La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE a cura di Jo De Waele Coordinatore con la collaborazione di: Paolo Forti Leonardo Piccini Progetto Powerpoint 2009 Grotta.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE a cura di Jo De Waele Coordinatore con la collaborazione di: Paolo Forti Leonardo Piccini Progetto Powerpoint 2009 Grotta."— Transcript della presentazione:

1 SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE a cura di Jo De Waele Coordinatore con la collaborazione di: Paolo Forti Leonardo Piccini Progetto Powerpoint 2009 Grotta dellEdera, Sardegna, Italia (foto L. Pusceddu) Inghiottitoio di Orbisi, Sardegna, Italia (foto J. De Waele) Grotta dellEdera, Sardegna, Italia (foto R. De Luca)

2 SPELEOGENESI: DEFINIZIONI La speleogenesi è linsieme dei processi che portano alla formazione delle grotte. Dove per grotta sintende una cavità naturale di dimensioni tali da essere accessibile alluomo. I processi speleogenetici sono molteplici e si manifestano in tutti i contesti geologico-ambientali. La maggior parte delle grotte è formata prevalentemente da processi di dissoluzione in rocce carbonatiche (speleogenesi carsica) ed è di questi che ci occuperemo in questa lezione. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

3 SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE Nelle rocce carbonatiche le grotte si formano essenzialmente grazie a due tipi di processi in cui lagente è lacqua: - processi chimici (dissoluzione della roccia e corrosione); - processi fisici (erosione). Le acque coinvolte possono essere: - acque meteoriche (epigeniche - ricarica dallalto verso il basso); - acque profonde (ipogeniche - ricarica dal basso verso lalto). Le sostanze acide che partecipano al processo carsico possono essere: - acido carbonico (H 2 CO 3 ); - acido solforico (H 2 SO 4 ). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

4 MA LA SPELEOGENESI È IMPORTANTE? Capire come si formano i sistemi carsici nelle varie situazioni geologico-strutturali e climatiche consente di utilizzare queste conoscenze anche in alcuni campi scientifici applicati, in particolare: - lidrogeologia carsica: è sicuramente il campo applicativo più importante, anche perché le acque carsiche diventano via via più importanti (perché abbondanti); - gli idrocarburi: il ruolo della porosità carsica (permeabilità e porosità causata da processi di dissoluzione) nella migrazione e nello stoccaggio di fluidi mineralizzati (idrocarburi soprattutto); - geologia ambientale: pedologia, doline di crollo e subsidenze, inquinamento delle falde etc...; - studi paleo-ambientali e paleo-climatici: lo studio delle morfologie e dei depositi può aiutare a ricostruire la storia geologica e geomorfologica di ampi territori. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

5 LE TEORIE SPELEOGENETICHE PRIMA DEL 1900 Alexander Catcott (Galles) (1756): grotte formate da acque (legato allinondazione universale). Charles Lyell (UK) e Charles Edouard Thirria (Francia) (1830): riconoscono limportanza della CO 2 per la dissoluzione del calcare. Franklen George Evans (UK) (1870): riconosce che le grotte si formano anche al di sotto della tavola dacqua. Edouard-Alfred Martel (Francia) (1896): erosione e corrosione da parte delle acque che scorrono dentro le grotte. Non esiste un livello freatico, ma soltanto dei fiumi sotterranei. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Edouard-Alfred Martel Charles Lyell

6 LE TEORIE SPELEOGENETICHE ALLINIZIO DEL XX SECOLO Alfred Grund (Austria) (1903): zona dinamica sopra e zona satura e statica sotto la tavola dacqua regionale. Jovan Cvijić (ex-Yugoslavia) (1893 e 1918): suddivisione del carso in zona di percolazione, zona intermedia doscillazione e zona inferiore (un perfezionamento della teoria di Grund). Edouard-Alfred Martel (1921), Katzer F. (1909): nessuna zona di saturazione né tavola dacqua, soltanto fiumi sotterranei che portano lacqua da zone dinfiltrazione alla risorgiva. Altri studiosi furono laustriaco Lehmann (1932), gli americani Swinnerton (1929), Davis (1930), Gardner (1935), Mallot (1937), Moneymaker (1941), Rhoades & Sinacori (1941), Bretz (1942) e il russo Laptev (1939). Jovan Cvijić Edouard-Alfred Martel Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

7 IL MODELLO DI GRUND (1903) Alfred Grund suddivideva lacquifero carsico in due distinti livelli: 1.la zona al di sotto della tavola dacqua, in cui le acque sono stagnanti; 2.la zona al di sopra del livello piezometrico, in cui le acque si muovono in grotte verso le risorgenti. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

8 IL MODELLO DI CVIJIĆ (1918) E SWINNERTON (1929) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Jovan Cvijić (1928) e, successivamente, Allyn C. Swinnerton (1929) suddividevano lacquifero carsico in tre distinti livelli: 1. la zona asciutta (areata o di percolazione); 2. la zona di transizione, poco sopra e sotto la tavola dacqua, in cui avviene la maggior parte dello scorrimento sotterraneo delle acque con formazione di grotte; 3. la zona satura in cui la dissoluzione è molto lenta.

9 IL MODELLO DI KATZER (1909), MARTEL (1921) E LEHMANN (1932) Katzer (1909) riteneva che in area carsica la zona satura e il livello piezometrico non esistessero. Tale teoria fu sposata da Edouard-Alfred Martel prima, poi da Otto Lehmann (1932). Tutta lacqua nellacquifero carsico scorre in grotte idrologicamente indipendenti tra loro, da inghiottitoi o zone assorbenti alle sorgenti. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

10 IL MODELLO DI DAVIS (1930) William Morris Davis riteneva che in un primo ciclo la dissoluzione della roccia calcarea, e quindi la formazione delle grotte, avvenisse sotto la tavola dacqua, anche seguendo tracciati molto profondi. Quando queste grotte, a causa di vari processi, venivano sollevate al di sopra della tavola dacqua, iniziava il secondo ciclo evolutivo, con riempimento e, infine, totale fossilizzazione. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

11 IL MODELLO DI GARDNER (1935) James H. Gardner introduce il significato di strato carsificabile, costituito da una porzione di roccia più permeabile in cui viene favorita la formazione delle grotte. Le grotte iniziano a formarsi quando vi è gradiente idraulico che consente allacqua di scorrere per gravità dalla zona di alimentazione alla zona di affioramento. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

12 CARSOLOGI DEL DOPO GUERRA Kaye C. (1957): dissoluzione di calcare, dinamica fluidi Dunn J.R. (1957): invenzione del fluorocaptore di carbone Burdon (1963): analisi di curve di portata delle sorgenti Bögli (1964), Laptev (1939): corrosione per miscela Thrailkill (1968): geochimica delle acque carsiche Mangin (1970) & Bakalowicz (1975): idrogeologia carsica Ford D.C. & Ewers R.O. (1978): modello concettuale di speleogenesi basata su fratturazione e piezometria Dublyanski (1980): carsismo idrotermale Schwarcz & Ford (1982): datazione di speleotemi (U/Th) Schmidt (1982): magnetostratigrafia, sedimenti in grotta Palmer (1991): formazione e morfologia di grotte Dreybrodt (1996): modelli matematici e numerici Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Derek Clifford Ford Arthur N. Palmer Alfred Bögli

13 LA SPELEOGENESI MODERNA Dalla fine degli anni Cinquanta gli studi sulla speleogenesi affrontano largomento da tre lati: interpretazione della formazione delle grotte attraverso lo studio della loro morfologia, del loro contesto geologico e dei sedimenti ospitati; la speleogenesi vista da un punto di vista idrogeologico, cercando di capire levoluzione di una rete carsica e un sistema di drenaggio sotterraneo; gli aspetti chimici e fisici della formazione dei vuoti sotterranei e delle condotte carsiche (dissoluzione, dinamica dei fluidi etc...). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

14 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA SPELEOGENESI Fattori geologici: - passivi; - attivi. Fattori climatici: - precipitazioni; - temperatura. Fattori biologici: - attività biologica (produzione di CO 2 ). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Grotta di Is Angurtidorgius, Sardegna, Italia (foto G. Pani)

15 I FATTORI GEOLOGICI PASSIVI Litologia: - tipo di roccia (calcare, dolomia, gesso, sale, quarzite); - strutture sedimentarie (stratificazione, porosità etc…). Struttura: - superfici di strato; - fratture, diaclasi, faglie; - clivaggio; - giacitura; - posizione dello strato solubile nella sequenza geologica; - spessore dello strato carsificabile. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

16 I FATTORI GEOLOGICI ATTIVI Morfologia: - pendenza del terreno; - energia del rilievo (dislivello zona assorbente/sorgenti); - tipo di drenaggio superficiale. Idrogeologia: - tipo di alimentazione (diffusa, concentrata, indiretta); - provenienza dellacqua (epigenica, ipogenica); - posizione delle emergenze (e loro abbassamento). Tettonica: - faglie attive; - deformazioni gravitative. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

17 I FATTORI CLIMATICI (E BIOLOGICI) Regime pluviometrico: - quantità (e tipo) di precipitazione; - distribuzione nel tempo. Temperatura: - velocità delle reazioni chimiche; - solubilità della CO 2 in acqua; - stato fisico dellacqua (ghiaccio o liquido); - evaporazione. Vegetazione: - tipo e densità. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Il clima varia nel tempo (es. intervallarsi di periodi glaciali e interglaciali)

18 CONTROLLO IDROGEOLOGICO Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 A seconda del tipo di alimentazione i processi speleogenetici cambiano, e quindi anche le risultanti morfologie saranno differenti (cfr. lezione Struttura e morfologia dei sistemi carsici). Acque epigeniche (con acque discendenti, in cui laggressività chimica deriva da fonti presenti sulla superficie terrestre, legate cioè a processi esogeni): - infiltrazione concentrata autoctona; - infiltrazione alloctona; - infiltrazione diffusa diretta; - infiltrazione diffusa indiretta. Acque ipogeniche (con acque salienti, in cui laggressività chimica deriva in genere da fonti profonde, legate cioè a processi endogeni): - iniezione basale di acque meteoriche (antiche); - risalita di acque termali a chimismo bi-carbonatico; - risalita di acque termali a chimismo solfatico.

19 INFILTRAZIONE (CONCENTRATA) ALLOCTONA Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Dove le aree carsiche sono confinanti con terreni impermeabili a quote più elevate, lalimentazione può provenire da bacini a deflusso superficiale. Queste acque sono in genere più sottosature (quindi più aggressive) e soggette a variazioni di portata notevoli. Grotta dellEdera, Sardegna, Italia (foto G. Pani)

20 INFILTRAZIONE CONCENTRATA AUTOCTONA Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 È il meccanismo speleogenetico più classico, in cui grotte si formano a partire da più punti di ricarica costituiti da inghiottitoi e/o doline con alimentazione soltanto da rocce carbonatiche. Depressione carsica con inghiottitoio di Pian Ambrogi, Marguareis, Francia (foto B. Vigna)

21 INFILTRAZIONE DIFFUSA DIRETTA Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 In rocce carbonatiche linfiltrazione può avvenire lungo molteplici fessure ed entrate, in genere non penetrabili nella zona epicarsica. Lacqua, a intimo contatto con la roccia, si satura velocemente. Sotto lepicarso, dove le acque di infiltrazione si concentrano, si possono formare grotte esplorabili. Crepacci carsici nel Rosso ammonitico, Veneto, Italia (foto U. Sauro)

22 INFILTRAZIONE DIFFUSA INDIRETTA Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Là dove le rocce carbonatiche sono coperte da uno strato permeabile (un suolo di elevato spessore, uno strato di sabbia) linfiltrazione avviene diffusamente attraverso questo strato. Le acque alla loro entrata nella roccia carbonatica sono in genere ancora sottosature e in grado di sciogliere la roccia in modo efficace, almeno nei primi metri.

23 INIEZIONE BASALE DI ACQUE METEORICHE Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 In alcuni casi le acque meteoriche possono entrare nello strato solubile dal basso. Esempi tipici sono le grotte ipogeniche (s.l.) di Optimisticeskaja, di Ozernaja e Zoloushka (Ucraina). Grotta di Jubilejnaja, Ucraina (foto A. Klimchouk) Da Klimchouk et al. 2000

24 RISALITA DI ACQUE TERMALI BICARBONATICHE Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Quando invece le acque provenienti dal basso sono in parte arricchite in CO 2 di origine ipogenica (quindi non soltanto derivanti dalla superficie), la combinazione del rilascio di CO 2 per abbassamento della pressione lungo la risalita e la dissoluzione della CO 2 per il raffreddamento delle acque, e la miscelazione con acque diverse, creano condizioni locali di aumentata aggressività delle soluzioni (cfr. lezione Le Grotte ipogeniche). Grotta Giusti, Toscana, Italia (foto P. Forti)

25 RISALITA DI ACQUE TERMALI SULFUREE Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Le acque termali in salita possono anche essere a chimismo prevalentemente solfatico, legato alla maturazione di idrocarburi in profondità, oppure allinterazione con rocce evaporitiche. Anche queste acque portano alla formazione di grotte particolari (cfr. lezione Le Grotte ipogeniche). Grotta Frasassi, Marche, Italia (foto J. De Waele)

26 OSSIDAZIONE DI SOLFURI Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Lacidità rinnovata delle acque può anche provenire dallossidazione di minerali sulfurei nella zona di percolazione. Questo è tipico di aree caratterizzate da giacimenti a solfuri metallici tipo Mississippi Valley (Iglesiente). Galena nella Grotta Santa Barbara 2, Sardegna, Italia (foto J. De Waele) Aragonite nella Crovassa azzurra, Sardegna, Italia (foto G. Pani)

27 CONTROLLO GEOLOGICO-GEOGRAFICO NELLA SPELEOGENESI Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 A seconda del tipo di roccia, della posizione dello strato solubile e della posizione geografica i processi speleogenetici variano: Carso libero (non confinato): - speleogenesi vadosa; - speleogenesi epifreatica; - speleogenesi freatica. Carso costiero o marino: - aree carsiche costiere; - isole carbonatiche; - carso eogenetico e singenetico (dune, calcareniti costiere). Carso confinato: - speleogenesi artesiana normale (epigenica); - speleogenesi trasversale (epigenica); - speleogenesi ipogenica.

28 CARSO LIBERO CON ACQUE METEORICHE La maggior parte dei sistemi carsici che conosciamo si genera dallazione di dissoluzione e corrosione carsica a opera delle acque meteoriche (epigeniche) che si muovono per gravità dai punti dinfiltrazione verso i punti di recapito (risorgive e sorgenti carsiche). Parliamo, per semplicità, di sistemi carsici normali. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Grotta dellEdera, Sardegna, Italia (foto P. Jolivet)

29 Una volta che una roccia viene a contatto con le acque meteoriche la nascita di un sistema carsico avviene generalmente attraverso la successione delle seguenti fasi: a) formazione di protocondotti; b) configurazione della rete di drenaggio preferenziale; c) allargamento veloce dei condotti. Tutto ha inizio appena si instaura un gradiente idraulico. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Grotta dellEdera, Sardegna, Italia (foto P. Jolivet) LEVOLUZIONE DI UN SISTEMA CARSICO NORMALE

30 IL GRADIENTE IDRAULICO Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Il gradiente idraulico è uno dei primi e necessari requisiti per iniziare la formazione di un sistema carsico (e darle successivamente impulso). Senza dislivelli tra punti di entrata delle acque meteoriche e punti duscita (sorgenti, risorgenti etc…) le acque NON si muovono per gravità. Più è grande il gradiente idraulico più energia avrà lacqua per muoversi dallalto verso il basso.

31 FORMAZIONE DI PROTOCONDOTTI Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Con linstaurarsi di un gradiente idraulico lacqua inizia a muoversi per gravità lungo le discontinuità della roccia collegando i numerosi punti di entrata con i punti di uscita. In questa fase lallargamento delle discontinuità avviene sostanzialmente in condizioni di pieno carico.

32 Porzione del sistema carsico del Siebenhengste-Hohgant (Svizzera) che mostra chiaramente come la grotta si sviluppi su alcuni orizzonti suscettibili (modificato da Filipponi M., Jeannin P.Y. (2006): Is it possible to predict karstified horizons in tunneling? Austrian Journal of earth sciences, 99: ). IL RUOLO DEGLI ORIZZONTI SUSCETTIBILI La formazione di un protocondotto avviene preferenzialmente, ove presenti, lungo orizzonti predisposti alla dissoluzione (con porosità o permeabilità congeniale): lorizzonte carsico embrionale (inglese inception horizon). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

33 CONFIGURAZIONE DELLA RETE DI DRENAGGIO PRINCIPALE Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Una volta che i primi protocondotti raggiungono le dimensioni critiche di circa 5 millimetri si accentua la competizione tra condotti con la configurazione della rete di drenaggio preferenziale, con labbandono della maggior parte dei percorsi formati durante la precedente fase.

34 ALLARGAMENTO VELOCE DEI CONDOTTI Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 I condotti che risultano favoriti si allargano velocemente per via del flusso turbolento delle acque, aumentando la conducibilità idraulica con la formazione di una superficie piezometrica (intorno alla quota delle uscite).

35 QUANTO TEMPO CI VUOLE ? Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

36 CORROSIONE CONTRO EROSIONE Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Il ruolo della dissoluzione è quindi determinante nelle prime fasi dello sviluppo carsico. Quando i condotti sono abbastanza larghi da poter innescare un flusso turbolento, lazione meccanica delle particelle trasportate dalle acque diviene molto più importante. La dimensione del condotto dipende largamente dalla quantità di acqua che, almeno periodicamente, lo attraversa.

37 ESISTE IL MODELLO UNIVERSALE? Una delle teorie più accettate è quella di Ford & Ewers (1978) in cui la forma longitudinale di un sistema carsico dipende dallintensità della fratturazione nella roccia carsica. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

38 FOUR-STATE MODEL (FORD & EWERS, 1978) I due casi estremi in questa scala, lo Stato 0 e lo Stato 5, sono stati aggiunti successivamente: una roccia isotropa senza fratture e discontinuità non permette la formazione di grotte (es. marmo compatto), così come una roccia troppo fratturata o porosa costituirà un acquifero poroso con vuoti troppo piccoli (quindi non grotte) (es. tufo calcareo o creta). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Cava di Marmo in Apuane, Toscana, Italia (foto G. Pani)

39 MA IL MODELLO NON SEMPRE FUNZIONA Applicando questo modello nelle Alpi, dove le rocce sono molto fratturate, sarebbero dovute esserci molte grotte piezometriche; invece vi sono molte grotte con profilo longitudinale a montagne russe. Nasce il Modello epifreatico (Audra, 1994; Hauselmann et al., 2003). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Mammuthoehle, Austria (foto L. Plan)

40 IL MODELLO EPIFREATICO DI SPELEOGENESI Il Modello epifreatico asserisce che le fasi iniziali di dissoluzione (formazione di protocondotti) avvengono in ambiente freatico. Una volta creata una circolazione carsica efficiente la superficie piezometrica scende e lallargamento esponenziale dei condotti avviene soprattutto nella zona epifreatica (di oscillazione). Giocano un ruolo estremamente importante le piene che, con il carico solido, contribuiscono in modo rilevante allallargamento dei condotti. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Hirlatzhoehle, Austria (foto L. Plan)

41 SPELEOGENESI IN AREE COSTIERE Le aree carbonatiche in diretto contatto con le acque marine sono soggette ad una dissoluzione della roccia più intensa dovuta alla miscelazione tra acqua dolce e acqua salata (effetto della forza ionica) (cfr lezione Il processo carsico). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Grotte di Cala Luna, Sardegna, Italia (foto J. De Waele)

42 SPELEOGENESI SU ISOLE CARBONATICHE Su isole interamente carbonatiche le rocce sono in genere ancora immature (quindi porose) e la ricarica avviene in modo diffuso ed autoctono. La dissoluzione è particolarmente sviluppata in tre zone: la superficie che riceve le acque di pioggia, la parte superiore della zona satura dove avviene miscela tra acque dinfiltrazione e acque sotterranee, e lungo laloclino, ove acque salate si miscelano con acque dolci. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

43 SPELEOGENESI SU ISOLE COPERTE DA CALCARI Nelle isole in cui le rocce affioranti sono carbonatiche, ma in profondità esistono rocce poco solubili, la speleogenesi si differenzia poco dallisola interamente carbonatica. Se la roccia poco solubile si propaga al di sopra della zona satura influenzerà la forma della superficie piezometrica, e quindi la forma delle grotte. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

44 SPELEOGENESI SU ATOLLI Un caso frequente è quello di unisola composta da rocce poco solubili bordata sulle coste da affioramenti carbonatici. Qui esiste, oltre alla ricarica autoctona, anche la ricarica alloctona con lingresso di acque più aggressive, con formazione di valli cieche, inghiottitoi e grotte con fiumi sotterranei. Queste acque, venendo a contatto con acque salmastre e salate, possono divenire ancora più aggressive. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

45 SPELEOGENESI SU COSTE CARBONATICHE Un caso simile, e molto più frequente, è larea carsica costiera, in cui spesso lapporto di acque allogeniche può essere molto importante. Le grotte, tuttavia, si sviluppano preferenzialmente lungo la zona di miscelazione tra acque dinfiltrazione e zona satura e lungo laloclino. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

46 SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE POCO DIAGENIZZATE In zone costiere troviamo spesso anche sedimenti contenenti almeno il 50% di cemento carbonatico che portano allo sviluppo di forme carsiche molto particolari, che ricadono nei carsi eogenetici (carsismo in rocce porose e tenere) e singenetici (carso sviluppato durante la cementazione del sedimento). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

47 SPELEOGENESI IN SITUAZIONI CONFINATE Non sempre le grotte si formano in condizioni di acquifero libero, ma lo strato solubile può trovarsi interposto tra due strati non solubili. Quando questi sono acquiferi più o meno buoni, la ricarica può avvenire dallalto oppure dal basso. La ricarica, al contrario dei sistemi carsici epigenici, avviene in modo regolare, eliminando quindi la competizione tra condotti. Questo produce in genere grotte labirintiche invece che grotte ramificate. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

48 SPELEOGENESI CONFINATA NORMALE Se la connessione tra i due strati acquiferi avviene dallalto verso il basso (caso poco frequente) le grotte si propagano dal tetto della formazione carsificata verso lacquifero inferiore. Si formano grotte labirintiche come nel caso della speleogenesi ipogenica, senza tuttavia mostrare segni di un flusso ascendente tipico per grotte labirintiche ipogeniche (cfr lezione Le Grotte ipogeniche). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

49 SPELEOGENESI TRASVERSALE Il movimento delle acque, e quindi anche la speleogenesi a esso legata, in condizioni di confinamento idrologico avviene in senso ortogonale alla stratificazione. Questa speleogenesi trasversale si oppone alla classica speleogenesi laterale tipica dei sistemi carsici epigenici (lacqua scorre da un inghiottitoio a una risorgente in senso parallelo o subparallelo alla stratificazione). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

50 LE CORRENTI DI DENSITÀ Nella speleogenesi trasversale sono importanti le correnti di densità. Acque di diversa composizione chimica o a diversa temperatura hanno anche differente densità e creano quindi delle celle di convezione libera. Le correnti che si creano in tali situazioni sono lente e spesso insignificanti rispetto alle correnti delle acque in sistemi epigenici. Per questo le correnti di densità giocano un ruolo importante soprattutto in sistemi carsici ipogenici. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

51 IL RUOLO DELLA CONDENSAZIONE Negli ultimi anni è cresciuta la consapevolezza che il processo della condensazione dellacqua può giocare un ruolo importante nella speleogenesi, soprattutto al livello delle meso e microforme. Alcune forme che possono essere ingenerate, almeno in parte, sono le cupole, mentre i boxwork sono esclusivamente prodotti da condensazione-corrosione. Il processo può assumere notevole rilevanza a grande scala in grotte idrotermali (cfr lezione Le grotte ipogeniche) e in clima arido. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009 Cupole in Kraushoehle, Austria (foto L. Plan) Boxwork in una grotta in Sardegna, Italia (foto L. Sanna)

52 CONSEGUENZE DELLA CONDENSAZIONE Aumenta la quantità dacqua disponibile (è più intensa nella stagione estiva, quando le precipitazioni sono basse, e limita la perdita dacqua dinverno perché condensa nellepicarso e torna quindi nel sistema carsico). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

53 SEDIMENTAZIONE E PARAGENESI Molte grotte, dopo una fase di corrosione-erosione, spesso sono soggette a fasi di sedimentazione in regime sia saturo sia vadoso. I sedimenti possono in questo modo proteggere la parte inferiore dei vani e costringere le acque a operare la loro azione speleogenetica verso lalto creando forme di tipo paragenetico. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

54 PER SAPERNE DI PIU AA.VV. (2000), Speleogenesis Evolution of Karst Aquifers, National Speleological Society, Huntsville USA, pp. 496; FORD D.C. & WILLIAMS P. (2007), Karst hydrogeology and Geomorphology, John Wiley & Sons, Chichester, pp. 562; HAUSELMANN PH., JEANNIN P.-Y., MONBARON M. (2003), Role of epiphreatic flow and soutirages in conduit morphogenesis: the Barenschacht example, BE, Switzerland, Zeitschr, F. Geom. 47(2), pp ; PICCINI L. (1999), Geomorfologia e Speleogenesi carsica, Quaderno didattico della SSI n° 1, pp. 40; WHITE W.B. (1988), Geomorphology and Hydrology of Karst Terrains, Oxford Un. Press, New York, pp Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

55 CREDITI Questa lezione è stata coordinata da Jo De Waele con la collaborazione di Paolo Forti e Leonardo Piccini. Per la parte fotografica si ringraziano i fotografi Riccardo De Luca, Jo De Waele, Philippe Jolivet, Alexander Klimchouk, Gabriela Pani, Lukas Plan, Luciano Pusceddu, Laura Sanna, Ugo Sauro, Bartolomeo Vigna. I disegni sono stati preparati da Jo De Waele. Il disegno della Dia 31 (Inception Horizons) è stato preparato da Marco Filipponi. © Società Speleologica Italiana Ogni parte di questa presentazione può essere riprodotta sotto la propria responsabilità, purché non se ne stravolgano i contenuti. Si prega di citare la fonte. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009


Scaricare ppt "SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE a cura di Jo De Waele Coordinatore con la collaborazione di: Paolo Forti Leonardo Piccini Progetto Powerpoint 2009 Grotta."

Presentazioni simili


Annunci Google