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Il modellamento della superficie terrestre Il Gruppo di Sella, nelle Dolomiti. Il fenomeno del gelo e disgelo nel tempo produce una notevole quantità di.

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Presentazione sul tema: "Il modellamento della superficie terrestre Il Gruppo di Sella, nelle Dolomiti. Il fenomeno del gelo e disgelo nel tempo produce una notevole quantità di."— Transcript della presentazione:

1 Il modellamento della superficie terrestre Il Gruppo di Sella, nelle Dolomiti. Il fenomeno del gelo e disgelo nel tempo produce una notevole quantità di detriti.

2 Forme primarie del rilievo sono il prodotto delle forze endogene Forme derivate del rilievo o forme di erosione sono il prodotto delle forze esogene

3 Il ciclo delle rocce

4 Agenti del modellamento terrestre Acque correnti Onde Ghiacciai Vento Essi lavorano per trasformare il rilievo in un bassopiano

5 Alterazione: la disgregazione o rottura di materiale roccioso Perchè le rocce esposte sulla superficie terrestre vengono attaccate dagli agenti esogeni? Come vengono ridotte in pezzi più piccoli ed a composizione chimica differente?

6 Conditions of formation of gabbroSurface conditions Temperature High temperature magma > 1000° C Surface temperatures of below freezing to 30°C (average °C) Pressure High (several Kbar)Normal atmospheric pressure Depth Several Km down in crust No depth Volatiles present (e.g. O 2, H 2 O) Generally water and O 2 free O 2 -rich atmosphere with abundant, CO 2 -rich water

7 Le condizioni chimico-fisiche sulla superficie sono ben diverse da quelle in cui il gabbro si è formato. Questo significa che la roccia tenderà ad essere chimicamente instabile nel momento in cui verrà esposta per asportazione dei sedimenti soprastanti. I cambiamenti che hanno luogo sono di due tipi: 1)Alterazione fisica o meccanica 2)Alterazione chimica E importante tenere presente che i due tipi di alterazione operano insieme, anche se in tempi e luoghi differenti, uno può essere dominante rispetto allaltro.

8 Quali sono i fattori che influenzano lalterazione? Perché alcune rocce si disintegrano più facilmente di altre?

9 Alterazione chimica Definizione: trasformazione di un minerale in un altro Rottura dei legami di un minerale dissoluzione dei carbonati minerali primari --> minerali secondari (prevalentemente argille)

10 Lacqua determina: –Dissoluzione Molti composti ionici ed organici si dissolvono in acqua –Reazioni acide Acqua + CO 2 acido carbonico HCO 3 Acqua + zolfo acido solforico H + determina la rottura di legami allinterno di minerali Alterazione chimica

11 Dissoluzione H 2 O + CO 2 + CaCO 3 --> Ca HCO 3 - acqua + anidride carbonica + calcite Si dissolve in ioni calcio e bicarbonato Lattività biologica nei suoli genera CO 2 Il bicarbonato è lo ione dominante di superfici dilavate.

12 This photo of Lime Sink was taken on 20 July 1932, over a week after the drawdown, which occurred over the night of 9-10 July. Paesaggi carsici si sviluppano in aree con carbonati CaCO 3 +CO 2 +H 2 O ---> Ca HCO 3-

13 Alterazione chimica: carsismo Il tipico esempio è il processo conosciuto come CARSISMO (dissoluzione del carbonato di calcio da parte di acque aggressive Carbonato di calcio (insolubile) Bicarbonato di calcio (solubile) Il carsismo è influenzato da pH e temperatura Il carbonato di calcio (calcite, calcari), cloruro sodico (salgemma), e solfato di calcio (gesso) sono particolarmente vulnerabili. Grotta carsica negli Iblei Monti Lepini: effetto del ruscellamento dellacqua su rocce carbonatiche

14 Grotte carsiche nel territorio di Custonaci (TP)

15 Ossidazione –Lossigeno disciolto in acqua favorisce lossidazione del Fe 2+ rilasciato dallalterazione di minerali ferromagnesiaci. Attività organica –Lattività di piante rende gli ioni H + disponibili Alterazione chimica

16 Ossidazione –Lossigeno disciolto in acqua determina lossidazione di alcuni minerali (con produzione di ossidi ferrosi o ferrici) Alterazione chimica Spearhead Mesa, Monument Valley, Northeastern Arizona (Aerial View) Photograph by Peter L. Kresan Iron oxides, the product of the chemical weathering (oxidation) of iron-rich minerals, color this landscape. Redbeds typically form in terrestrial environments of deposition, where sediments are readily exposed to the Earth's atmospheric oxygen. These monuments and mesas form as the soft shales of the Permian Cutler formation erode, leaving the massive, vertically jointed cliffs of the DeChelly sandstone capping an apron of the shales. Press & Siever, Understanding Earth.

17 6.5 Red Soil, Madera Canyon Alluvial Fan, Santa Rita Mountains, Southeastern Arizona (Aerial View) Photograph by Peter L. Kresan A red-orange soil mantles the stable, top surface of terraces within a partially dissected alluvial fan. This is an unusual degree of redness for a soil in the semiarid Sonoran Desert, where chemical weathering is slow because of little moisture. This iron oxide- and clay-rich soil is thought to be approximately 500,000 years old. Its formation was facilitated by the stability of the alluvial fan surface and enhanced chemical weathering during the wetter glacial intervals. Note the parallel and somewhat darker lines cutting perpendicular to the channels on the left side of the fan. These are two fault scarps. Press & Siever, Understanding Earth.

18 Alterazione biologica Essa può essere chimica o meccanica. Le radici fratturano le rocce le radici producono acidi che dissolvono le rocce. tronchi dalbero animali scavatori

19 Alterazione biologica

20 Idratazione: Ladesione di molecole dacqua alla struttura cristallina di una roccia causa espansione e debolezza Alterazione chimica Forze dattrazione tra i dipoli delle molecole dacqua e le cariche elettriche non neutralizzate presenti sulla superficie dei granuli. Processo molto comune nei fillosilicati (es. minerali argillosi). Un altro esempio comune è la trasformazione di anidrite in gesso CaSO 4 + H 2 O = CaSO 4* 2H 2 O

21 Plummer et al., Physical Geology 9th edition, McGraw Hill Inc, Box f1 In presenza dacqua…

22 Idrolisi: una reazione chimica tra lacqua ed un minerale ne determina lo scioglimento o la formazione di un nuovo minerale (feldspato potassico in minerali argillosi).

23 Dissoluzione: processo che determina lo scioglimento in acqua di una roccia E influenzata da pH e temperatura Quando lacqua è satura di sali, questi possono precipitare dando origine a depositi evaporitici Carbonato di calcio (calcite, calcari), Cloruro di sodio (sale), e solfato di calcio (gesso) sono particolarmente vulnerabili alla dissoluzione. Alterazione chimica

24 Bowens Reaction Series Goldrich Stability Series First to Crystallize Last to Crystallize Slow Weathering Fast Weathering Resistenza allalterazione

25 La degradazione delle rocce

26 Olivina/pirosseno in … ossidi di ferro e idrossidi

27 Feldspati in minerali argillosi

28 Quarzo in quarzo (!)

29 Alterazione meccanica: non cambia la composizione chimica, soltanto disgregazione in pezzi più piccoli

30 Alterazione meccanica Rottura cambi di pressione acqua: cicli di gelo e disgelo cristallizzazione di sale in fratture espansione e contrazione termica

31 Forme di disfacimento delle rocce Disgregazione granulare Esfoliazione Separazione a blocchi Frantumazione

32 Azione dellirraggiamento solare (TERMOCLASTISMO). Azione dellacqua (RUSCELLAMENTO, CRIOCLASTISMO). Azione del vento (DEFLAZIONE) (ABRASIONE) Azione di organismi (es. Radici di piante, muschi e licheni) Azione del gelo Forme e processi di alterazione fisica Cristallizzazione La cristallizzazione di sali da soluzioni saline sature provoca la disgregazione della massa rocciosa. ESEMPIO: CaCO 3 + SO H 2 O --- CaSO 4 * 2H 2 O + CO 2

33 Azione dellirraggiamento solare (termica) Mud cracks in un suolo argilloso

34 Forme di erosione accelerata influenzate dalla litologia I calanchi sono forme di erosione determinate dal ruscellamento dellacqua nei versanti argillosi.

35 Spettacolari erosioni a fungo nel parco geologico di Yehliu a Taiwan, a nord di Taipei Geoitalia, 29, Dicembre 2009 Azione del vento

36 Alterazione meccanica Esfoliazione: La roccia si disgrega in strati paralleli alla superficie in seguito allesposizione ed alla diminuzione di pressione.

37 Weathering Esfoliazione

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39 Stone Mountain, GA Half Dome, Yosemite, CA

40 Exfoliated Domes, Yosemite

41 Stone Mountain, GA Stone Mountain, Georgia, mostra lesfoliazione dovuta a rimozione del carico

42 Separazione a blocchi in rocce a fessurazione colonnare Gole dellAlcantara, Sicilia. In una roccia che presenta numerose fratture, dovute al raffreddamento del magma, la forma più comune di disfacimento diventa la separazione a blocchi.

43 Degradazione sferoidale o desquamazione cipollare Torrente Ossena, Scordia. Degradazione dei basalti.

44 Azione del gelo: la roccia si frattura a causa dellespansione del ghiaccio nelle fratture

45 Nei climi freddi questo tipo di alterazione è comune

46 Weathering Anche nei climi caldi (deserti) lescursione termica determina dilatazioni e contrazioni che causano la rottura della roccia

47 Come si propagano le fratture

48 Rates of weathering Clima –Temperatura ed umidità –Alterazione chimica Più efficace in aree con climi caldi e umidi Meno efficace nelle regioni polari (acqua intrappolata sotto forma di ghiaccio) e nelle regioni aride (poca acqua) –Alterazione meccanica Favorita da cicli di gelo-disgelo. Alterazione

49 Alterazione chimica e meccanica –La fratturazione, disintegrazione causata dallalterazione meccanica espone una maggiore superficie. –Maggiore è la superficie esposta, maggiore sarà lalterazione chimica.

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