Original paper

Late Quaternary landscape evolution of the Tiber River delta plain (Central Italy): new evidence from pollen data, biostratigraphy and 14C dating

Bellotti, Piero; Calderoni, Gilberto; Carboni, Maria; Gabriella Di Bella, Letizia; Tortora, Paolo; Valeri, Publio; Zernitskaya, Valentina

Abstract

New data from 45 sediment cores, 35 14C datings and numerous pollen analyses were considered for improving the understanding of the stratigraphy of the Tiber River delta plain. Bottom to top, the three recognized units pointed to the following environments: i) continental shelf with fairly noticeable siliciclastic input, ii) coastal plain with spread lagoons and sandy-gravelly beaches and, iii) a capping complex and mostly a paralic sediment suite which records the landscape evolution over the last 18 kyr. The study area, fully emerged until 13 kyr BP, is characterized by the deep and narrow valley incised by the Tiber River during the last glacial sea level low stand. Following its origin the valley underwent partial submersion by seawater while Tiber River was building up a seaward retrograding bay-head delta. Beginning from 8 kyr BP this feature progradated and at 6 kyr BP changed into a wave-dominated delta which originated a strand plain with two coastal lakes. In Roman times, the most important harbour of the antiquity was built close to the Tiber River mouth. During the Renaissance, an enhanced progradation phase shaped a landscape akin to the present one, apart from some minor changes subsequent to the reclamation of coastal ponds and relic marshes in modern times. The results herein discussed confirm that the post-glacial sea level rise and the Tiber River solid discharge were the two antithetic mechanisms responsible for the landscape evolution of the deltaic area. However, during the last transgression even the antecedent topographhy played an important role, and since Neolithic times the effects of the anthropogenic impact were also noticeable.

Kurzfassung

Eine Teilrevision der Stratigrafie der Tiberdeltaebene wurde durch die Analyse von 45 neuen Bohrungen, 35 neuen Radiokohlenstoffdatierungen und eine in dieser Gegend zum ersten Mal durchgeführte Pollenanalyse ermöglicht. Es wurden drei stratigrafische Einheiten erkannt, die von Diskordanzen getrennt sind. Die untere Einheit weist eine siliko-klastische Sedimentation des Kontinentalschelfs aus, die man dem Mittleren-Oberen Pliozän zuschreiben kann. Die obere Einheit bildete sich auf Grund der Landschaftsentwicklung während der letzten 18.000 Jahre. Das heutige der Tiberdeltaebene entsprechende Gebiet war bis vor etwa 13.000 Jahren Festland, von einem engen Tal gekennzeichnet, das der Tiber während des Würmmaximums tief eingeschnitten hatte. Von 13.000 bis 7.000 Jahren v. h. wurde das Tal zum Teil vom Meer überschwemmt, so dass eine Bucht entstand. Hier akkumulierte der Tiber ein Delta, das lange Zeit eine regressive Tendenz zeigte. Vor ungefähr 8.000 Jahren fand eine Wende statt. Fortschreitend veränderte sich das Delta von einem bay-head zu einem wave-dominated Delta. Ungefähr vor 6.000 Jahren begann die Entwicklung einer Strandebene (strand-plain), meerwärts durch zwei große Strandseen abgegrenzt. Vor etwa 2.500 Jahren gründeten die Römer die Kolonie Ostia an der Tibermündung. Sie nutzten die Seen für die Salzgewinnung. Während des 1. und 2. Jh. n. Chr. bauten sie nicht weit nördlich der Flussmündung das größte und wichtigste Hafensystem der römischen Welt. Während der Renaissance fand ein neues starkes Vorrücken der Strandlinie statt. Die römischen Häfen versandeten und die Landschaft wurde immer mehr der heutigen ähnlich, besonders nach der Trockenlegung (19. Jh.) der alten Strandseen. Im Laufe der letzten 18.000 Jahre war die Interaktion des postglazialen Meeresspiegelanstieges mit der sedimentären Zufuhr des Tibers der wichtigste Grund für die Landschaftsentwicklung. Die Tätigkeit des Menschen ist jedoch seit dem Neolithikum ein immer wichtiger werdender Faktor der Landschaftsveränderung geworden.

Résumé

Une partielle révision de la stratigraphie de la plaine du delta du Tibre a été possible au moyen de 45 carottages, 35 nouvelles datations par le 14C et analyse pollinique. On a reconnues trois unités stratigraphiques limitées par surfaces de discordance stratigraphique. L'unité inférieure montre une sédimentation du plateau continentale pendant le Pléistocène inférieur. L'unité centrale met en évidence une plaine côtière, avec des lagunes et des plages sableuses - graveleuses, développées pendant le Pléistocène moyen et supérieur. L'unité supérieure enregistre l'évolution du paysage pendant les derniers 18 kyr. La zone reste complètement découverte, jusqu'à 13 kyr BP, et est caractérisée par une vallée fluviale étroite et profonde, gravée du fleuve Tibre dans la période würmienne. Entre 13 et 7 kyr BP, la vallée fût partiellement inondée par la mer, et le fleuve Tibre commença à construire un delta de fond de baie rétrogradant. Environ à 8 kyr BP le delta de fond de baie s'avança en direction de la mer et il est progressivement passé à un delta en pointe après 6 kyr BP et se développe une plage progradée qui barre deux petits lacs côtiers. Les Romains s'installent dans la zone d'embouchure et construirent le plus grand port de l'antiquité. Pendant la Renaissance une nouvelle phase intense de progradation commence et le paysage devient comme dans le présent. L'interaction entre l'élévation du niveau marine postglacial et le débit solide du fleuve Tibre a été le principal motif de l'évolution du paysage dans les derniers 18 kyr. De tout façon, l'activité humaine dans la période historique devient un facteur toujours plus important dans la modification du paysage.