Geochimica- Parte 3

A differenza del caso precedente le due coste sono uguali, si tratta di una spaccatura vera e propria

profonda fino a 2900 m, che al centro, arriva quasi fino alla Moho, tant’è che in profondità si trovano

rocce basaltiche non è una PLACCA ad esser sprofondata, come nel Golfo Persico, ma una



FRATTURA (tettonica recente).

Ha un clima simile a quello del Golfo Persico dal lato dell’Arabia Saudita ha una situazione sabbiosa



e nel mare c’è molta circolazione di acqua ( ambiente ossigenato ). abbiamo organismi costruttori.



C’è un punto al centro del Mar Rosso : area principale di salamoie calde = l’acqua più

 pesante si infiltra nella frattura e va a contatto coi basalti le acque si scaldano molto,



lisciviano i basalti strappando gli elementi chimici, e scaldandosi dunque l’acqua sale, facendo

incontrare questi sali strappati ai basalti con l’acqua fredda = i sali precipitano e abbiamo

evaporiti.

La sequenza di sali precipitati è diversa da quella tipica della sabka perché essi sono arricchiti di

metalli che sono stati sottratti ai basalti, e che non sono normalmente presenti nell’acqua di mare.

Ai lati abbiamo evaporiti normali ( sabka ).



ABBIAMO FINITO IL CICLO SEDIMENTARIO : ora parliamo di un sedimento molto particolare

collegato all’umanità: il SUOLO!

IL SUOLO

Cos’è un suolo????? Def. “CORPO NATURALE con componenti minerali ed organici differenziati in



ORIZZONTI di profondità variabile, diversi tra loro ma anche rispetto al materiale sottostante per

aspetto e proprietà fisico-chimiche”.

I suoli sono sedimenti molto particolari e importanti perché con la loro fertilità hanno permesso

l’insediamento antropico; sono fatti di sostanze organiche e inorganiche e sono suddivisi in “orizzonti”,

non per i processi di sedimentazione ma per il processo di formazione.

Ogni suolo ha un suo profilo, costituito da un insieme di livelli, che dall’alto al basso possiamo cosi

dividere, immaginando di esaminare però, un suolo perfetto:

livello O : materia organica parzialmente decomposta foglie, fusti che cominciano la dec.

 

livello A, diviso in A e A :

 1 2

A = scuro, ricco in sostanza organica decomposta ( humus = colloidale o amorfo) + materia

 1

inorganica.

A = chiaro, massima eluviazione che viene dilavato dall’acqua meteorica. Scarso humus =

 

2

incoerente )

Massima attività biologica in quanto l’humus viene creato e distrutto, e massimo dilavamento



( soluzioni vere o colloidali ).

livello B: di accumulo = orizzonte illuviale accumula sostanze strappate e dilavate dal livello A;

 

è il più importante perché è quello che da la fertilità; infatti l’acqua piovana ha pH acido, ma

passando per l’humus e il livello A si porta via il deposito interagendo con esso: pH può diventare

alcalino, ed il materiale non è più solubile a pH alcalino riprecipita!!!



Nell’orizzonte B si depositano dunque i nutrienti raccolti, e i sali che erano sciolti riprecipitano ma

si fermano comunque qui perché argilla e gli idrossidi li adsorbono.

livello C : roccia alterata che ha permesso la formazione di A e B.

 livello R : roccia base che regge tutto, detta bed rock e non sempre è la roccia madre!!!

 55

IL SUOLO REALE non è uguale al SUOLO IDEALE.

Il suolo reale presenta livello O; livello A chiaro indiviso; livello B con colloidi ed argille, più scuro per

la presenza di Fe(OH) ( idrossidi di ferro ) importanti perché essendo colloidi bloccano insieme alle

x

argille il K ecc…;

Generalmente il tipo di suolo è determinato da 4 fattori:

ROCCIA MADRE = materiale originario la bed rock è la roccia di partenza o no???

 

Questo fattore non agisce sul TIPO di suolo che si forma, perché il CLIMA è un fattore più

importante; influisce invece sulla velocità di formazione del suolo ( se il materiale è compatto o più

disgregabile ).

CLIMA = fattore più importante da uno stesso materiale si possono formare 2 suoli diversi in 2

 

situazioni climatiche divere. Da 2 materiali diversi si può formare lo stesso suolo se il clima è molto

simile.

Variabili : temperatura (T) e precipitazioni (p).

Se le precipitazioni sono >> dell’evaporazione ( elevate T) l’acqua và dall’alto verso il basso

 PERCOLAZIONE;



se le precipitazioni sono < dell’evaporazione l’acqua risale verso l’alto per CAPILLARITA’.

 Se il clima è stagionale???? movimenti dall’alto verso il basso e viceversa = movimenti

 

basculanti.

acqua percolante = + simile è il suolo al profilo ideale.

 Se “p” sono abbondanti il pH è leggermente acido; nei suoli aridi il pH è alcalino.



ATTIVITA’ BIOLOGICA: collegata al clima.

 a) Tipo e quantità vegetazione ( favorita da > umidità ) formazione sostanza organica.



Radici profonde = accellerano l’alterazione del suolo ed evitano l’erosione meccanica = il

suolo ha tempo di formarsi.

b) Attività microrganismi ( favorita da > temperature ) degradazione sostanza



organica.

Climi troppo secchi = meno humus perché se ne forma poco.

 Climi troppo caldi = meno humus perché si distrugge rapidamente

 Clima fresco e umido : molto humus.

 RILIEVO : variabili locali

 Rilievo troppo acclive = il suolo raggiunge l’angolo di caduta e non abbiamo un profilo completo

 del suolo.

Se siamo in una zona troppo piana =

 a) Il drenaggio può non essere libero l’acqua incontra livelli impermeabili (solitamente



argille) e si forma acqua stagnante ( SUOLO PALUDOSO*). Possibilità TORBA = sostanza

vegetale in fermentazione per condizioni anossiche.

b) Il drenaggio può essere libero il suolo è troppo permeabile e tutte le sostanza utili



vengono disperse nella tavola d’acqua ( falde sotterranee ) = suolo non fa in tempo a

formarsi.

Situazione ideale = debole pendenza o pianura con un buon drenaggio.

 TEMPO :

 Processo più veloce = alterazione = formazione del livello A bastano poche decine di anni.

 

Processo più lento = formazione livello B ( accumulo elementi ) servono migliaia di anni.

  56

Il suolo è legato alla sopravvivenza dell’uomo e la classificazione dei tipi di suolo che utilizziamo noi è

legata ai climi e alle condizioni locali [ table 7.3 fotocopie ] = geologico-geochimica.

3 CATEGORIE :

1. ZONALI suoli veri e propri.



a) Di zone fredde = suolo di tundra.

Il clima è freddo-umido. Sembrerebbe quello favorevole, ma è troppo freddo quindi

sotto l’A invece del B troviamo il PERMAFROST* L’acqua non può percolare; il



permafrost agisce quindi come l’argilla del suolo PALUDOSO*.

b) Di zone temperate e foreste tropicali = sono i suoli migliori.

Clima buono, precipitazioni buone, T media buona PODZOL = non è il suolo ideale ma



quasi: O, A, B.

c) Di zone semiaride, subumide o di prateria.

Non abbiamo piante a radici profonde = il suolo non è buono. L’humus è dovuto solo alla

degradazione dell’erba è un suolo normale, dove A e B non sono ben definiti, ma c’è



abbastanza humus.

d) Di regioni aride ( chiari ) perché non c’è humus!!!!!! = suolo desertico.

Evaporazione alta, poche precipitazioni. La vita è incapsulata nei semi che si sviluppano

quando arriva quel poco di acqua. Vi è uno strato impermeabile per concrezioni calcaree

= la poca acqua che piove non può percolare perché la CaCO precipita e forma un

3

crostone.

NB stop percolamento verso il basso = come zone paludose*, zone



di permafrost* ecc…

2. INTRAZONALI dipende da situazioni ambientali.



a) Paludosi* = marshes, swamps = drenaggio non libero.

b) Salini = nel deserto si formano ai lati dei WADI. Acqua si infiltra, torna su per

evaporazione e deposita i sali = troviamo suoli salini al di la degli argini degli Wadi.

3. AZONALI dipende da situazioni ambientali.



Non riescono a formarsi perché si trovano in zone dove l’alterazione è lentissima.

COME L’UOMO INTERAGISCE COI SUOLI?

2 AZIONI ANTROPICHE : favorevoli e dannose.

Influenzano la matrice litologica del suolo, il clima, il rilievo, il tempo di formazione del suolo, l’attività

biologica ecc…

[ vedi tabella 1.11 = attività antropiche interferenti con i fattori di formazione del suolo].

5 aprile 2011, lezione 8 57

IDROSFERA

L’idrosfera è il complesso delle acque che si trovano sulla superficie terrestre, incluse le sostanze in

essa disciolte; comprende acque marine ed oceaniche e le acque continentali: fiumi, laghi, nevi e

ghiacciai e anche il vapore acqueo atmosferico perché può dare origine all’acqua piovana.

Gli oceani occupano il 70,8% della superficie terrestre e le acque oceaniche rappresentano il 98%

dell’idrosfera; le sostanze disciolte (4 %) possono essere sali, gas, sospensioni colloidali, sostanze

solide e liquide in sospensione.

CICLO DELL’ACQUA

Tutta la materia ha un andamento ciclico , anche se il ciclo più evidente è quello dell’acqua.

P = R + I + Et

(vapore condensato = precipitazioni ) (ruscellamento) (infiltrazione) (evapotraspirazione)

Dove P, R ed I sono gli elementi idrologici principali che dipendono dalla condizioni climatiche, le quali

sono elementi idrologici secondari!

Dunque il vapor d’acqua atmosferico si condensa in nubi che determinano le precipitazioni al suolo,

sottoforma di pioggia, neve, grandine; qui una parte dell’acqua scorre in superficie seguendo il reticolo

idrografico e va ad alimentare laghi, mari e oceani per ruscellamento di superficie, un’altra parte

penetra attraverso la superficie nel suolo e sottosuolo e con l’infiltrazione alimenta le acque

sotterranee che costituiscono la riserva d’acqua del suolo e delle falde acquifere.

Una parte delle precipitazioni è evaporata, prima, o al momento della caduta, e principalmente alla

superficie, nella copertura vegetale, etc…. Si aggiunge la traspirazione delle piante ( evaporazione +

traspirazione = evapotraspirazione ); le acque sotterranee scorrono in profondità, alimentano il reticolo

idrografico, arrivano agli oceani e il ciclo si chiude.

Relativamente alla zona in cui cadono le precipitazioni il ciclo idrologico generale può essere distinto in

ciclo lungo e ciclo breve: 58

Ciclo breve= l’acqua evaporata dall’oceano è riprecipitata nell’oceano senza cadere sulle terre

 emerse e non svolge una importante azione meccanica

Ciclo lungo =nel primo invece le precipitazioni avvengono sulle terre emerse e l’ acqua ritorna

 all’oceano dopo un tempo variabile ed è il fattore principale per l’alterazione e il trasporto delle

rocce.

Il ciclo dell’acqua assume caratteristiche diverse a seconda delle condizioni climatiche:

nei climi temperati le acque superficiali e profonde non si mescolano subito con le acque oceaniche

 ma vi fluiscono sopra;

nei climi freddi il ciclo è rallentato perché l’acqua permane più a lungo sottoforma di neve o

 ghiaccio;

nei climi aridi in genere l’evaporazione supera la precipitazione e il flusso è unidirezionale,

 dall’oceano, o dal suolo, all’atmosfera.

ACQUE MARINE-OCEANICHE 59

Si possono considerare come una soluzione salina contenente sali disciolti, sostanze inorganiche in

sospensione colloidale, sostanze gassose in soluzione, sostanze org. e inorg. in sospensione; sono

presenti oltre 50 elementi, praticamente tutti.

Si usano due grandezze convenzionali per esprimere la composizione dell’acqua marina:

1) SALINITA’: la salinità per mille, S % , è il contenuto in solidi di un kg di acqua ottenuto nelle

o

seguenti condizioni:

i solidi sono seccati fino a peso costante ( ripetendo 3-4 volte la misurazione ) a 480 °C .

- i carbonati sono convertiti in ossidi perdendo la CO

- 2.

la materia organica è distrutta a quelle temperature.

- bromo e iodio sono sostituiti da cloro.

-

Effettivamente la S % è inferiore al vero contenuto in solidi, in quanto perdo effettivamente CO e

2

o

sost.organica Devo portare tutto ad una situazione standard per confrontare le acque.



[ NaCl è un sale igroscopico, nell’aria riprende acqua : come impedire queste interazioni? La pesata deve

essere fatta velocemente e si deve pesare nel vuoto ].

S % = 35% ovvero 35g/kg

o o

Mari diversi hanno salinità diversa a seconda delle situazioni geologico-geografiche.

Le acque del nord sono diluite dai ghiacciai.

Il mar Mediterraneo ha un’alta salinità perché è un bacino chiuso rispetto l’oceano (che è meno salato).

.

Mar Rosso è molto più salato.

???

 CHI SONO I RAPPRESENTANTI CHIMICI PRINCIPALI DI QUESTA SALINITA’ 35% ?

o

Siamo in un sistema semplice in quanto siamo in un sistema chimico naturale.

I sali sono tutto ciò che deriva dalla DISSOLUZIONE delle ROCCE.

Na > Mg > Ca > K

+ 2+ 2+ +

CATIONI PIU’ ABBONDANTI = (più abbondanti nei minerali)

 60

Cl > SO > Br > HCO > BO

- 42- - - 33-

ANIONI PIU’ ABBONDANTI =

 3

cloruri solfati bromuri bicarbonati borati

NaCl = sapore salato al mare

MgSO = sapore amarognolo

4

Questo andamento delle abbondanze è rispettato in tutti i mari. Qual è la specificità dei vari ioni???

Nel mare il RAPPORTO fra i vari ioni è costante, ma non è uguale la QUANTITA’.

Posso dunque determinare solo uno ione e da li calcolarmi gli altri sapendo i rapporti di abbondanza.

Determino quindi la Clorinintà per mille C % .

o

2) CLORINITA’ : la clorinità per mille, C, è il peso di cloro equivalente al peso di alogeni contenuti in 1

kg di acqua marina.

S % = 0,03 + 1,8050 C %

o o

RIPETO:

Salinità media variabile

 Rapporto fra ioni costante

 Possibilità di determinare la salinità tramite uno di questi ioni ( Cl è il più facile da misurare )



Si può determinare la DENSITA’ e la CONDUCIBILITA’ dell’acqua ( sono altri parametri ) per

determinare la SALINITA’.

Questi ioni sono il 99,9% delle sostanze presenti nell’acqua. Gli elementi minori sono solo lo 0,01%.

ELEMENTI MINORI si dividono in 2 gruppi:

1) Coinvolti fortemente con l’attività biologica

SiO4 = condizionato dalle specie che lo fissano nel guscio ( spicole spugne )

 a seconda dell’attività biologia è più o meno presente nelle acque

Fe = se ci sono organismi lo metabolizzano come micelle colloidali.

 Mn = indispensabile per lo sviluppo delle piante acquatiche.

 P = appetito dalle cellule.

 Cu = emocianina = pigmento respiratorio degli invertebrati.



Tutti questi variano il loro contenuto a seconda delle attività biologiche.

2) Non risentono fortemente dell’attività biologica

Spieghiamo l’andamento delle abbondanze con la grandezza TEMPO DI RESIDENZA quando una



specie chimica entra e resta nell’acqua come tale e non entra in reazioni particolari.

TEMPI DI RESIDENZA DEGLI ELEMENTI NEGLI OCEANI

T = / 61

A= contenuto elemento in acqua

dA/dt = rapporto dell’elemento nel tempo ( 1 anno, 2 anni ecc…) Ciò che viene apportato



rimane???? O viene sottratto????

Gli oceani hanno un ruolo fondamentale nel meccanismo di circolazione degli elementi nelle sfere

geochimiche; gli elementi vengono continuamente portati agli oce