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3 la superficie terrestre tenderebbe a essere spianata dagli agenti degradanti se non intervenissero i movimenti verticali della crosta che ricostituiscono continuamente i rilievi degradazione fisica o chimica

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5 ROCCE SEDIMENTARIE (70% delle rocce superficiali ma 5% della crosta) costituite da materiali (detti sedimenti) provenienti dalla disgregazione di rocce preesistenti spesso sono stratificate sono importanti per lo studio dei fossili.

6 ciclo sedimentario - I fase: alterazione delle rocce preesistenti con formazione di detriti e di sostanze in soluzione. - II fase: trasporto del materiale (fiumi, venti, ghiacciai, ecc.) - III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale (continentale, marino, ecc.) per strati successivi. - IV fase: formazione della roccia (litificazione dei sedimenti) dovuta alla pressione di altri sedimenti (diagenesi) Tutte le rocce sedimentarie hanno un corrispondente nei sedimenti attuali non litificati.( rocce sedimentarie coerenti e incoerenti)

7 I FASE DEL PROCESSO SEDIMENTARIO alterazione atmosferica processi fisici disintegrazione della roccia (degradazione meteorica: temperatura, erosione ghiacciai, abrasione vento, solubilizzazione ad opera dell’acqua). detriti I processi chimici cambiamenti nella composizione della roccia (es.: carsismo, piogge acide, caolinizzazione dei feldspati). materiale in soluzione I processi biologici attività di muschi e alghe che favoriscono i fenomeni fisici e chimici processi contemporanei (climi umidi come quello dell'Italia settentrionale)

8 II FASE DEL PROCESSO SEDIMENTARIO Il trasporto del materiale detritico avviene per gravità (frane, colate, ecc.) ad opera delle acque continentali (fiumi, laghi, falde) delle correnti marine, dei ghiacciai, del vento. Il trasporto del materiale in soluzione avviene ad opera delle acque. Delta of the Ebro river, Spain, which deposits sediment into the western Mediterranean Sea. Image courtesy of NASA.

9 erosione o degradazione fisica  processi di prelievo e di incisione della superficie terrestre  progressivo abbassamento del rilievo  agenti diversi: la gravità, l'acqua, il vento  la temperatura (termoclastismo e crioclastismo)  combinazione di alcuni di essi  tipo di roccia o sedimento in cui si sviluppa.

10 L'erosione di versante o degradazione quando la gravità ha il sopravvento sui terreni precipitazione a valle lungo un pendio sotto forma di frana.

11 L'erosione eolica vento azione abrasiva. scarsi cambiamenti morfologici

12 L‘erosione marina onde, correnti marine e vento, nel caso di coste costituite da scarpate rocciose (falesie) anche processi di degradazione chimica

13 erosione fluviale prelievo e trasporto del materiale detritico dal fondo e dalle sponde. l’energia della corrente deve superare le forze di gravità e di attrazione delle particelle, nei ruscelli e nei torrenti montani nei fiumi di pianura, avviene la sedimentazione

14 l'acqua dei fiumi scorrerà sempre dall'alto (la sorgente) verso il basso (la foce) lungo una percorso chiamato alveo. Più l’alveo è inclinato più l'acqua è veloce(aumento della capacità erosiva e di trasporto di sedimenti) 1 km/h e i 40 km orari.

15 andamento dell'alveo. alveo rettilineo: velocità più elevata al centro del fiume alveo incurvato: lato più esterno

16 livello di base: il livello più basso al quale un fiume più arrivare ad erodere il suo alveo es lago il livello di base assoluto, detto terminale, è il livello del mare poiché al disotto di tale livello il fiume non può scavare

17 il fiume scava il suo alveo se il livello di base è molto basso ; gole dell'Alcàntara (Sicilia) scavate in colate laviche dell'Etna

18 azione erosiva si manifesta: a monte trasporto: parte mediana del fiume la deposizione:la foce e poi in mare delta Nilo Mississipi Po. se le correnti marine trasportano via il materiale: estuari

19 Nella carta accanto la costruzione schematica del delta del Po: linea rosa intorno al 100 a.C. linea nera intorno al 500 d C linea rossa intorno al 1200 linea grigia nel 1600; linea verde nel 1750

20 effetto dell’erosione: dipende dalle tipologie di rocce su cui scorre il fiume: alternanza di rocce tenere e resistenti: locali variazioni del livello di base (rapide, o cascate) Niagara

21 nelle pianure i corsi d'acqua si muovono in ampie anse, meandri cambiano spesso posizione, sia lateralmente, che verso valle

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23 Le piane alluvionali prodotte dall'accumulo dei sedimenti trasportati dai fiumi (alluvium) alluvioni: le pianure ricevono nuovi sedimenti, il letto del fiume si alza

24 Acque sotterranee Se incontra rocce permeabili L’acqua delle precipitazioni sulla superficie terrestre penetra nel terreno Quando incontra uno strato impermeabile si ferma e si formano le spinta dalla forza di gravità

25 Quando l'acqua trova rocce impermeabili si ferma e Una falda freatica che si trova fra due strati di roccia impermeabili prende il nome di si forma la

26 Cosa succede quando una falda affiora? Quando una falda affiora si formano Sorgenti In montagna Fontanili In pianura Le acque delle sorgenti ricche di sali prendono il nome di acque minerali. Le acque delle sorgenti che hanno temperatura più alta di quella atmosferica prendono il nome di acque termali

27 I laghi Le acque che si raccolgono in depressioni del suolo non comunicanti direttamente col mare formano i laghi

28 Come si classificano i laghi? laghi relitti laghi tettonici laghi craterici laghi carsici laghi glaciali laghi di sbarramento

29 conseguenze: arrotondamento degli spigoli negli elementi detritici (clasti), forma sempre più sferica o a contorni arrotondati man mano che ci si allontana dal luogo di origine, dimensioni (sempre minori), Quando l'alterazione avviene sul posto, senza cioè trasporto dei materiali, si ha la formazione di un suolo.

30 III FASE sedimentazione. Caratteristica della sedimentazione è la disposizione dei materiali in strati successivi, ciascuno riconducibile ad un singolo episodio sedimentario 3 tipi di sedimentazione La sedimentazione meccanica riguarda il materiale detritico perdita della capacità di trasporto del mezzo (acqua, vento, ghiaccio) es foci La sedimentazione chimica il materiale trasportato in soluzione variazioni intervenute nel mezzo (aumento di temperatura, assenza di moto, ecc.).

31 sedimentazione biochimica interessa il materiale trasportato in soluzione (ad esempio il carbonato di calcio) le sostanze vengono fissate da organismi acquatici (molluschi, brachiopodi, coralli, foraminiferi) per la formazione del proprio guscio. I gusci, dopo la morte degli animali, si depositano e si accumulano nei bacini sedimentari.

32 IV FASE DEL PROCESSO SEDIMENTARIO diagenesi, insieme di processi chimici e fisici che portano alla formazione della vera e propria roccia (litificazione) mutamenti di composizione e di tessitura. temperatura inferiore ai 200°C (a temperature superiori si parla di metamorfismo) La durata complessiva dei processi diagenetici è pari ad alcune decine di milioni di anni.

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34 DIAGENESI. compattazione è dovuta al peso dei sedimenti sovrastanti, ricristallizzazione coinvolge alcuni minerali instabili presenti nel sedimento. dissoluzione e la sostituzione interessano alcuni minerali che possono disciogliersi o essere rimpiazzati da altri minerali (dolomitizzazione). La precipitazione di nuovi minerali nello spazio fra i grani del sedimento provoca la cementazione del sedimento stesso.

35 classificazione sulla base di: meccanismo di formazione (clastiche o chimiche) composizione (calcaree o silicee)

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37 a seconda delle dimensioni dei sedimenti:

38 conglomerati dimensioni dei singoli elementi detritici (clasti) hanno un minimo di 2 mm ghiaie INCOERENTI puddinga e breccia (se i clasti non hanno subìto trasporto ed hanno mantenuto gli spigoli vivi) COERENTI.

39 arenarie (15% delle rocce sedimentarie) dimensioni dei clasti sono comprese fra 2 e 0,062 mm. sabbie INCOERENTI arenarie COERENTI. La cementazione può essere mediante la calcite oppure da argilla o quarzo

40 argille dimensioni dei clasti sono al di sotto di 0,062 mm.(invisibili nelle rocce coerenti) limo (particelle più grandi) argilla (particelle più piccole INCOERENTI siltiti (particelle più grandi) argilliti e marne (particelle più piccole COERENTI Il processo diagenetico principale è la compattazione: per via meccanica e chimica senza cementazione

41 caolinizzazione dei feldspati "weathering dei silicati" Le argille sono costituite quasi esclusivamente da fillosilicati (caolino) prodotti dall‘idrolisi dei feldspati nell’atmosfera e nell’acqua: H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 H 2 CO 3 = H + + HCO 3 - feldspati di K (ma anche di Na o di Ca ) + acido carbonico ad alta temperatura dà caolino + silice 2KAlSi 3 O 8 + 2H + + H 2 O = Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2K + + 4SiO 2 nelle marne è contenuto anche carbonato di Ca (maggiore durezza) Sono trasportati in sospensione nelle acque age01.cfm?chapter_no=12

42 others chemical weathering Oxidation. Oxygen dissolved in water combines with atoms of metallic elements the soil assumes a brownish red to red color. hematite (Fe 2 O 3 ) is formed: 4Fe O 2 -> 2Fe 2 O 3 Hydration involves the absorption of water conversion of hematite to limonite: 2Fe 2 O 3 + 3H 2 0 -> 2Fe 2 O 3. 3H 2 0 hydration can be considered a physical weathering process.

43 I tufi o rocce piroclastiche origine legata alle eruzioni vulcaniche esplosive. depositi di aspetto stratificato in modo regolare dei materiali lavici quando prevalgono i lapilli si parla di tufi

44 1.derivano dalla precipitazione chimica o mediata da organismi di sostanze presenti in soluzione nell'acqua (sedimenti da alterazione chimica) 2.cementazione attraverso la precipitazione dei cristalli nelle cavità del sedimento ROCCE EVAPORITICHEROCCE ORGANOGENE CARBONATICHE SILICEE

45 evaporiti Le si formano con la precipitazione di sali (concentrazione e temperatura): carbonato di calcio CALCITE INORGANICA solfato di calcio biidrato GESSO, anidro ANIDRITE cloruro di sodio SALGEMMA

46 dove si formano bacini lagunari con climi caldi e aridi.  marini: chiusura dello stretto di Gibilterra 6 milioni di anni fa (GESSO in mar Mediterraneo e Appenini), laghi salati (Salt lake, Mar Morto)  acque dolci: acque calcaree idrotermali (TRAVERTINO lapis tiburtinus) grotte (STALATTITI E STALAGMITI, ALABASTRO) diagenesi per compressione Le rocce residuali derivano dall’accumulo di sedimenti nel luogo stesso della degradazione

47 Rocce organogene carbonatiche CALCITE (carbonato di calcio), DOLOMITE (carbonato doppio di Ca e Mg) fissazione da parte di organismi invertebrati che li utilizzano per formare il proprio guscio. accumulo e diagenesi dei sedimenti dei gusci oppure costruzione diretta da parte dei microrganismi (stromatoliti e coralli)

48 organismi fissatori CALCITE: alghe azzurre (monere) STROMATOLITI foraminiferi (protozoi con guscio), animali: crostacei, molluschi CALCARI AMMONITICI (ammoniti: molluschi estinti) organismi fissatori DOLOMITE: coralli (cnidari, meduse con endoscheletro) fissano carbonato di Ca ma l’acqua di mare sostituisce parte del Ca con Mg

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50 silicee organismi fissatori della silice contenuta nell’acqua 1.protozoi: diatomee e radiolari (alghe unicellulari con parete cellulare impregnata di silice) 2.animali (spugne) FARINA FOSSILE sul fondo di bacini lacustri diagenesi limitata per tempo e temperatura SELCE, OPALE (amorfa) più prolungata e a temperature più elevate CALCEDONIO e poi QUARZO

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52 ambiente di formazione tipi di rocceesempi detritiche di tipo alluvionale -breccia -conglomerato -arenaria -travertino detritiche, chimiche e organogene di tipo lacustre -marna -argillite -travertino detritiche, chimiche e organogene di tipo marino -calcare -dolomia -selce prevalentemente chimiche e organogene di tipo lacustre (bacini salati) -gesso -anidrite -calcare -torba chimiche residuali di tipo carsico -travertino detritiche di tipo morenico (dep. glaciali e fluvioglaciali) -puddiga -torba

53 CARSISMO(un altro weathering) deriva da Carso (al confine tra Italia e Slovenia) particolare paesaggio dove affiorano rocce di composizione calcarea o gessosa, le anidriti, le dolomie le marne scarsa vegetazione, depressioni e cavità sotterranee (grotte).

54 carsismo: da cosa è provocato sulle rocce a solubilità maggiore cioè 15% delle terre emerse azione delle acque di origine meteorica (la pioggia), mare in prossimità della linea di costa, risalita di acque profonde. stato di fratturazione della roccia in questione la solubilità del carbonato di Ca in acqua pura e a temperatura ambiente è molto bassa, aumenta notevolmente in presenza di acidi l’acido carbonico di origine atmosferica o biologica CO 2 + H 2 O = HCO H+

55 formazione dei bicarbonati corrosione: CALCITE CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca HCO 3 - DOLOMITE CaMg(CO 3 ) 2 + 2CO 2 + 2H 2 O = Ca 2+ + Mg HCO 3 - la solubilità delle rocce carbonatiche è tanto maggiore quanta più CO 2 è presente nelle acque circolanti. L'acqua piovana ha in genere tenori di CO 2 piuttosto bassi nei suoli invece, a causa delle attività biologiche, si riscontrano tenori di CO 2 piuttosto elevati

56 la solubilità dei gas in acqua diminuisce con l’aumento della temperatura

57 effetti sull'aspetto superficiale del terreno si ha una infiltrazione di acqua nel terreno presenza di forme che raccolgono l'acqua che possono essere di dimensioni molto variabili (karren o campi carreggiati) di dimensioni maggiori come gli inghiottitoi o le doline i polje che sono dei bacini chiusi di dimensioni chilometriche

58 caverna concrezioni carbonatiche quando le condizioni di concentrazione e temperatura spostano l’equilibrio a destra (stalattiti e stalagmiti) Ca HCO 3 - = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O

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60 rocce metamorfiche Sono rocce che hanno subìto modificazioni nella composizione mineralogica o nella struttura e nella tessitura in seguito a mutamenti di temperatura e pressione (metamorfismo). METAMORFISMO 1.avviene sempre in profondità nella crosta terrestre; 2.le rocce possono venire in superficie in seguito a fenomeni orogenetici e geomorfologici. 3.Tutte le rocce (magmatiche, sedimentarie, metamorfiche) possono essere soggette al metamorfismo.

61 processi metamorfici temperatura di poco superiore ai 300°C, inizio metamorfismo aumento della temperatura e coinvolgimento di tutti i minerali originari ed anche di neoformazione. "relitti“: alcuni minerali originari di grande stabilità.

62 tipi di metamorfismo 1 A) Metamorfismo regionale: interessa una grande estensione di rocce (decine, fino a centinaia di chilometri) FILLADE GNEISS ‘propriamente detto’ 1.interessa aree sottoposte a movimenti orogenetici 2.aumento generalizzato di temperatura e di pressione. metamorfismo da carico 1.aumento di pressione provocato dal peso delle rocce soprastanti (spessore fino ad alcuni chilometri) 2.provocato dall’apposizione di sedimenti

63 tipi di metamorfismo 2 B) Metamorfismo locale: aree di crosta più modeste m. da contatto MARMO 1.aumento di temperatura per la vicinanza di intrusioni magmatiche. 2.gli effetti diminuiscono man mano che ci si allontana dall'intrusione. Metamorfismo dinamico: 1.aumento di pressione in prossimità di zone di frattura o di faglia

64 FATTORI DEL METAMORFISMO Gradiente geotermico: 1.aumento di temperatura con la profondità (circa 3°C ogni 100m); Pressione di carico: 1.prodotta dalle rocce e dai sedimenti 2.dipende dalla profondità e dalla densità delle rocce soprastanti. Pressione orientata: 1.è causata dalle spinte e dalle deformazioni orogenenetiche; 2.non è uniforme 3.strutture e tessiture diverse da quelle dovute a aumento di temperatura. 4.metamorfismo regionale ma non di contatto.

65 LIMITI DEL METAMORFISMO l metamorfismo è compreso fra una temperatura di circa 300°C ed una temperatura di 800°C quando questa temperatura viene superata si produce la fusione differenziale o anatessi con formazione di nuovi magmi

66 FACIES METAMORFICHE facies: l'insieme dei caratteri che una roccia presenta testimoniano l'ambiente di formazione.( condizioni di T e P = grado di metamorfismo) 1.facies metamorfica rocce che hanno subìto un metamorfismo negli stessi intervalli di temperatura e di pressione.

67 STRUTTURA E TESSITURA ricristallizzazione dei minerali 1.cristallizzazione contemporanea, forma irregolare (allotriomorfi) tessitura scistosa 1. scistosità :divisibilità in lastre sottili secondo piani paralleli. 2.dovuta a pressione orientata, 3.disposizione allungata dei minerali (fibrosa, lamellare:miche). Altre tessiture massiccia (granuli senza orientazione metam. basso), zonata (bande parallele differenti per struttura e colore), occhiadina (grossi noduli chiari circondati da sottili bande scure, dovute a P elevate).

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69 calcari, dolomie marmi calcitici o dolomitici argilla fillade micascisti gneiss grana fine granulosa no scistosità sfaldabile strati visibili grossi cristalli

70 Marmi (5) colore variabile da bianco a grigio venato, a rosa a giallo; grana molto diversificata (maggiore nei marmi alpini, minore in quelli appenninici), scistosità ridotta. COMPOSIZIONE: calcite o dolomite; possono essere presenti quarzo e muscovite in corrispondenza di venature.

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