SPELEOGENESI: DEFINIZIONI

Presentazione sul tema: "SPELEOGENESI: DEFINIZIONI"— Transcript della presentazione:

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

1 SPELEOGENESI: DEFINIZIONI
La speleogenesi è l’insieme dei processi che portano alla formazione delle grotte. Dove per grotta s’intende una cavità naturale di dimensioni tali da essere accessibile all’uomo. 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

2 SPELEOGENESI IN ROCCE CARBONATICHE
Nelle rocce carbonatiche le grotte si formano essenzialmente grazie a due tipi di processi in cui l’agente è l’acqua: - processi chimici (dissoluzione della roccia e corrosione); - processi fisici (erosione). Le acque coinvolte possono essere: - acque meteoriche (epigeniche - ricarica dall’alto verso il basso); - acque profonde (ipogeniche - ricarica dal basso verso l’alto). Le sostanze acide che partecipano al processo carsico possono essere: - acido carbonico (H2CO3); - acido solforico (H2SO4). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

3 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: l’idrogeologia 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

4 LE TEORIE SPELEOGENETICHE PRIMA DEL 1900
Alexander Catcott (Galles) (1756): grotte formate da acque (legato all’inondazione universale). Charles Lyell (UK) e Charles Edouard Thirria (Francia) (1830): riconoscono l’importanza della CO2 per la dissoluzione del calcare. Franklen George Evans (UK) (1870): riconosce che le grotte si formano anche al di sotto della tavola d’acqua. 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. Charles Lyell Edouard-Alfred Martel Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

5 LE TEORIE SPELEOGENETICHE ALL’INIZIO DEL XX SECOLO
Alfred Grund (Austria) (1903): zona dinamica sopra e zona satura e statica sotto la tavola d’acqua regionale. Jovan Cvijić (ex-Yugoslavia) (1893 e 1918): suddivisione del carso in zona di percolazione, zona intermedia d’oscillazione e zona inferiore (un perfezionamento della teoria di Grund). Edouard-Alfred Martel (1921), Katzer F. (1909): nessuna zona di saturazione né tavola d’acqua, soltanto fiumi sotterranei che portano l’acqua da zone d’infiltrazione alla risorgiva. Altri studiosi furono l’austriaco 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

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

7 IL MODELLO DI CVIJIĆ (1918) E SWINNERTON (1929)
Jovan Cvijić (1928) e, successivamente, Allyn C. Swinnerton (1929) suddividevano l’acquifero carsico in tre distinti livelli: la zona asciutta (areata o di percolazione); la zona di transizione, poco sopra e sotto la tavola d’acqua, 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. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

8 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 l’acqua nell’acquifero carsico scorre in grotte idrologicamente indipendenti tra loro, da inghiottitoi o zone assorbenti alle sorgenti. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

9 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 d’acqua, anche seguendo tracciati molto profondi. Quando queste grotte, a causa di vari processi, venivano sollevate al di sopra della tavola d’acqua, iniziava il secondo ciclo evolutivo, con riempimento e, infine, totale fossilizzazione. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

10 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 all’acqua di scorrere per gravità dalla zona di alimentazione alla zona di affioramento. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

11 CARSOLOGI DEL DOPO GUERRA
Alfred Bögli 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 Derek Clifford Ford Arthur N. Palmer Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

12 LA SPELEOGENESI MODERNA
Dalla fine degli anni Cinquanta gli studi sulla speleogenesi affrontano l’argomento 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 l’evoluzione 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

13 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA SPELEOGENESI
Fattori geologici: - passivi; - attivi. Fattori climatici: - precipitazioni; - temperatura. Fattori biologici: - attività biologica (produzione di CO2). Grotta di Is Angurtidorgius, Sardegna, Italia (foto G. Pani) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

14 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

15 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 dell’acqua (epigenica, ipogenica); posizione delle emergenze (e loro abbassamento). Tettonica: faglie attive; deformazioni gravitative. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

16 I FATTORI CLIMATICI (E BIOLOGICI)
Regime pluviometrico: quantità (e tipo) di precipitazione; distribuzione nel tempo. Temperatura: velocità delle reazioni chimiche; solubilità della CO2 in acqua; stato fisico dell’acqua (ghiaccio o liquido); evaporazione. Vegetazione: tipo e densità. Il clima varia nel tempo (es. intervallarsi di periodi glaciali e interglaciali) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

17 CONTROLLO IDROGEOLOGICO
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 l’aggressività 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 l’aggressività 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. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

18 INFILTRAZIONE (CONCENTRATA) ALLOCTONA
Dove le aree carsiche sono confinanti con terreni impermeabili a quote più elevate, l’alimentazione 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 dell’Edera, Sardegna, Italia (foto G. Pani) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

19 INFILTRAZIONE CONCENTRATA AUTOCTONA
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) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

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

21 INFILTRAZIONE DIFFUSA INDIRETTA
Là dove le rocce carbonatiche sono coperte da uno strato permeabile (un suolo di elevato spessore, uno strato di sabbia) l’infiltrazione 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. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

22 INIEZIONE BASALE DI ACQUE METEORICHE
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 Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

23 RISALITA DI ACQUE TERMALI BICARBONATICHE
Quando invece le acque provenienti dal basso sono in parte arricchite in CO2 di origine ipogenica (quindi non soltanto derivanti dalla superficie), la combinazione del rilascio di CO2 per abbassamento della pressione lungo la risalita e la dissoluzione della CO2 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) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

24 RISALITA DI ACQUE TERMALI SULFUREE
Le acque termali in salita possono anche essere a chimismo prevalentemente solfatico, legato alla maturazione di idrocarburi in profondità, oppure all’interazione 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) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

25 OSSIDAZIONE DI SOLFURI
L’acidità rinnovata delle acque può anche provenire dall’ossidazione 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) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

26 CONTROLLO GEOLOGICO-GEOGRAFICO NELLA SPELEOGENESI
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. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

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

28 L’EVOLUZIONE DI UN SISTEMA CARSICO NORMALE
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. Grotta dell’Edera, Sardegna, Italia (foto P. Jolivet) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

29 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 d’uscita (sorgenti, risorgenti etc…) le acque NON si muovono per gravità. Più è grande il gradiente idraulico più energia avrà l’acqua per muoversi dall’alto verso il basso. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

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

31 IL RUOLO DEGLI ORIZZONTI SUSCETTIBILI
La formazione di un protocondotto avviene preferenzialmente, ove presenti, lungo orizzonti predisposti alla dissoluzione (con porosità o permeabilità congeniale): l’orizzonte carsico embrionale (inglese inception horizon). 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: 24-30). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

32 CONFIGURAZIONE DELLA RETE DI DRENAGGIO PRINCIPALE
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 l’abbandono della maggior parte dei percorsi formati durante la precedente fase. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

33 ALLARGAMENTO VELOCE DEI CONDOTTI
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). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

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

35 CORROSIONE CONTRO EROSIONE
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, l’azione 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. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

36 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 dall’intensità della fratturazione nella roccia carsica. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

37 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). Cava di Marmo in Apuane, Toscana, Italia (foto G. Pani) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

38 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). Mammuthoehle, Austria (foto L. Plan) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

39 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 l’allargamento 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 all’allargamento dei condotti. Hirlatzhoehle, Austria (foto L. Plan) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

40 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). Grotte di Cala Luna, Sardegna, Italia (foto J. De Waele) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

41 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 d’infiltrazione e acque sotterranee, e lungo l’aloclino, ove acque salate si miscelano con acque dolci. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

42 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 dall’isola 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

43 SPELEOGENESI SU ATOLLI
Un caso frequente è quello di un’isola composta da rocce poco solubili bordata sulle coste da affioramenti carbonatici. Qui esiste, oltre alla ricarica autoctona, anche la ricarica alloctona con l’ingresso 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

44 SPELEOGENESI SU COSTE CARBONATICHE
Un caso simile, e molto più frequente, è l’area carsica costiera, in cui spesso l’apporto di acque allogeniche può essere molto importante. Le grotte, tuttavia, si sviluppano preferenzialmente lungo la zona di miscelazione tra acque d’infiltrazione e zona satura e lungo l’aloclino. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

45 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

46 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 dall’alto 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

47 SPELEOGENESI CONFINATA NORMALE
Se la connessione tra i due strati acquiferi avviene dall’alto verso il basso (caso poco frequente) le grotte si propagano dal tetto della formazione carsificata verso l’acquifero 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

48 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 (l’acqua scorre da un inghiottitoio a una risorgente in senso parallelo o subparallelo alla stratificazione). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

49 Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009
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

50 IL RUOLO DELLA CONDENSAZIONE
Negli ultimi anni è cresciuta la consapevolezza che il processo della condensazione dell’acqua 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. Boxwork in una grotta in Sardegna, Italia (foto L. Sanna) Cupole in Kraushoehle, Austria (foto L. Plan) Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

51 CONSEGUENZE DELLA CONDENSAZIONE
Aumenta la quantità d’acqua disponibile (è più intensa nella stagione estiva, quando le precipitazioni sono basse, e limita la perdita d’acqua d’inverno perché condensa nell’epicarso e torna quindi nel sistema carsico). Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

52 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 l’alto creando forme di tipo paragenetico. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

53 Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009
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. 464. Speleogenesi – Società Speleologica Italiana 2009

54 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