dense man mano che ci si avvicina alla costa, indicando una pendenza più ripida del fondale marino.
2. Spessore dei Sedimenti (Curve Contornate): Le curve di livello che vanno dal giallo al marrone scuro mostrano lo spessore cumulativo dei sedimenti post-glaciali, espressi in metri. Le zone con il maggior spessore di sedimenti sono indicate dalle tonalità più scure e si concentrano principalmente lungo un asse che attraversa la piattaforma media, allineato con il paleo-corso del fiume Dinh.
3. Paleo-Fiume Dinh (Linea Tratteggiata Grigia): Questa linea rappresenta il corso storico del fiume Dinh durante il periodo deglaciale, che si presume sia stata la principale fonte di sedimenti per la baia e la piattaforma continentale.
4. Direzioni del Trasporto Sedimentario (Frecce Rosse): Indicano la direzione predominante del movimento dei sedimenti, influenzato dalle correnti, dalle onde e dai processi costieri. Le frecce evidenziano che i sedimenti sono trasportati dal fiume verso la piattaforma continentale.
5. Caratteristiche Geografiche:
   • Baia di Nha Phu: L’area interna della baia, che mostra uno spessore significativo di sedimenti, suggerendo un’alta tassa di accumulo in questo settore protetto.
   • Inner, Middle, e Outer Shelf: Delineano le zone diverse della piattaforma continentale, ciascuna caratterizzata da diversi regimi di deposizione sedimentaria.
6. Isole e Caratteristiche Costiere:
   • Hon Tre: L’isola può agire come una barriera fisica che influenzia le correnti e il trasporto di sedimenti.
   • Nha Trang: La località costiera a sud, importante per considerazioni di impatto umano e di gestione costiera.
7. Profondità e Deposizione:
   • Aree Profonde (Blu Scuro): Indicano le parti più profonde della baia e della piattaforma, dove lo spessore dei sedimenti è generalmente minore.
   • Aree Meno Profonde (Blu Chiaro): Corrispondono a zone più vicine alla costa o a soglie sommerse, dove si accumulano sedimenti più spessi.

La mappa è uno strumento fondamentale per la comprensione della storia deposizionale e delle dinamiche sedimentarie attuali, offrendo informazioni essenziali per studi di geologia marina, paleoambientali e per la gestione delle risorse costiere e marine.

5. Conclusioni

Tre tratti sedimentari, variando da ambiente di baia a piattaforma continentale e costituiti da LST (Tratto di Sistema in Fase di Bassa Marea), TST (Tratto di Sistema in Fase di Transgressione) e HST (Tratto di Sistema in Fase di Alta Marea), si sono sviluppati in risposta ai cambiamenti del livello del mare successivi all’Ultimo Massimo Glaciale (LGM). Il LST si è formato durante il periodo di massima regressione marina e l’iniziale risalita del livello del mare antecedente a 14,6 ka cal BP, comprendendo le dorsali sabbiose formatesi per azione dei processi costieri e in condizioni di alto energia in ambiente marino poco profondo. Durante il periodo di basso livello del mare, la piattaforma nel’area di studio ha ricevuto un significativo apporto di sedimenti sabbiosi dai sistemi fluviali locali. Il LST è esposto in parte della piattaforma esterna ed è ricoperto dal TST sulla piattaforma media. Il TST si è sviluppato sia sulla piattaforma che nella baia durante l’innalzamento del livello del mare tra 14,6 e 8,0 ka cal BP. I sedimenti del TST si sono accumulati principalmente sulla piattaforma media, in parte in alcune aree della piattaforma esterna, e nella Baia di Nha Phu. Durante l’ultimo impulso di fusione delle calotte glaciali (MWP1C) tra 9,0 e 8,0 ka cal BP, l’apporto di sedimenti alla piattaforma media potrebbe essere diminuito, e la parte esterna del TST è stata erosa. L’HST si è sviluppato da quando la diminuzione dei tassi di innalzamento del livello del mare ha avuto inizio circa 8,0 ka cal BP fino al presente. Durante gli ultimi 5,5 ka, corrispondenti a una discesa del livello del mare di circa 1,5 m, la sedimentazione nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma media ha prodotto l’architettura HST, mostrando una progradazione verso il mare.

La morfologia del fondale marino, il contributo sedimentario e i processi idrodinamici rappresentano fattori cruciali nel modulare i processi sedimentari all’interno della Baia di Nha Phu e sulla sua piattaforma continentale adiacente a partire dall’Ultimo Massimo Glaciale (LGM). Durante il periodo deglaciale, esteso dal 14,6 ka cal BP ad oggi, si sono formati due centri di accumulo sedimentario, che includono la baia e la piattaforma media; tra questi, la piattaforma media costituisce il maggiore centro di deposizione. Il carico di sedimenti accumulati nella Baia di Nha Phu è stimato in circa 0,18 milioni di tonnellate all’anno, ciò rappresenta il 15-35% del totale dei sedimenti trasportati annualmente dal Fiume Dinh. Di conseguenza, una notevole quota di sedimenti (65-85%) proveniente dal Fiume Dinh bypassa annualmente la Baia di Nha Phu, dirigendosi verso la piattaforma continentale. Per questo studio è stata realizzata una mappa della distribuzione dei sedimenti superficiali, basata sulla correlazione tra i tipi di eco e i campioni di sedimenti superficiali raccolti. I campi fangosi sono prevalentemente localizzati nei due centri di accumulo della Baia di Nha Phu e sulla piattaforma media, aree caratterizzate da elevati tassi di sedimentazione. I sedimenti a grana grossa (sabbia e sabbia ghiaiosa) si trovano principalmente sulla piattaforma interna e in una porzione della piattaforma esterna, con la piattaforma interna identificata come una regione soggetta principalmente a processi di rielaborazione ed erosione. Al contrario, la sezione della piattaforma esterna evidenzia una zona costiera paleo esposta sul fondale marino a profondità d’acqua di 100-120 metri, dove attualmente i tassi di sedimentazione risultano ridotti. La morfologia del fondale marino, la distribuzione dei fanghi superficiali e lo spessore dei sedimenti deglaciali suggeriscono che il canalone settentrionale funge da principale via di trasporto dei sedimenti dal Fiume Dinh attraverso la Baia di Nha Phu fino alla piattaforma media, sotto l’influenza del monsone sud-occidentale.

la Figura 9 fornisce una rappresentazione schematica del modello stratigrafico sequenziale e dei processi di sedimentazione attuali nella Baia di Nha Phu e sulla piattaforma continentale adiacente. Ecco un’analisi dettagliata e tecnica dei suoi elementi:

1. Tratti Sedimentari:
   • LST (Lowstand Systems Tract): Questa è l’unità stratigrafica formata durante il massimo abbassamento del livello del mare, come indicato dalle dorsali sabbiose (sand ridges) sulla piattaforma esterna. Questi depositi sono associati a condizioni di alta energia e mostrano una marcata erosione alla loro base (linea tratteggiata rossa che indica la superficie di erosione o Sequence Boundary, SB1).
   • TST (Transgressive Systems Tract): Questo tratto si sviluppa con l’innalzamento del livello del mare e si sovrappone a LST. È caratterizzato da sedimenti a grana più fine (mud and sandy mud) che riempiono la baia e si estendono sulla piattaforma media, segnati da una superficie di massima inondazione (Maximum Flooding Surface, MFS1) dove il tasso di sedimentazione raggiunge il suo apice.
   • HST (Highstand Systems Tract): Corrisponde al periodo di stabilizzazione o lieve calo del livello del mare, durante il quale si verifica una progradazione dei sedimenti (spostamento dei depositi sedimentari verso il mare).
2. Morfologia e Dinamiche Sedimentarie:
   • Deposizione di sedimenti fini: Aree in verde e marrone chiaro che indicano zone di elevata sedimentazione di particelle fini nelle due aree depocentriche (Nha Phu Bay e middle shelf).
   • Deposizione di sedimenti grossolani: Indicate da texture con puntini e quadretti che segnalano la presenza di sedimenti a grana grossa come sabbia e ghiaia, prevalentemente sulla piattaforma interna.
3. Correnti:
   • Correnti fluviali, di marea e eoliche: Le frecce indicano la direzione delle correnti principali che modellano la distribuzione dei sedimenti. Le correnti fluviali e di marea sono dirette principalmente verso la baia e la piattaforma interna, mentre le correnti eoliche influenzano la parte esterna.
4. Stratigrafia e Superfici Stratigrafiche:
   • SB1 (Sequence Boundary 1): La base del LST, che indica un cambiamento nelle condizioni deposizionali, spesso associato a un periodo di non deposizione o erosione.
   • TS1 (Transgressive Surface): La base del TST, che segna il passaggio dalle condizioni di basso livello del mare a quelle di innalzamento.
   • MFS1 (Maximum Flooding Surface): La superficie che rappresenta il punto di massima trasgressione marina, con la più ampia distribuzione di sedimenti fini e i più alti tassi di sedimentazione.
5. Variazioni del Livello del Mare:
   • Livello del mare olocenico medio: La linea tratteggiata orizzontale rappresenta il livello del mare durante l’Olocene medio, che è superiore al livello del mare durante il LGM.
   • Caduta del livello del mare: La linea tratteggiata discendente verso destra indica la diminuzione del livello del mare dall’Olocene medio al presente.
   • Livello del mare attuale: La linea orizzontale superiore blu rappresenta il livello del mare corrente.
6. Outcrops: Le aree nere mostrano dove la stratigrafia antica è esposta sul fondale marino, offrendo una finestra sul passato sedimentario della regione.

In conclusione, la figura sintetizza come i cambiamenti nel livello del mare e i processi idrodinamici abbiano influenzato la deposizione dei sedimenti e plasmato la morfologia attuale della Baia di Nha Phu e della sua piattaforma continentale adiacente nel tempo geologico.