I materiali della Terra solida Alfonso Bosellini I materiali della Terra solida

Capitolo 5 Processo sedimentario e rocce sedimentarie Lezione 11 La formazione dei sedimenti

5.1 La degradazione meteorica Si definisce degradazione meteorica l’insieme delle interazioni tra l’atmosfera, l’idrosfera e la parte più superficiale della litosfera che producono il disfacimento e la frantumazione delle rocce. La degradazione produce frammenti dalle dimensioni più svariate, da giganteschi macigni a particelle non visibili a occhio nudo.

La degradazione può essere: 5.1 La degradazione meteorica La degradazione può essere: degradazione fisica o meccanica (prevalente nelle aree a clima freddo e arido), che provoca la disgregazione delle rocce; degradazione chimica, (prevalente nelle zone a clima caldo e umido), che provoca l’alterazione o la dissoluzione delle rocce. Il rilevo terrestre è continuamente e lentamente modificato dall’intreccio di eventi tettonici e processi di degradazione meteorica, erosione e sedimentazione. I depositi sedimentari sono il frutto dell’azione “costruttiva” dei processi che si svolgono sulla superficie terrestre. I processi fisici e chimici agiscono insieme, agevolandosi l’un l’altro.

Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. 5.1 La degradazione meteorica Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. Frammenti sciolti di rocce preesistenti (fango, sabbia, ghiaia)

Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. 5.1 La degradazione meteorica Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. Piroclasti eiettati dall’attività esplosiva dei vulcani (tufi, cineriti, ignimbriti)

Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. 5.1 La degradazione meteorica Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. Cristalli di minerali precipitati direttamente in acqua (aragonite, gesso, salgemma)

Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. 5.1 La degradazione meteorica Risultato della degradazione è la formazione di sedimenti. Resti minerali di organismi (conchiglie, spicole, gusci, scheletri)

Si formano così nuovi minerali, detti minerali di alterazione. 5.2 Alterazione chimica delle rocce I processi di alterazione chimica o disfacimento provocano, per azione di agenti esterni, il cambiamento della composizione mineralogica o chimica delle rocce. Si formano così nuovi minerali, detti minerali di alterazione. I principali agenti dell’alterazione chimica sono: l’ossigeno (O2); l’acqua (H2O); il diossido di carbonio (CO2).

5.2 Alterazione chimica delle rocce L’ossigeno tende a reagire con i cationi metallici presenti nella roccia (Al3+, Mg2+, Fe2+, Fe3+) formando ossidi e idrossidi.

5.2 Alterazione chimica delle rocce L’acqua può: sciogliere e trasportare lontano i minerali presenti nelle rocce (i minerali più solubili sono il salgemma, NaCl, e il gesso CaSO4·2H2O); trasformare sali anidri in sali idrati (idratazione) (per esempio l’idratazione dell’anidrite, CaSO4, in gesso, CaSO4·2H2O); contenere sostanze disciolte (come CO2) che reagiscono con i minerali della rocce (il carbonato di calcio CaCO3, reagisce con il diossido di carbonio, CO2, e si trasforma in idrogenocarbonato di calcio Ca(HCO3)2). La trasformazione, detta idratazione, provoca un aumento di volume di interi strati o ammassi di roccia, che indeboliscono meccanicamente le rocce circostanti. In generale l’importanza dell’acqua come agente di alterazione delle rocce è testimoniata dal fatto che nei climi umidi il disfacimento delle rocce è più veloce che nei climi aridi.

L’acqua può decomporre i silicati. 5.2 Alterazione chimica delle rocce L’acqua può decomporre i silicati.

5.2 Alterazione chimica delle rocce Il diossido di carbonio può decomporre i minerali argillosi formando silice e idrossidi di ferro e alluminio.

5.2 Alterazione chimica delle rocce Mentre la silice viene dilavata, gli ossidi e gli idrossidi di ferro e alluminio, meno solubili, rimangono in posto formando lateriti e bauxiti. La laterite è un deposito di ossidi e idrossidi di ferro e alluminio; il colore rosso è dovuto all’ossido ferrico (Fe2O3) e all’idrossido ferrico (Fe(OH)3). La bauxite deriva dall’alterazione della laterite per ulteriore soluzione del ferro; è un sedimento biancastro formato da ossidi di alluminio idrati (Al2O3·nH2O). Foto a sinistra: suolo lateritico (Polinesia francese). Foto a destra: bauxite (Repubblica Dominicana).

5.3 Disgregazione fisica delle rocce Il più importante degli agenti della disgregazione fisica delle rocce è il calore. I processi di disgregazione fisica causati dalle variazioni di temperatura sono detti fenomeni termoclastici. Le forti escursioni termiche provocano frequenti e consistenti variazioni di volume dei minerali e conseguente disgregazione delle rocce.

5.3 Disgregazione fisica delle rocce La disgregazione termoclastica procede dall’esterno determinando il distacco di lamine o foglietti di roccia di spessore variabile dal millimetro ad alcuni centimetri, per un fenomeno detto esfoliazione.

5.3 Disgregazione fisica delle rocce Nelle regioni a clima freddo e di alta montagna l’acqua presente nei pori e nelle fessure delle rocce, gelando, aumenta di volume e può fratturarle per un fenomeno detto crioclastismo o gelivazione.

5.3 Disgregazione fisica delle rocce Negli ambienti desertici, il vento trasporta granuli di pulviscolo e di sabbia, che provocano sulle rocce un effetto abrasivo, detto corrasione, in grado di scolpirle in forme bizzarre e curiose.

5.4 Azione degli organismi sulle rocce I viventi producono secrezioni legate alle normali funzioni vitali, che attaccano chimicamente i minerali. Dopo la loro morte, in seguito ai processi di decomposizione, si liberano sostanze, come acidi umici, diossido di carbonio e ammoniaca, che reagiscono con i minerali delle rocce e ne provocano l’alterazione chimica.

5.4 Azione degli organismi sulle rocce Le piante, tramite le radici, operano sia un’azione di disgregazione meccanica sia un’azione chimica.

5.4 Azione degli organismi sulle rocce Alcuni molluschi marini (detti litodomi) vivono nelle rocce, in fori scavati con sostanze acide per crearsi un rifugio.

5.4 Azione degli organismi sulle rocce Licheni, muschi e batteri penetrano, con le loro propaggini tra i granuli di minerale che compongono le rocce.