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Situato agli estremi confini
sud-orientali della Provincia di Pisa, il comune di Volterra si estende per 252 kmq tra le
valli dell'Era (a Nord) e del Cecina (a Sud). La morfologia di questo territorio, la cui
estensione in senso NW-SE è doppia rispetto alla sua larghezza, è tipicamente
collinare con rilievi modesti e pendii generalmente dolci. Sotto l'aspetto geologico
l'intera zona ricade all'interno di un ampio bacino pliocenico (Graben dell'Era - Bacino
di Volterra) che si allunga in direzione NW-SE per alcune decine di chilometri. I terreni
che vi affiorano sono prevalentemente di natura argillosa e sabbiosa, ma
soprattutto nelle aree meridionali e orientali del comune compaiono per buona estensione
formazioni stratigraficamente sottostanti alle precedenti e riferibili ai cicli lacustre
(zona di Berignone-Tatti) ed evaporitico (zone di Saline, di Mazzolla e bacini dell'Era
Viva e dell'Era Morta) del Miocene superiore; nell'area orientale, infine, affiorano
sporadicamente anche litotipi appartenenti al substrato pre-neoautoctono (soprattutto
ofioliti e argille e calcari palombini) che grazie alle loro diverse caratteristiche
litologiche conferiscono un'ulteriore elemento di varietà al paesaggio.

Monte Voltraio
Il rilievo su cui sorge Volterra (550 m.) si
trova approssimativamente nella parte centrale del bacino e con le sue propaggini funge da
spartiacque fra le valli dell'Era e del Cecina. L'assetto geolitologico del colle di
Volterra è piuttosto semplice trattandosi di una successione sedimentaria che presenta
alla base una potente formazione argillosa a cui si sovrappone, con passaggio assai
sfumato e graduale, un consistente deposito sabbioso che culmina, nella sua parte
sommitale, in banchi più meno spessi di calcari arenacei.
L'area su cui sorge l'abitato si configura come un pianalto a gradoni orientato in
direzione NW-SE ai cui lati si distinguono due zone dalla morfologia radicalmente diversa:
tutta la successione sedimentaria del colle è infatti debolmente inclinata (circa 10°
verso NE con la conseguenza che mentre sul lato occidentale e maridionale i sedimenti
prevalentemente argillosi affiorano fino a quote decisamente elevate, sul lato
nord-orientale le sabbie declinano quasi fino al livello del corso dell'Era, con effetti
idrogeologici e geomorfologici profondamente diversi nelle due situazioni. Il versante NE
del rilievo, ad esempio, è ripido ed inciso da valli piuttosto profonde in cui scorrono
modesti corsi d'acqua alimentati da piccole, ma numerose sorgenti disposte a varie quote
altimetriche, mentre quello posto a SO digrada con minore inclinazione e con aspetto assai
più monotono verso lampia valle del Cecina (qui giunto a circa metà del suo
corso). La diversa esposizione (e quindi il microclima) dei due versanti contribuisce
infine a rendere ancora più marcate le differenze fra i rispettivi ambienti
condizionandone in maniera determinante (assieme all'aspetto pedologico) la vegetazione e
le potenzialità agrarie. Il resto del territorio comunale è dominato a Nord e a Ovest
dal grande mare delle argille plioceniche, talora sormontate da frazioni sabbiose: è la
zona tipica delle balze, dei calanchi e delle biancane, delle colture
estensive e della pastorizia; a Sud-Est, invece, in corrispondenza dei depositi lacustri
miocenici ha grande estensione il bosco che trova nel complesso forestale di Berignone-Tatti
una delle aree naturalisticamente più importanti di tutta la Val di Cecina; a Est,
infine,i rilievi che si approssimano alla sponda orientale del grande bacino pliocenico di
Volterra determinano ancora un ulteriore mutamento del paesaggio che si fa più mosso (e
talora anche aspro) con fitte boscaglie alternate a campi coltivati.

Nella pur varia morfologia di questo territorio
gli elementi di maggior spicco e di più intensa suggestione paesaggistica sono comunque
quelli che interessano le pendici occidentali del colle di Volterra ove
lerosione meteorica unita alla prolungata attività antropica (disboscamento,
pastorizia, lavori agricoli ecc.) praticata nei terreni argillosi startigraficamente
sottostanti e topograficamente adiacenti al deposito sabbioso-arenaceo che costituisce la
parte più elevata del rilievo hanno dato luogo (dal basso verso lalto) alla
formazione di biancane (piccole cupole argillose di aspetto mammellonare con la superficie
esposta a Sud completamente priva di vegetazione) e di calanchi (serie di ripidissime
vallecole contigue tipiche dei terreni argillosi caratterizzate da un profilo planimetrico
simile a un ferro di cavallo, rivolte prevalentemente verso Sud e separate luna
dallaltra da creste piuttosto sottili ed affilate). Risalendo ancora verso la
sommità del rilievo si può infine ammirare in tutta la sua grandiosità la più celebre
ed impressionante delle forme di erosione che interessano Volterrano ovvero il maestoso
spettacolo delle Balze, una gigantesca voragine originata dall'azione erosiva delle
acque meteoriche che infiltrandosi attraverso il deposito sabbioso sommitale (permeabile)
del colle di Volterra giungono ad asportare le argille (impermeabili) a questo sottostanti
provocandone così il progressivo arretramento col conseguente franamento per crollo degli
spessori sabbiosi ed arenacei ad esse sovrapposti. Questo imponente fenomeno erosivo,
attivo da alcuni secoli, ha coinvolto nel proprio avanzamento anche parte di una necropoli
etrusca e lantica chiesa di S.Giusto al Botro, divorata definitivemente dal
precipizio nella prima metà del sec.XVII.
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