Riassunto esame Geomorfologia e geologia ambientale, Prof. Del Monte Maurizio, libro consigliato Le forme del rilievo, Ciccacci

Geomorfologia e geologia ambientale

Degradazione meteorica

Processi che agiscono sulla superficie terrestre che alterano o disgregano il materiale senza muoverlo, quindi

sul posto: disgregazione fisica o meccanica e alterazione chimica. Le dune sono sottoposte a degradazione

meteorica da parte del vento, che prende in carico il materiale da un sito e lo trasporta in un deposito. I ripple

marks sono miniature delle dune formatesi con il soffiare alternato del vento in varie direzioni.

In alta montagna la frana sposta una massa enorme di materiale in brevissimo tempo, la degradazione causa

una caduta di detrito nel corso del tempo (causa gravitativa) formando un cono di detrito.

Disgregazione fisico-meccanica si ha in zone aride con temperature basse e poca acqua che accelerano i

processi; alterazione chimica si ha in zone con temperature alte e abbondanti precipitazioni.

Calcari che formano i banconi degli Appennini e Alpi, si vedono le fratture all’interno delle rocce (linee di

debolezza). L’acqua si infiltra nelle fratture e agisce meglio il processo di aggressione fisica e chimica, ma

vediamo anche blocchetti staccati o nicchie dovuti a processi di disgregazione meccanica, più forte di quella

chimica.

Disgregazione fisica: in alta montagna o ambienti freddi prevale il fenomeno di crioclastismo (acqua

ghiacciata con cui si producono sassi) per effetto del freddo. In queste zone il ghiaccio formato con le basse

temperature rompe le rocce con il passare del tempo. In ambienti con forte insolazione, anche senza acqua,

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si producono frammenti rocciosi (termoclastismo esfoliazione), con l’escursione termica tra giorno, dove

c’è una forte insolazione con espansione delle rocce (la parte esterna delle rocce si scalda di più di quella

interna), e notte con diminuzione del volume delle rocce: anche il granito, che è molto resistente, è soggetto

a termoclastismo. Quando l’ambiente è composto da argilla che contiene e perde acqua avviene

l’idroclastismo (mud crucks). Quando entrano in gioco gli esseri viventi si parla di bioclastismo, ad esempio

le piante si infilano nelle rocce e crescono nelle fratture, esercitando maggiore pressione.

Alterazione chimica è data ad esempio dall’ossidazione delle rocce vulcaniche, minerali che hanno ferro

dentro di sé e che vengono ossidati. Anche altre rocce, come il pirosseno, se ossidate danno origine, ad

esempio, a ematite; se c’è l’acqua, l’alterazione chimica procede più velocemente. Se la roccia è frammentata

viene degradata maggiormente rispetto ad una roccia monoblocco, perché quando la roccia è frammentata

aumenta la superficie esposta. Un granito che è sottoposto a degradazione chimica darà origine ad un

sabbione.

Sui carbonati quando l’acqua non penetra, crea delle nervature o scanalature a causa di processo di

dissoluzione che porterà poi ad erosione. L’erosione in seguito formerà ambienti carsici.

Spiaggia chiaia di luna: erosione di rocce vulcaniche dovuta dal mare nel corso degli anni, erosione da parte

dell’acqua meteorica che causa frane.

I “tor” sono formazioni dovute a degradazione del suolo sovrastante a seguito di degradazione meteorica: si

sono formati in (1) ambiente morfo climatico favorevole alla vita (biostasia) dove c’è la roccia madre che può

essere granito con regolite in superficie; (2) lo strato di regolite aumenta fino a raggiungere i massi sottostanti

che ora sono arrotondati. Il suolo in questa fase è coltivabile e c’è possibilità di crescita di forme di vita

vegetale; fase (3) di resistasia (condizioni ostili alla formazione di suolo) con forti processi erosivi che hanno

lasciato i massi accatastati.

Forme derivanti da sola azione di processi degradazione meteorica (quindi non derivanti da processi erosivi):

• Esfoliazione dei graniti. In ambiente caldo con forte escursione termica che facilita il termoclastismo;

• Disfacimento subaereo (tafoni e sculture alveolari). Spesso su materiale granitico, sono forme di

alterazione chimica aiutata dalla disgregazione fisica; sono come nicchie, rientranze dove si crea un

sabbione per disfacimento in ambiente subaereo. In questo caso l’alterazione chimica spinta forma

fori con cavità e il materiale diventa più aggredibile alla disgregazione;

Se ho un rilievo sottoposto a pressione di degradazione meteorica il materiale diventa instabile perché perde

compattezza, perde legami chimici forti e potrà franare con più probabilità. Dalla sorgente (nicchia di frana)

il materiale cade per gravità nel deposito (corpo di frana); se c’è un agente di trasporto abbiamo sempre una

sorgente e un deposito.

• Caduta di detrito. Cinque tipi di depositi:

o Accumulo di frana, cono di valanga, conoide torrentizio, cono di detrito, falda di detrito. Sono

tutti formati da processi diversi. La frana a differenza del cono di detrito causa la caduta di

detriti tutti insieme, mentre il cono di detrito vede la caduta di frammenti nel tempo.

La motivazione della presenza di nevi perenni all’equatore è che sono abbondanti le precipitazioni, quindi

anche le nevicate, che superano l’insolazione e che quindi creano depositi di neve.

Bilancio di massa glaciale: zona di alimentazione dove c’è più apporto di neve che supera la stagione calda

durante l’anno (livello superficie ghiacciata se non ci fosse movimento salirebbe sempre di più). Il ghiaccio

scivola per ablazione e c’è una zona dove esiste anche al di sotto del limite delle nevi perenni. Il punto di

equilibrio segna la quota dove arriva tanto ghiaccio quanto se ne fonde durante la stagione calda.

Ghiaccio chiaro contiene neve pulita; ghiaccio sporco è composto da detriti. Tra il ghiaccio bianco e il ghiaccio

scuro c’è il punto limite delle nevi perenni.

Gli agenti esogeni determinano le morfosculture che consistono nella degradazione meteorica ed erosione.

Ad esempio, su Marte ci sono rilievi altissimi perché non ci sono fattori esogeni e quindi non modificano

l’altitudine dei rilievi. Processi e forme del dilavamento

Le acque dilavanti sono acque che cadono sulla superficie e, se non si infiltrano, cominciano a scorrerci sopra

se c’è pendenza effettuando erosione meccanica, e portando in soluzione particelle. L’acqua ripulisce la

superficie dai detriti e tende ad incanalarsi nelle “lineette” che rappresenta un sistema fluviale in miniatura

(ruscellamento diffuso). La denudazione vede l’azione della gravità e degli agenti di trasporto, che si

manifestano in modo areale o lineare: variano in base all’intensità e alla velocità.

• Le cause mediate o preparatorie sono i fattori ambientali che predispongono la superficie;

• Le cause immediate sono quelle scatenanti come una pioggia abbondante improvvisa, su superficie

già predisposta.

Il suolo deriva da processi di disgregazione che si alterna ad alterazione fino a interagire con la roccia

sottostante; se c’è biostasia lo spessore del suolo può crescere nel tempo che consente a sua volta una

maggiore crescita della vita. La regolite è la sola parte minerale composta da roccia, il suolo richiede acqua,

organismi viventi, aria, ossigeno, è quindi un sistema complesso. Le acque dilavanti (o acque selvagge) sono

un nemico del suolo perché asportano le particelle del suolo in modo che si formi meno suolo, scoprendo la

roccia di base, dove le acque continuano ad agire, fino ad arrivare alla base dei versanti (colluvium). Da qui,

se sono presenti corsi d’acqua, i detriti verranno presi in carico e portati secondo la corrente fluviale.

Ci sono diversi processi elementari di dilavamento: l’erosione della pioggia battente (splash erosion) provoca

erosione areale (su una superficie maggiore) per ruscellamento diffuso (sheet erosion) e che a sua volta

produce una superficie scabra, senza fili d’erba perché porta via le particele che costituirebbero regolite e

suolo; scorrendo inizia a incanalarsi creando un’erosione a rivoli per ruscellamento diffuso (rill erosion) che

diventa erosione a solchi per ruscellamento concentrato (gully erosion). Ci sono casi particolari rappresentati

da un fenomeno di erosione superficiale; quindi, dilavamento che erode a poche profondità (piping,

→

tunneling o anche detto pseudocarsismo) questo fenomeno può provocare crolli, anche in città.

Forme complesse (badlands) scolpite dalle acque dilavanti, contengono tutte le forme elementari:

• Calanchi. Sono sistemi (negativi) che occupano interi versanti formati da processi elementari come

rill erosion e gully erosion ma che sono interessati da forte azione del dilavamento; sistema

idrografico in miniatura fatto da rete fittissima di rivoli con solchi di erosione ancora più grandi. In

zone aride si verifica un temporale l’anno che crea questa conformazione e applica un’azione erosiva

più efficace rispetto ad una zona con precipitazioni maggiori; è importante com’è distribuita la

pioggia durante l’anno. Se un versante è esposto a nord (come nella valle dei calanchi di Bagnoregio),

rispetto ad uno esposto a sud, subisce meno l’azione erosiva e quindi troviamo vegetazione grazie

all’umidità elevata, poiché le prime piogge autunnali portano via le particelle del versante esposto a

sud (condizione di debolezza). Le righe orizzontali sui versanti sono tracce degli animali che

pascolano. L’apice del versante che presenta pali orizzontali in legno (vecchie case costruite sulla

sommità) dimostra la significativa riduzione che il versante stesso ha subito nel corso degli anni. Nella

valle dei calanchi abbiamo alla “base” argilla e sopra affioramenti di rocce vulcaniche (caprock - tufo

litoide) che nel tempo sono stati erosi.

• Biancane. Al contrario dei calanchi le biancane sono forme positive alte qualche metro (fino a 10-20)

e spesso sono in gruppo; occupano interi versanti e sono anch’esse forme del dilavamento.

Presentano sempre un versante più ripido (45°) eroso e senza vegetazione (esposto a sud), uno meno

ripido (20°) con più vegetazione (esposto a nord);

• Piramidi di terra o pilastri di erosione. Sono alte anche 50 metri e sono caratterizzate da un suolo

argilloso e un terreno morenico di deposizione glaciale (gran parte di materiale fino, sabbioso con

rocce molto grandi). Si formano dei pilastri altissimi su cui giacciono i massi che coprono dalla splash

erosion e che successivamente crollano.

L’azione del dilavamento dipende da fattori che lo condizionano:

• Il clima. È importante una pioggia violenta concentrata in poco tempo per esercitare una forza

erosiva;

• Ci vuole materiale sottile facilmente erudibile, abbastanza impermeabile;

• È importante la pendenza del versante, perché se il versante è inclinato l’acqua scorre più

velocemente e la lunghezza del versante stesso;

• La vegetazione è un fattore frenante dell’erosione e dilavamento;

• Fattori antropici che possono amplificare gli effetti del dilavamento.

(slide) solchi di erosione su Marte che convergono su canali principali e sul cratere divergono su più canali,

come fanno i canali terrestri in fase di deposizione.

Le forme dei versanti

I versanti sono una caratteristica delle valli fluviali; un versante per quanto rettilineo è sempre ondulato, ma

hanno sempre tutti una sommità (spartiacque) e una base dove finiscono in genere con una pianura, a meno

che non siano versanti che finiscono a mare. Le acque dilavanti danno irregolarità alla superficie (solchi, rivoli,

aumenti di pendenza, scarpatine) e c’è il contributo delle frane. Le forme sono diverse, anche nel tempo, e

dipendono, in un ambiente fluviale (temperato umido), dalle caratteristiche geologiche (se ho una apporto

di granito può rimanere stabile per lungo tempo), e dai movimenti in massa delle frane. La base del versante

è caratterizzata dalla presenza di fiumi che può fare da passaggio appunto da un corso d’acqua; quindi,

l’altezza stessa del versante dipende anche dalle acque fluviali (sistema dinamico che cambia nel tempo).

Forme semplici: Versante rettilineo, concavo, convesso, convesso-concavo, concavo-convesso.

La pendenza di un versante tende a evolversi fino a regolarizzarsi, tende a diventare cioè abbastanza

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rettilineo versante regolarizzato o versante di Richter

La maggior parte dei versanti sono scolpiti da forze esogene eccetto qualche particolarità:

• Faglia inversa. Scende da altezze maggiori a sinistra, versante piuttosto rettilineo. Le acque che

scolpiscono il territorio non possono andare in controtendenza; quindi, questa stranezza che non è

scolpito dalle acque ma dipende dalla faglia (fenomeno endogeno) che ha sollevato la parte destra;

• Faglie dirette. Un versante inizialmente regolare diventa successivamente a gradini, a scarpate,

dovuto anche qui a forze endogene.

Forme esogene influenzate dalla conformazione geologica

Caprock: scarpate create dall’erosione influenzata dalla tettonica che danno queste forme strane.

Fenomeni gravitativi nel modellamento dei versanti

Ci vuole una pendenza altrimenti non si verificano frane. Le frane non sono legate ad un ambiente specifico

(azonali) ma posso avvenire in qualsiasi tipo, sia con che senza acqua, anche in ambiente sommerso. Il

movimento dipende dalla presenza di un piano inclinato e un corpo sulla superficie che si muove in base al

peso e alla forza di gravità che agisce sul piano; il materiale potrebbe star fermo solo per la presenza di attrito

che schiaccia il corpo sulla superficie dove è presente (la forza di attrito è opposta alla forza che fa muovere

il corpo). La forza che fa muovere il blocchetto è la componente tangenziale della forza a cui è soggetto il

corpo e che spinge in giù il materiale. L’attrito interno e la coesione sono le forse resistenti che impediscono

al materiale di muoversi e devono essere maggiori della forza che le contrasta, ovvero la forza che tende a

far scivolare il materiale verso il basso. Per valutare quali delle forze siano maggiori si fa un’analisi di stabilità

e si calcola un coefficiente di sicurezza.

• Caduta di detrito. Caduta discontinua nel tempo, il materiale non viene deposto tutto insieme ma si

accumula man mano.

o Cono di detrito. C’è una via preferenziale della via di caduta del materiale, si accumula più

materiale in un punto e si forma il cono con apice verso l’alto. I blocchi cadono dalle pareti e

finiscono la loro corsa più vicino o più lontano dal punto di caduta, a seconda dell’energia

che hanno ricevuto;

o Cono e falda di detrito. Esiste un cono ma vicino continua una fascia detritica più o meno alla

stessa altezza, non c’è una linea preferenziale, i frammenti cadono da tutti i punti.

• Movimenti in massa. Spostano grandi masse lentamente, anche su un intero versante, meno

pericoloso delle frane ma può comportare una grande quantità di peso e volume che si muove piano

piano verso il basso.

o Soliflusso e soil creep. Vediamo irregolarità (sali – scendi), è presente una lineetta come fosse

una scarpatina di 10 cm alla base del materiale mobilizzato creata per soliflusso. Si verifica in

suoli ricchi di regolite e argille che insieme all’acqua diventa un materiale viscoso,

deformabile, con un’alta viscosità interna che si muove lentamente verso il basso;

o Soil creep. Somiglia al soliflusso, si verificano deformazioni superficiali con scarpatine che

interrompono la continuità del rivestimento in superficie, sono più rettilinee del soliflusso

senza lobi arcuate. Scarpate più evidenti, il creep può essere più profondo del soliflusso, il

suolo scorre piano piano, si deforma e va verso il basso, interessando anche la roccia madre

che, disgregata, vengono arcuati gli strati (uncinatura), caratteristica diagnostica di questo

tipo, insieme alla forma falciformi dei tronchi (curvatura verso il basso). Questo avviene

perché il materiale si muove un po' più veloce in superficie mentre sul fondo è più lento e

assente alla base, con la tendenza a piegarsi con la punta verso il basso (albero piccolo con

radici giovani cade, quelli grandi subiscono la curvatura). Movimento dei granuli interessati

dalla gravità e da altri fattori come il gelo-disgelo, contrazioni o dilatazioni all’interno del

terreno, apparati radicali che crescono e spostano i granuli, presenza di animali che spostano

i granuli. Un creep può anche essere più profondo creando deformazioni progressive che

danneggiano gli alberi più grandi;

o Frane. Movimenti in massa veloci che vedono una nicchia di distacco sempre presente dove

si è distaccato il materiale; si è rota la coesione del materiale che è arrivato fino al limite di

resistenza elastica, oltre il quale parte il movimento verso il basso, dove troviamo un

accumulo o corpo di frana. Non sempre troviamo un alveo o pendio di frana sopra cui è

passato il materiale caduto. Esistono frane più o meno veloci, dipendenti dalla gravità e dalle

forse resistenti (frana avviene quando il coefficiente di sicurezza < 1). Le masse in movimento

sono caotiche, terra, suolo e roccia madre;

• Frane di crollo (rock falls). C’è una parete verticale o addirittura protesa in avanti,

roccia litoide resistente, entra in crisi di stabilità e perde una grande massa di

materiale che cade in caduta libera, almeno inizialmente, dove una volta arrivato

alla base si frantuma in mille pezzi e il corpo di frane si risponde in aree molto grandi;

• Ribaltamento. Materiali resistenti che però presentano fratturazioni verticali, linee

di debolezza, perdono stabilità e si ribaltano ruotando sulla propria base. Le fratture

si aprono per l’azione della degradazione meteorica che divarica i vari frammenti e

se diventano instabili possono ruotare sul punto che sta al di sotto della massa

rocciosa