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GEOMORFOLOGIA Prof. Elisa Prearo LST 2007/2008. Il modellamento della superficie terrestre Le forme del paesaggio sono il risultato della trasformazione.

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1 GEOMORFOLOGIA Prof. Elisa Prearo LST 2007/2008

2 Il modellamento della superficie terrestre Le forme del paesaggio sono il risultato della trasformazione ad opera degli AGENTI ESOGENI che agiscono sugli ELEMENTI STRUTTURALI prevalentemente di natura endogena quali catene montuose, faglie, pieghe, dorsali etc… Laspetto del paesaggio muta nel tempo, ad opera delle interazioni tra idrosfera, atmosfera, biosfera e le rocce della litosfera La geomorfologia si occupa delle forme del paesaggio studiando i PROCESSI MORFOGENETICI.

3 I meccanismi attraverso i quali si attua la modificazione del substrato roccioso sono: degradazione, erosione, trasporto, sedimentazione e deposito. Operati da: ACQUE CONTINENTALI EROSIONE E TRASPORTO EOLICO MORFOLOGIA DELLE COSTE AMBIENTI GLACIALI N.B. Gli stessi processi esogeni, agendo su substrati rocciosi diversi, danno forme del paesaggio diverse anche nelle medesime condizioni di clima e nella stessa regione geografica

4 Le forze esogene Degradazione meteorica cioè le rocce vengono frantumate fisicamente o chimicamente. Formazione dei detriti. Erosione cioè i detriti vengono rimossi ad opera di acqua, vento, ghiacci e gravità, i quali in seguito agiscono come agenti di trasporto. I sedimenti detritici vengono poi trasportati, e il principale agente è la gravità. Dai rilievi alle depressioni. La sedimentazione e il deposito poi dipendono dallagente di trasporto e dalle caratteristiche chimico- fisiche dellambiente. Sono le fasi conclusive, anche se fenomeni come la subsidenza e i movimenti tettonici riattivano il ciclo.

5 Degradazione meteorica Alterazione chimica e frantumazione delle rocce affioranti ad opera di acqua, atmosfera e vento (agenti esogeni). Lenta e selettiva: rocce diverse reagiscono in modo diverso le stesse rocce possono subire destino diverso in climi diversi. Alterazione chimica Degradazione fisica

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8 Alterazione chimica Influenzata da fattori quali umidità, precipitazioni e copertura vegetale. Più intensa in regioni a clima caldo-temperato umido, meno intensa in climi desertici o polari. Viene detta disfacimento e si ha la creazione di nuove specie mineralogiche, cioè il materiale di partenza è diverso da quello di arrivo. Le nuove specie sono più stabili nelle nuove condizioni, diverse da quelle di formazione. Il minerale più stabile è il quarzo, quello meno stabile è lolivina. Agiscono soprattutto lacqua e lossigeno. Idratazione Idrolisi Dissoluzione Ossidazione

9 Idratazione Processo che porta alladdizione di molecole dacqua ad un minerale e, in definitiva, alla formazione di una nuova entità mineralogica. Lacqua dipolo si dispone attorno agli ioni determinando lidratazione di minerali anidri. Ne consegue un aumento di volume e diminuzione di compattezza. Questo tipo di alterazione interessa soprattutto alcuni ossidi, carbonati, solfati e silicati.

10 CaSO 4 + 2H 2 O CaSO 4 · 2H 2 O AnidriteGesso Aumento di volume del 63% Fe 2 O 3 > Fe 2 O 3 ·H 2 O > Fe 2 O 3 ·3H 2 O Ematite Goethite Limonite ROSSO GIALLO Cambiamento di colore al variare dello stato di idratazione

11 Idrolisi Processo di scissione operato dallacqua Fornisce ioni H + e OH che partecipano alle reazioni Caolinizzazione dei feldspati con formazione di minerali argillosi 2 KAlSi 3 O 8 + 2H + + 2HCO 3 + H 2 O k-feldspato Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2K + + 2HCO 3 + 4SiO 2 caolinite - minerale argilloso

12 Lo ione H+ attacca e sostituisce K+ nella struttura del feldspato K+ diventa disponibile come nutriente delle piante OH- viene aggiunto alla struttura del cristallo Le argille, come la caolinite, sono il prodotto finale dellalterazione, e sono stabili sulla superficie terrestre

13 Weathering di roccia basaltica

14 Caolinizzazione dei feldspati

15 Dissoluzione Ioni o gruppi ionici posso essere rimossi e allontanati dallacqua Da milioni a miliardi di anni questo processo è responsabile della salinità delloceano. Molti minerali non sono solubili in acqua neutra, ma lo sono in soluzioni acide o alcaline. Lacqua della pioggia è spesso naturalmente acida per la CO 2 disciolta CaCO 3 è solubile in soluzioni acide: CaCO 3 + H 2 O 3 2Ca (HCO 3 )

16 Dissoluzione dei carbonati Sia la dissoluzione che lidrolisi portano alla liberazione di ioni positivi metallici

17 Ossidazione Aggiunta di ossigeno, spesso con un cambio dello stato di ossidazione lossidazione è molto più veloce in presenza di acqua Leffetto è notevole su minerali femici 4FeSiO 3 + nH 2 O + O 2 2Fe 2 O 3 +nH 2 O + 4SiO 2 Pirosseno ferrosolimonite silice

18 La degradazione fisica Comporta la frantumazione fisica delle rocce. La dimensione dei frammenti può andare dai massi al silt. Crioclastismo o gelivazione Idroclastismo Termoclastismo Aloclastismo Bioclastismo Esfoliazione

19 Crioclastismo Causato dallazione gelo-disgelo. Se la roccia è impregnata dacqua che congelando aumenta di volume, provoca una pressione notevole nelle cavità in cui si infiltra. Se il gelo- disgelo si ripete di frequente (montagna) porta alla formazione e al distacco di scaglie o frammenti a spigoli vivi. Una roccia è tanto meno resistente quanto più è fratturata o porosa.

20 L'azione di frantumazione delle rocce può anche essere dovuta alle ripetute dilatazioni e contrazione che una roccia subisce durante il riscaldamento e il raffreddamento; si ha così il fenomeno del termoclastismo, tipico delle zone desertiche, dove più marcate sono le escursioni termiche giornaliere. Termoclastismo

21 Le rocce argillose, che assorbono acqua e sono soggette ad alternanza di imbibizioni e di essiccamento, sono quelle che risentono del fenomeno dell'idroclastismo, che genera una serie di fratture poligonali quando le argille si essiccano e perdono il loro contenuto d'acqua. Idroclastismo

22 Aloclastismo Anche le acque salate che penetrano nelle fessure delle rocce esercitano un'azione di fratturazione; infatti l'evaporazione dell'acqua provoca il deposito e la cristallizzazione dei sali che esercitano una pressione in grado di ampliare la porosità e la fessurazione della roccia. Questo fenomeno è particolarmente presente nelle zone costiere (vaschette di erosione).

23 Esfoliazione Provocata da variazioni di pressione, con il distacco di lamine di roccia secondo superfici parallele. Esfoliazione cipollare

24 Bioclastismo Anche gli esseri viventi (radici delle piante, cavità o gallerie scavate da animali scavatori) con la loro azione possono concorrere alla frantumazione della compagine rocciosa.

25 Se i detriti prodotti non vengono rimossi si ha la formazione di una massa incoerente chiamata regolite. Sulla parte superiore si possono insediare vegetali con apparati radicali, si può arricchire di sostanze organiche evolvendo in suolo. La pedogenesi si occupa dei processi di formazione e trasformazione del suolo. Un suolo maturo si divide in strati con caratteristiche chimico-fisiche ben definite detti orizzonti. Il suolo

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27 I principali orizzonti Nei suoli più evoluti è possibile distinguere la presenza di: 1.Orizzonte O Costituito pressoché totalmente da sostanza organica (humus); 2.Orizzonte A Eluviale in cui predomina il movimento discendente dell'acqua; 3.Orizzonte B Illuviale in cui l'acqua deposita i soluti da essa trasportati; 4.Orizzonte C Costituito dai frammenti grossolani della roccia madre, rappresenta il substrato pedogenetico del terreno; 5.Orizzonte R Roccia madre.

28 Formazione di un suolo: pedogenesi La pedogenesi è influenzata da: Natura della roccia madre e la sua composizione mineralogica Le forme del rilievo che influenzano la velocità di formazione di un suolo Regime delle precipitazioni e condizioni termiche La presenza e il numero di viventi Il tempo, dal quale dipendono la potenza e la maturità di un suolo.

29 Le frane Lazione degli agenti esogeni è più accentuata nelle parti più rilevate della superficie terrestre. I versanti sono costantemente modellati ad opera della gravità. Le forme di accumulo più comuni sono le falde di detrito e i conoidi alluvionali.

30 Sono dei movimenti di massa di materiali incoerenti causati dalla gravità. Il movimento franoso si verifica quando si rompe lequilibrio tra il peso, lattrito e le forze di coesione delle masse detritiche e rocciose. Per ogni materiale esiste un ANGOLO DI RIPOSO di solito compreso tra 10° e 40°che rappresenta la pendenza massima oltre la quale i materiali incoerenti o rocciosi non sono più stabili. La potenziale franosità di un versante dipende dal tipo di roccia, dalla sua giacitura, dal grado di fratturazione, dalla pendenza, dai fenomeni di degradazione e dalla piovosità. Largilla spesso si comporta come lubrificante in presenza di acqua favorendo lo scivolamento dei materiali detritici. Lacqua in quantità eccessiva dopo periodi di piogge intense trascina con sé i detriti appesantendo i versanti. Le attività umane quali il disboscamento, le scosse sismiche, lescavazione delle acque correnti sono altri fattori che favoriscono i movimenti di massa.

31 Le frane di crollo hanno origine da pareti verticali o fortemente inclinate e sono collegate alla presenza di fratture nella roccia compatta e all'erosione della base del pendio. Nelle frane di crollo si ha la caduta libera dei frammenti che si staccano dalla roccia madre Le frane di scivolamento si verificano quando interi strati rocciosi cadono scivolando lungo un pendio costituito da rocce compatte. Lo scivolamento è spesso favorito dall'esistenza, al di sopra del piano di scivolamento, di strati di argilla imbevuti d'acqua.

32 Nelle frane di scoscendimento, con movimenti rotazionali il materiale roccioso scivola verso il basso lungo un pendio concavo verso l'alto, cosicché la parte superiore della frana resta inclinata all'indietro. Gli smottamenti intervengono quando si ha la caduta abbastanza rapida di una massa di materiale incoerente imbevuto di acqua. Il fenomeno si verifica sui pendii argillosi dei rilievi in seguito a piogge abbondanti che saturano d'acqua il terreno.

33 Le frane di colamento sono originate da piogge intense e si presentano come movimenti rapidi lungo canaloni di materiali costituiti da un miscuglio di fango, roccia e acqua. Il soliflusso si ha su versanti costituiti da sedimenti argillosi in presenza di pendenze anche modeste, fino a 5°. Il movimento si origina in seguito allassorbimento di acqua, è lento, con velocità da qualche mm a qualche m ogni anno. Sul terreno troviamo come indicatori pali inclinati e alberi con la caratteristica uncinatura originata dal tentativo del fusto di conservare la verticalità allavanzare del movimento, oppure cicatrici ed irregolarità che possono anche non essere evidenti se la copertura erbosa è continua.

34 Le acque continentali 3% dellacqua totale presente sulla Terra (laghi, ghiacciai, sorgenti e acque sotterranee). Tutte le acque continentali provengono dalle precipitazioni Ogni forma di vita terrestre dipende dalla disponibilità di acque continentali E il principale agente del modellamento La sua presenza è collegata al ciclo idrologico

35 Acque sotterranee 0.6% dellacqua totale del globo Proviene quasi esclusivamente dalle acque meteoriche Le acque iuvenili provengono da masse magmatiche in raffreddamento Le acque rigenerate sono di origine metamorfica. La capacità di infiltrazione dipende dalla permeabilità del substrato, dal clima, dalla presenza di vegetazione e dalla topografia.

36 Permeabilità del substrato Il fattore più significativo. In base ad esso si possono distinguere Rocce permeabili: sono in genere porose e di provenienza ignea, oppure sedimentarie e prevalentemente calcaree; presentano numerose fratture e porosità che permettono alle molecole dacqua di circolare Rocce impermeabili: sono in genere argille o marne dove le porosità sono così piccole che non permettono la circolazione delle molecole dacqua. Anche rocce molto compatte come i graniti. La quantità di acque sotterranee varia da luogo a luogo e nello stesso luogo in periodi diversi.

37 Le falde acquifere Parte delle acque meteoriche si infiltra nel suolo finchè non incontra uno strato impermeabile che la costringe a muoversi orizzontalmente. Si forma una falda acquifera dove lacqua permea e satura ogni spazio disponibile. Non è un fiume sotterraneo ma un terreno completamente imbevuto di acqua. Distinguiamo due diversi tipi di falde – Falde freatiche – Falde imprigionate

38 Falde freatiche Sono limitate inferiormente da uno strato di rocce impermeabili. Il limite superiore è detto superficie freatica al di sopra del quale è presente uno strato contenente anche aria (zona vadosa). Questa ha un andamento irregolare che riflette quello del rilievo

39 Falde imprigionate (o in pressione) Falde delimitate sia inferiormente che superiormente da strati impermeabili; la falda ha una pressione maggiore allaumentare del dislivello tra larea di ricarica e lo strato acquifero. La superficie alla quale arriverebbe lacqua se non ci fosse lo strato impermeabile è detta superficie piezometrica; se la superficie piezometrica è superiore alla quota del suolo la falda è chiamata falda artesiana.

40 Cosa succede quando una falda affiora? In montagnaIn pianura SorgentiFontanili

41 La fuoruscita spontanea di acque dolci del sottosuolo può verificarsi lungo allineamenti noti come linea delle risorgive, a causa della presenza di strati impermeabili. Netta prima metà del XX secolo le sorgenti di pianura, chiamate anche fontanili, hanno rappresentato una risorsa fondamentale per l'agricoltura e l'alimentazione. L'abbassamento delle falde acquifere e l'antropizzazione crescente della superficie della pianura provocano la scomparsa di queste sorgenti; gli oltre 800 Fontanili censiti negli anni 20 nella pianura milanese si sono ridotti a fine secolo a meno di 200. Acque di risorgiva

42 Nell'alta pianura (1), le acque piovane e fluviali trovando un suolo molto permeabile formato da materiali grossolani, vengono assorbite per poi tornare in superfice una volta incontrati gli strati impermeabili della bassa pianura (2) formati da limo ed argilla.

43 Erosione per ruscellamento Le acque continentali superficiali sono caratterizzate dal movimento, quindi rappresentano il principale mezzo di trasporto e di erosione dei versanti. Le acque piovane si muovono disordinatamente lungo le linee di massima pendenza. Il processo di erosione delle acque di precipitazione è detto ruscellamento e porta allasportazione dei detriti più fini.

44 Forme del ruscellamento Calanchi Piramidi di terra

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46 I corsi dacqua Il Bacino idrografico di un fiume è il territorio in cui confluiscono nello stesso alveo tutte le acque di un territorio. E delimitato dalla linea spartiacque. Le acque che scorrono su un pendio tendono a scegliere la via di massima pendenza, cioè la più breve, per scendere a valle. Col passare del tempo incide un alveo per lenta erosione. Le acque che scorrono per gravità in un alveo sono i corsi dacqua. I corsi dacqua perenni sono i fiumi, quelli intermittenti sono i torrenti.

47 Il bacino di drenaggio, o bacino idrografico, è un'area entro la quale si distribuisce l'acqua delle precipitazioni destinata a confluire in un unico fiume. La parte di acqua che non viene restituita direttamente all'atmosfera per mezzo dell'evaporazione o della traspirazione delle piante trova la sua strada verso il corso d'acqua principale formando ruscelli e canali o infiltrandosi nel sottosuolo dove scorre a livello della falda freatica. Il fiume

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49 Caratteristiche di un corso dacqua Sorgente: il punto in cui ha origine Letto: alveo in cui scorre Foce: luogo in cui termina (mare, un altro fiume o un lago). Lunghezza: dipende dalla morfologia continentale Pendenza: rapporto tra il dislivello percorso e la lunghezza Portata: volume dacqua che attraversa una sezione trasversale nellunità di tempo. Portata solida: volume di sedimenti che il corso dacqua trasporta. Regime: il complesso delle variazioni della portata nel tempo. Torrentizio: corso breve, ripido e intensa azione erosiva. Fluviale: portata regolare, affluenti, poco dislivello tra la magra e la piena

50 Coefficiente di deflusso: rapporto tra la quantità dacqua di precipitazione caduta su un bacino idrografico, in un certo periodo e la portata del fiume nello stesso periodo. Permettedi valutare quale volume dacqua viene sottratto al bacino idrografico in un certo tempo. Alto: non perde acqua, basso perde acqua. Velocità: Varia molto a seconda del tratto in cui viene misurata e dal tipo di alveo. Varia anche in una stessa sezione trasversale. Flusso laminare dove lacqua può muoversi per strati paralleli; flusso turbolento quando lacqua si muove caoticamente generando vortici. Carpa del Mincio

51 Falda idrica che dà luogo ad una sorgente.

52 Erosione e trasporto fluviale I corsi dacqua modellano la superficie con lerosione delle rocce e del suolo e con il trasporto dei sedimenti; la sedimentazione avviene quando il carico giunge nei bacini di sedimentazione, generalmente il mare. Lerosione opera con lasportazione dei materiali, labrasione delle rocce sul fondo e lateralmente, la solubilizzazione. Il trasporto è essenzialmente: in soluzione, in sospensione, per trascinamento, saltazione e rotolamento.

53 Trasporto fluviale

54 La valle fluviale Forme di erosione Erosione verticale Erosione trasversale La conformazione della valle dipende da queste due forme di erosione. Con il trascorrere del tempo scava una valle a V per effetto dellerosione verticale prevalente. Il livello di base è la quota al di sotto della quale il fiume non può più erodere la valle in cui scorre: può essere il livello del mare o, se il fiume è un affluente, il livello del fiume principale.

55 Forre e gole: scavate dal torrente come incisioni strette e profonde quando scorre su rocce compatte.

56 Valmalenco (attraversata dal Mallero) vista dalle Alpi Orobie

57 Unalternanza di litologie tenere e resistenti darà vita a dei punti poco erodibili, a delle locali variazioni del livello di base e quindi a delle variazioni locali di erosione o di deposito dei sedimenti, creando le rapide e le cascate. Erosione regressiva

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59 Forme di deposito Lerosione ed il deposito avvengono anche in contemporanea, nel tratto vallivo. Quando la pendenza diminuisce, diminuisce anche la velocità dellacqua. Si formano così le pianure alluvionali costituite dal deposito dei sedimenti provenienti dalle regioni a monte. Nelle pianure alluvionali si formano spesso i meandri. I terrazzi fluviali sono le principali forme di deposito. Sono accumuli di sedimenti di varie dimensioni (ghiaie, sabbie, argille), che formano superfici pianeggianti ai lati dei corsi dacqua. I conoidi alluvionali sono depositi a forma di ventaglio, formato da un corso d'acqua di forte pendenza allo sbocco della sua valle in pianura.

60 Conoidi Terrazzi

61 Meandri I corsi d'acqua si muovono quindi in ampie anse chiamate meandri che cambiano spesso posizione, sia lateralmente, che verso valle perchè il fiume tende ad erodere nel lato esterno del meandro e a depositare i sedimenti nel lato interno, a causa delle diverse velocità dell'acqua.

62 L'acqua nella parte interna della curva rallenta e deposita parte del suo carico, mentre nella parte esterna ha una velocità maggiore e quindi erode la sponda. L'ansa del fiume può diventare sempre più pronunciata e chiudersi su se stessa. fino ad abbandonare il meandro dando luogo ad un nuovo tratto rettilineo.

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64 Le foci dei fiumi Se lo sbocco avviene in un mare o un lago con scarsa escursione di marea, si formerà una foce a delta. Si forma solo se sfocia in un mare tranquillo,dove le onde e le correnti non hanno energia sufficiente per disperdere i sedimenti. Nei delta più estesi il fiume principale si divide in diramazioni in continua modificazione. In un altro corso dacqua, in un lago, al mare.

65 Po Nilo Gange - Brahmaputra

66 Se il fiume sfocia in mare aperto, la notevole escursione di marea ha forza sufficiente per asportare al largo i depositi fluviali quindi non si forma il delta. Le correnti di marea provocano moti turbolenti che non permettono una deposizione continua formando una foce a imbuto (estuario) povero di sedimenti. Adige


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