La degradazione meteorica

La degradazione meteorica delle rocce è il complesso dei fenomeni che portano al disfacimento delle rocce esposte all'azione degli agenti esogeni e alla formazione di detriti.
La degradazione avviene in genere molto lentamente e con azione selettiva, cioè con velocità e modalità diverse in ogni punto.
Esistono processi di degradazione fisica e processi di alterazione chimica, che spesso procedono contemporaneamente.

 

processi di alterazione in montagna

 

Degradazione fisica

La degradazione fisica, detta anche disgregazione, comporta la fratturazione e il successivo sgretolamento della roccia madre, formando frammenti di dimensioni assai variabili, ma con composizione chimica identica a quella della roccia da cui derivano. I principali processi di disgregazione fisica sono: il termoclastismo, il crioclastismo, l'aloclastismo, il bioclastismo, le variazioni di pressione.

 

Il termoclastismo
Si verifica in presenza di forti variazioni di temperatura durante la giornata (fino a 50 °C), soprattutto nelle zone desertiche o di alta montagna. A un aumento di temperatura corrisponde una dilatazione termica e quindi un aumento di volume dei minerali della roccia, mentre al raffreddamento segue una contrazione. Le variazioni di volume disgregano la parte superficiale di una roccia, ma non in modo omogeneo, perché la parte esterna e anteriore di una roccia si scalda e si raffredda molto più rapidamente della parte interna e posteriore; inoltre, i minerali della roccia possono avere un comportamento diverso per quanto riguarda la dilatazione e la contrazione. Il termoclastismo può determinare la formazione di granuli abbastanza piccoli o grandi blocchi se la roccia è eterogenea, mentre si hanno desquamazioni o lamine (esfoliazione), se la roccia è omogenea.

 

termoclastismo

 

disgregazione

Disgregazione dovuta alla temperatura: A. sferoidale - B. blocchi - C. esfoliazione - D. frammenti - E. granuli

 

Il crioclastismo
Le rocce affioranti presentano spesso fratture e pori in qui l'acqua meteorica può penetrare. Se la temperatura scende sotto lo zero, l'acqua ghiaccia e aumenta di volume allargando le fessure a causa della pressione. Quando il ghiaccio si scioglie, l'acqua può penetrare a maggiore profondità. Il ripetersi del fenomeno porta alla rottura della roccia o alla formazione di scaglie e frammenti a spigoli vivi. Il crioclastismo, detto anche gelivazione, è quindi la degradazione causata dal ripetersi di cicli di gelo e disgelo. Le regioni più esposte a questo tipo di degradazione sono le regioni montuose e a clima freddo ed è accentuato dalla presenza di rocce porose, come quelle argillose, che assorbono molta acqua.

 

Azione del ghiacciocrioclastismo

Meccanismo di gelivazione

 

L'aloclastismo
Simile al crioclastismo, è la degradazione operata dai sali disciolti nelle acque superficiali o sotterranee quando penetrano nelle fratture e nei pori delle rocce. Con l'evaporazione dell'acqua, i sali che erano in soluzione precipitano e cristallizzano, esercitando una pressione che allarga le fratture, frantumando la roccia. È un fenomeno che si verifica lungo le coste battute dal vento e nei climi aridi.

 

aloclastismoaloclastismo

 

Il bioclastismo
È l'azione meccanica di allargamento dei pori e delle fatture ad opera di organismi quali le radici delle piante, le ife fungine dei licheni, organismi pionieri che iniziano il processo e anche da animali scavatori, soprattutto invertebrati. Le radici, producendo sostanze acide, sottraggono anche sali minerali alle rocce, modificandone la composizione. In questo caso si tratta di un processo di alterazione chimica. Tutto ciò favorisce la disgregazione delle rocce e la formazione del suolo e, contemporaneamente, le radici stesse impediscono il distacco dei detriti e ne ritardano la rimozione.

 

bioclastismo

 

Le variazioni di pressione
Le rocce magmatiche formatesi in profondità, quando vengono portate in superficie a causa dell'erosione, possono subire dei rigonfiamenti per la diminuzione di pressione. Questo provoca lenti rigonfiamenti con tensioni che producono fratture verticali, contribuendo all'esfoliazione e formando delle cupole.

 

Half Dome
Half Dome nel Parco nazionale di Yosemite

 

A questi processi possiamo aggiungere la corrasione, cioè l'azione del vento, di cui parleremo più avanti.

 

Alterazione chimica

La disgregazione o alterazione chimica, detta anche disfacimento, avviene quando i gas dell'atmosfera o le acque meteoriche reagiscono con i minerali delle rocce, formando nuove specie mineralogiche più stabili o composti amorfi. Si tratta quindi di reazioni chimiche che accelerano la degradazione fisica.
Sono principalmente tre le sostanze che alterano chimicamente le rocce: acqua, ossigeno, anidride carbonica, alle quali si aggiungono gli organismi citati sopra.

 

Azione dell'acqua
L'idratazione di un minerale consiste nell'inglobamento, nella sua struttura, di molecole d'acqua facendone aumentare il volume. Si tratta di un fenomeno reversibile. Per esempio, l'anidrite, esposta all'azione dell'acqua, si trasforma in gesso. Anche le argille possono idratarsi ed espandersi quando sono esposte all'acqua, mentre si disidratano nei periodi di siccità, riducendo il volume. Per questo molti suoli argillosi si fessurano nei periodi di aridità.

terreno argilloso

 

L'idrolisi è un processo di scissione di un minerale operato dall'acqua, che è debolmente dissociata in ioni H+ e OH-. I fenomeni più importanti di idrolisi riguardano i silicati che vengono trasformati in minerali argillosi con un processo di caolinizzazione. Il processo è particolarmente importante nelle zone a clima caldo-umido ed è praticamente assente nelle zone aride o a clima freddo.

Idrolisi

Roccia silicatica integra e idrolisi in sabbia

 

La dissoluzione è l'azione operata dall'acqua nei confronti di minerali molto solubili, come il salgemma e il gesso, che vengono asportati dalla roccia.

vena di gesso

Vena del Gesso a Imola

 

I carbonati possono subire anche in processi di gessificazione, nei quali, in presenza di acido solforico (H2SO4) e acqua, il calcare viene trasformato in gesso che è molto solubile e perciò facilmente dilavato. In natura questo processo non avviene frequentemente, per la scarsa disponibilità di acido solforico, ma negli ultimi decenni ha avuto una certa importanza nella degradazione dei monumenti in molte città, dovuta alle piogge acide.

Gessificazione di una statua calcarea

Gessificazione di una statua calcarea

 

Azione dell'ossigeno
L'ossigeno produce l'ossidazione di alcuni silicati ferrosi (pirosseni, anfiboli, olivine, biotite) presenti nelle rocce, trasformandoli in ematite e limonite. Si formano pertanto delle patine o croste di alterazione che conferiscono una colorazione giallastra o rossastra alla superficie esposta della roccia.

Rocce ossidate a Roussillon

Rocce ossidate a Roussillon in Francia

 

Azione dell'anidride carbonica
La dissoluzione delle rocce è facilitata dalla presenza di acido carbonico (H2CO3) derivante dallo scioglimento dell'anidride carbonica in acqua. Le acque che lo contengono esercitano un'azione solvente molto "aggressiva",  specialmente sul carbonato di calcio dei calcari. Si ha così la dissoluzione dei calcari con il fenomeno carsico.

città di roccia

Città di roccia in Lessinia