Appunti di Geomorfologia

Anita Brazzoli - Geomorfologia 2/02/2021

Fattori morfogenetici che controllano l’evoluzione del paesaggio: il substrato geologico, il quale è importante perché la litologia delle rocce e dei sedimenti influiscono sui processi morfogenetici, li possono rallentare per esempio, la forza di gravità, per esempio nel caso delle frane, e l’energia solare, il clima, la presenza di organismi, cioè un fattore biotico, e il tempo.

I concetti di base in geomorfologia e nello studio dei processi esogeni che avvengono sulla superficie della terra sono “biostasia” e “resistasia”, formulati da Erhart nel 1956.

Biostasia -> stato/fase di stabilità ambientale, cioè le condizioni geomorfologiche favoriscono l’alterazione.

Resistasia -> stato di instabilità, interrompe le fasi di biostasia ed è caratterizzato da condizioni climatiche più fredde; si interrompe l’alterazione e la formazione di suolo mentre si attivano fenomeni di erosione; si instaura a seguito di una variazione climatica, come per esempio la glaciazione.

N.B. Alle spalle c’è sempre un controllo climatico, cioè non è che se abbiamo una fase di biostasia dopo si passerà ad una di resistasia.

Alla base di tutto quindi c’è il clima, le forme del rilievo cambiano in funzione del clima.

• Modellamento glaciale.
• Modellamento equatoriale.
• Modellamento eolico.

Le forme possono cambiare anche in funzione del tempo, per esempio c’è il cambiamento della forma dei continenti.

La geomorfologia ha anche un’applicazione pratica: serve a prevedere il futuro dei processi, perché alcuni processi possono essere catastrofici, rischio geomorfologico, quindi è utile poterli prevedere per poter poi mitigare questi processi.

Geomorfologia strutturale

Geomorfologia strutturale -> è tutta quella parte della geomorfologia che studia l’influenza del fattore geologico, cioè litologia e struttura geologica, sul modellamento delle forme.

La geomorfologia strutturale controlla la formazione del rilievo, a volte esso è direttamente connesso alla topografia, altre volte no. Per esempio se ho una struttura piega la struttura del paesaggio può risentirne oppure no.

Quali sono le forme legate ai processi strutturali? Si chiamano forme strutturali sia quelle legate alla litologia sia quelle legate alla struttura. Rientrano le forme dovute alla diversa suscettibilità al denudamento, alterabilità, erodibilità, delle rocce.

Esistono rocce più competenti, cioè più resistenti ad alterazioni ed erosione, e rocce meno competenti.

Perché si abbia una forma strutturale bisogna che la forma si rifletta sul rilievo.

Si hanno poi forme strutturali minori, cioè tutte quelle con discontinuità presenti nelle rocce che rappresentano un fattore di controllo per l’attività di denudamento; le discontinuità legate alla stratificazione, fratturazione etc. solitamente sono quelle più deboli. Una di queste è quella alternata di corridoi e pilastri del deserto ad Aramat, SW Libia.

Importanza della presenza di acqua all’interno delle rocce.

Strutture tabulari

Strutture tabulari -> sono forme sostanzialmente piatte; le abbiamo in due contesti geologici, o abbiamo delle rocce sedimentarie stratificate a giacitura orizzontale o degli espandimenti lavici.

La formazione di un rilievo tabulare prevede due condizioni: rocce principalmente non omogenee che consentono la selettività nei processi, alcune rocce saranno più competenti e altre meno; regime di resistasia, perché dobbiamo avere un’erosione in atto. Le forme principali sono i plateaux, la mesa e i butte, o testimone, e i pinnacoli, cioè porzioni isolate di mesas, che riescono a conservarsi grazie ai cap-rocks. Quando il plateau si organizza in livelli differenti prende il nome di esplanade.

Nel caso delle colate laviche possiamo avere poi la formazione di mesas. In Etiopia per esempio ci sono delle formazioni dette “amba”, che non sono altro che rilievi tabulari in particolari mesa basaltici.

Esempi: Monument Valley, USA, altopiano basaltico della Giara in Sardegna, città di Orvieto che sta sul top di una mesa, pietra di Bismantova.

Glint o klint: parete che borda vaste strutture aclinali e che è sovrapposta a superfici di rocce cristalline.

Controllo lito-strutturale sull’evoluzione delle strutture tabulari.

Lungo i rilievi tabulari con rocce stratificate con diversa competenza possiamo avere la formazione di versanti a gradoni o a gradinata, oppure si possono formare dei ripiani orografici.

4/03/2021

Fratturazioni presenti nella roccia + gravità -> la parete tende ad essere smantellata, e si ha il ribaltamento di blocchi. Perché abbiamo un distacco continuo? Perché c’è una debolezza indotta da un rilascio tensionale laterale, il quale provoca un’apertura, inoltre potrebbe esserci anche presenza di acqua che con la sua pressione aiuta all’apertura del blocco. Tutti i crolli avvengono in corrispondenza delle fratture verticali che suddividono il blocco in prismi.

Quindi di fatto i versanti sono controllati da queste discontinuità.

In presenza di un rilievo naturale esteso, come un plateau, con una maglia di fratturazioni, che sono le debolezze strutturali, si può osservare un reticolo idrografico. Il risultato è un sistema di tipo dendritico, = ramificato, come un albero.

Generalmente questo avviene quando il rilievo è formato da sedimenti sciolti, argille o alteriti. Inoltre la distribuzione del reticolo è totalmente casuale, ma spesso il corso d’acqua segue degli allineamenti, come possono essere le linee strutturali deboli.

Es: Camerun, assetto dendritico, senza controllo sulla fratturazione perché il reticolo si è sviluppato su un terreno non consolidato; Ennedi, reticolo dendritico su graniti alterati, segue le fratturazioni; Tibesti; fiume Bakoy in Mali, sinuosità troncate da tratti su frattura.

Strutture monoclinali

Strutture monoclinali -> sono masse rocciose stratificate con assetto inclinato.

In queste strutture è molto importante l’azione della selezione, cioè la competenza delle rocce, in quanto gli strati meno competenti vengono ribassati, sono più erosi, il più delle volte danno luogo a versanti a gradoni o a valli, che possono essere omoclinali o monoclinali, mentre gli strati più competenti rimangono a svettare in superficie, danno luogo a una cuesta oppure a hogback.

Una cuesta è una dorsale allungata di sezione asimmetrica, in genere le strutture monoclinali sono asimmetriche. In una cuesta il versante meno inclinato è quello a franapoggio, che corrisponde alla superficie di strato, mentre quello più inclinato presenta strati a reggipoggio, che corrisponde alla testata di strato.

Es: Dolomiti; Val di Scalve; Appennino Reggiano; Passo Maniva, località dosso dei Galli.

Nel caso in cui invece il versante con strati a franapoggio è più inclinato e quello con strati a reggipoggio è meno inclinato siamo in presenza di un hogback.

Es: Flessura Pedemontana, al margine della pianura friulana.

Nelle strutture monoclinali i reticoli idrografici sfruttano le valli, tendono ad occupare la parte più depressa della valle, cioè quella a ridosso del versante a reggipoggio. L’assetto dei corsi d’acqua in un rilievo monoclinale si dice a traliccio, cioè c’è un’asta principale e poi una serie di rami laterali perpendicolari al corso principale.

Analogie tra forme: possibilità di confusione tra cuesta, hogback e frane per scivolamento.

Si può avere una serie di corsi d’acqua che hanno un decorso ortogonale alla struttura, sezionando la struttura dando vita a faccette triangolari ravvicinate sul piano a franapoggio, chiamate Flatiron, Chevron.

Es: Carr Boyd Ranges, in Australia; monti Zagros, nel Kurdistan Iracheno.

[Non confondere i flatiron con le deformazioni date da pieghe!]

Condizioni per lo sviluppo di flatiron: presenza di strati inclinati, alternanza di strati o livelli a diversa competenza, incisioni vallive, = forre, orientate lungo le immersioni degli strati.

Le incisioni vallive che separano i flatiron tendono ad essere strette e vengono chiamate “forre”; quando queste tagliano la struttura si dicono “cluse” o “watergap”.

I corsi d’acqua che scorrono nella valle monoclinale sono chiamati ortoclinali; i corsi d’acqua che scorrono sul versante meno inclinato sono detti cataclinali; quelli che scorrono invece sul versante più inclinato, a reggipoggio, si dicono anaclinali.

La più grossa struttura monoclinale sulla Terra è Baisun Tai, Uzbekistan.

8/03/2021

Struttura a pieghe

Struttura a pieghe -> si ha una struttura a pieghe geomorfologica quando la struttura a pieghe geologica condiziona la morfologia.

Nel caso di pieghe cilindriche ad asse orizzontale la morfologia segue strettamente la struttura. Si generano due forme: dorsale anticlinale, anche antiforme, e valle sinclinale, anche sinforme.

Le strutture pieghe sono distinte in due tipologie: pieghe giurassiche e appalachiane. Non ha però a che vedere col periodo di formazione, semplicemente questa tipica forma prende il nome dall’area giura francese perché qui è stata studiata.

I fianchi delle pieghe costituiscono versanti monoclinali. Essi spesso si formano per erosione di una dorsale anticlinale, che è costituita da roccia più competente. Quando la dorsale non è degradata si parla di dorsale originale o primitiva, ovvero il rilievo è conforme alla struttura geologica, invece quando la cerniera è stata esumata la dorsale è derivata.

In un rilievo di tipo giurassico i corsi d’acqua solitamente seguono la struttura, ovvero sono congruenti alla struttura. In alcuni casi però l’alterazione e l’erosione possono modificare la morfologia, cioè al nucleo della dorsale antiforme si può sviluppare una depressione allungata simile ad una valle, = valle anticlinale o combe. Inoltre si può avere anche una vera e propria inversione del rilievo, in quanto la valle anticlinale potrebbe diventare più ribassata della valle sinclinale, quindi si ha una incongruenza tra struttura e morfologia. Di conseguenza la valle anticlinale può ospitare un corso d’acqua. Oltre a questa deformazione nella parte anticlinale se ne può avere anche in quella sinclinale con la formazione di una dorsale sinclinale, che si forma quando l’approfondimento della sinclinale incontra un nucleo di rocce competenti.

Es: Giura franco-svizzero, monti Zagros, in Iran, Arabia Saudita.

Dal punto di vista della struttura, della meccanica della piega, il piegamento di strati di roccia, originariamente orizzontali, comporta una deformazione degli strati con distensione, in corrispondenza delle superfici convesse degli strati, e compressione, in corrispondenza delle superficie concave degli strati.

Strutture associate alle deformazioni in cerniera delle pieghe:

• Fratture di trazione.
• Faglie normali.
• Stiloliti.
• Faglie inverse.
• Micropiegamenti.

Tutto questo ha un influsso sull’evoluzione della piega. In generale comunque si formano sistemi di fratture che tendono a essere aperte verso l’alto nelle anticlinali e verso il basso nelle sinclinali.

Formazione di una valle anticlinale, combe -> per azione meccanica e per carsismo. Grazie alla distensione in superficie alla piega si formano doline, = depressioni non continue dovute all’alterazione delle rocce, e depressioni; non c’è circolazione di acqua superficiale nelle combe. La corrosione carsica può, nel tempo, asportare completamente i calcari lasciando al centro della depressione i terreni impermeabili. Eventuali dislocazioni tettoniche, posteriori alla deformazione della combe, possono modificare la morfologia originale e innescare una circolazione di acqua superficiale.

Passaggi della formazione di combe:

• Fase 1 -> la compressione dà luogo ad una struttura a piega anticlinale con strati di rocce di natura differente.
• Fase 2 -> la piega dà luogo a stress nella parte sommitale dando vita a fratturazioni, delle doline dovute ad alterazione delle rocce, esse sono allungate secondo l’orientazione delle fratture.
• Fase 3 -> le doline si aprono sempre di più fino a formare una depressione sulla parte sommitale dell’antiforme, cioè una valle anticlinale in uno stato primordiale.
• Fase 4 -> essa si approfondisce sempre di più e sui due versanti dell’originale antiforme si formano due rilievi monoclinali, cioè due cuestas.
• Fase 5 -> l’erosione continua finché non si trova uno strato roccioso più competente che segna il rallentamento o l’arresto della formazione della valle anticlinale.

I diapiri salini, tipici degli Zagros, danno origine a strutture a pieghe. Dal greco diapiro = perforo, sono strutture dovute allo spostamento ascensionale di masse rocciose. I diapiri sono costituiti da rocce poco competenti e meno dense di quelle sovrastanti che risalgono verso la superficie per differenza di densità, si ha cioè una deformazione per alocinesi.

[C’è un corpo che spinge da sotto verso l’alto, ma poi di fatto la struttura è una piega]

Es: Kuh-e-Namak, montagna di sale, sempre nei monti Zagros; Deserto Gran Kavir, Iran, che presenta diapiri spianati sulla sommità.

9/03/2021

Struttura a pieghe con asse inclinato

Struttura a pieghe con asse inclinato.

Nel caso di pieghe cilindriche non orizzontali costituite da rocce a diversa competenza si possono formare strutture paraboloidi con cuesta oppure hogback. Strutture di questo tipo divengono più evidenti nel caso di inversione del rilievo.

Un rilievo dato da pieghe inclinate è caratterizzato da dorsali monoclinali che convergono in corrispondenza della cerniera delle pieghe. Questo prende il nome di rilievo appalachiano o policiclico, perché gli Appalachi sono una catena montuosa dell’East Coast.

La convergenza delle dorsali avviene nelle terminazioni periclinali.

Es: Wyoming, Sheep Mountain -> terminazione periclinale e inversione del rilievo in un rilievo appalachiano; Sierra Madre Oriental, Messico; Alberta, Canada.

Valle sinclinale sospesa, cioè più rialzata rispetto al paesaggio circostante. È una forma molto più marcata di inversione del rilievo legata alla presenza di una dorsale sinclinale. Si forma quando una cerniera sinclinale costituita da una roccia competente viene messa in rilievo dall’approfondimento, per denudazione, dei combe adiacenti.

Es: Foresto; Tunisia centrale, rocce ad una diversa durezza danno luogo a una piega asimmetrica, combe, cluse, flatiron; Piccoli Pirenei, terminazione periclinale, inversione del rilievo, combe, cluse; Sahara algerino.

I corsi d’acqua sono paralleli tra loro, quindi probabilmente ci sono delle fratturazioni o debolezze strutturali parallele che tagliano le pieghe.

In un rilievo a pieghe cilindriche orizzontali di tipo giurassico i corsi d’acqua seguono la struttura e perciò scorrono lungo le valli sinclinali, uscendo poi dalle sinclinali e tagliando la struttura attraverso cluse. Anche nel caso delle pieghe non orizzontali-periclinali il reticolo idrografico assume una configurazione a zig-zag, sempre con presenza di cluse. Le strutture a domo invece si formano per sollevamento dovuto all’intrusione di corpi più leggeri in risalita. Qui il reticolo idrografico presenta una configurazione anulare.

Un cluse, o watergap, è una depressione topografica che permette a un corso d’acqua di attraversare da una parte all’altra una struttura anticlinale.

Es: cluse de Moutier.

Come si formano i cluse? Caratteri generali:

• Ipotesi 1 -> si parte alla fine del Miocene quando inizia la deformazione e si sollevano piano piano gli strati; la deformazione comincia a sviluppare le pieghe, esse poi aumentano di quota ma il corso d’acqua continua a scavare dove già era presente, la piega comincia già a subire un’incisione, un’erosione; proseguendo più crescono le pieghe e maggiore è l’escavazione alla sommità dell’anticlinale, quindi la formazione della forra è contemporanea al processo di erosione fluviale.
• Ipotesi 2 -> formazione di un reticolo carsico, cioè un reticolo di grotte sotterraneo e poi dopo il crollo di queste si ha l’apertura della forra.

Scarpata su faglia -> si intende generalmente il movimento dei due blocchi tra i quali si genera la faglia. È quindi un dislivello che si è impostato in corrispondenza della faglia. Perché sia presente è necessario che la litologia e la giacitura siano tali da impedire l’erosione della forma in tempi brevi.

Es: Lone Pine, California.

Il susseguirsi di deformazioni di questo tipo può portare alla formazione di faccette triangolari o trapezoidali, molto simili ai flatiron. I corsi d’acqua incidono il blocco sollevato e tagliano la scarpata formando faccette triangolari o trapezoidali. Spesso esse sono legate a blocchi dislocati.

Es: Nevada; Pamir, catena montuosa nel Tagikistan.

Come si formano? Si formano su un pendio a gradinata.

Distinzione tra forme tettoniche e litostrutturali derivante da Davis. Per Davis avviene prima il sollevamento, poi la morfogenesi ma si rivela essere un modello errato. La maggior parte delle forme sono tettoniche, in gran parte ereditate. Possono esistere forme litostrutturali pure, ma la distinzione è difficile.

Forme tettoniche:

• Scarpata di faglia.
• Fagliazioni di superficie.
• Faccette triangolari.
• Horst, graben, rift valley basin e range.
• Depressioni di angolo di faglia.

Forme litostrutturali:

• Scarpata di linee di faglia.
• Valli di linea di faglia.

Wineglass valley -> una valle che ricorda in pianta un calice o una coppa di champagne; l’erosione oltre a scavare porta sedimenti alla base.

11