Il suolo

I processi di degradazione producono detriti che, se non vengono asportati, si accumulano in loco formando un spesso strato incoerente, chiamato regolite, ricoprente la roccia inalterata, detta roccia madre. In altri casi, i detriti possono essere trasportati dal vento, dall'acqua, dal ghiaccio, in aree lontane dalla loro formazione. La parte superiore del mantello detritico si arricchisce progressivamente di sostanze organiche provenienti dalla decomposizione dei resti e dei prodotti di rifiuto degli esseri viventi; in tal modo il mantello detritico evolve in suolo.
Il suolo è lo strato incoerente di minerali e di materia organica, ricco di acqua e aria, situato sopra la roccia madre, dello spessore che può variare da pochi centimetri a decine di metri. Si forma per le interazioni chimiche, fisiche e biologiche, che intercorrono tra biosfera, litosfera, idrosfera e atmosfera.
La scienza che studia le caratteristiche, la formazione, l'evoluzione, la distribuzione e la conservazione dei suoli è la pedologia.

 

vegro

Vegro sui Colli Euganei.

 

Pedogenesi

La genesi del suolo, detta pedogenesi, inizia quando sulla roccia o sul mantello detritico arrivano organismi pionieri come microrganismi, licheni e muschi. Questi arricchiscono il substrato di sostanze organiche indispensabili per accogliere piante più evolute. L'azione delle piante provoca un'ulteriore alterazione del substrato grazie alle radici, mentre la decomposizione degli organismi arricchisce il suolo in via di formazione di sostanze di vario genere, perciò con il trascorrere del tempo la frazione organica si arricchisce sempre più e lo spessore del suolo aumenta.
I suoli evolvono anche per l'azione delle acque circolanti al loro interno. Nella parte più superficiale sono intensi i processi di degradazione meteorica, e si producono molte sostanze solubili, che possono essere successivamente portate negli strati più profondi dalle acque circolanti. Con il passare del tempo gli strati più superficiali si impoveriscono di alcuni componenti minerali e di alcuni ioni, che vanno ad arricchire gli strati inferiori, nei quali l'alterazione è ridotta.
Quando si raggiunge un certo grado di equilibrio tra degradazione ed erosione da un lato e formazione di nuovi detriti e materiali organici dall'altro, il suolo è maturo.

 

Le caratteristiche dei suoli maturi

Un suolo maturo è sempre formato da:

  • una frazione inorganica, normalmente il componente maggioritario, costituita da detriti solidi (ghiaie, sabbie ...) contenenti minerali derivanti dalla degradazione della roccia madre o trasportati da luoghi diversi, da composti chimici in soluzione come sali, ossidi, idrossidi ecc., e argille colloidali;
  • una frazione organica, quantitativamente minoritaria, che deriva dall'attività e dalla decomposizione degli organismi, i quali innescano processi di mineralizzazione, con formazione di composti organici, e l'umificazione che trasforma i resti vegetali e animali in humus, una miscela colloidale di sostanze prevalentemente organiche (lignina, proteine, glucidi, lipidi, acidi organici ecc.) in cui non è più riconoscibile alcuna struttura biologica.
  • acqua, occupa gli interstizi del suolo e proviene dalle precipitazioni atmosferiche;
  • gas (O2 e CO2) in quantità variabile, occupa i pori non riempiti dall'acqua.

Composizione del suolo

Composizione in percentuale del suolo.

 

Profilo verticale

 

Un suolo maturo presenta una stratificazione verticale con una distribuzione caratteristica dei diversi componenti. Gli strati che compongono il suolo sono detti orizzonti. Nel profilo verticale di un suolo ben sviluppato si riconoscono quattro orizzonti, indicati dall'alto in basso con le lettere O, A, B, C.

  • L'orizzonte O costituito da resti organici in una fase iniziale di decomposizione e ancora riconoscibili. La frazione minerale è quasi assente. Nell'orizzonte O vivono microrganismi (batteri, funghi, protozoi), insetti, vermi ecc.
  • L'orizzonte A, di colore scuro, contiene abbondante humus mescolato con minerali argillosi, quarzo e altre sostanze insolubili. L'humus di questo strato deriva dalla trasformazione dei materiali presenti nell'orizzonte O. Non sono presenti i composti chimici solubili, che vengono trasportati verso il basso dall'acqua meteorica penetrante nel terreno (eluviazione). In questo strato si trovano microorganismi come batteri e funghi.
  • L'orizzonte B è povero di sostanza organica mentre sono presenti minerali solubili e alterati, provenienti dallo strato sovrastante e portati dall'acqua (illuviazione). Nell'orizzonte B si concentrano silice e ossidi che colorano il suolo.
  • L'orizzonte C è formato prevalentemente da argilla e materiali disgregati, non ancora completamente alterati e scarsamente cementati.
  • Il suolo poggia sulla roccia madre non disgregata.

Profilo verticale suolo

Gli orizzonti del suolo.
M. CRIPPA, M. FIORANI, D. NEPGEN, M. RUSCONI, Scienze naturali, 1, Arnoldo Mondadori, 2013, p. T107.
A. LETIZIA, Scienze della Terra, Zanichelli, Bologna 2014, p. 127.

 

Un aspetto molto utile per distinguere i vari tipi di suolo è il colore, che varia con il tipo di detriti e la quantità di humus dal nero al marrone al giallo al rosso. Si distinguono:

  • suoli chiari, piuttosto poveri di humus;
  • suoli scuri, con quantità apprezzabili di humus;
  • suoli bruni, che si formano in genere nelle zone temperate, sono molto fertili e forniscono un buon substrato per lo sviluppo della vegetazione;
  • suoli rossi, indice di fenomeni di ossidazione del ferro e dell'alluminio e di disidratazione, comuni nelle regioni mediterranee e subtropicali.

 

Fattori che influenzano la pedogenesi

La genesi del suolo è influenzata da numerosi fattori.

  • La composizione mineralogica della roccia madre determina la velocità di alterazione superficiale, le dimensioni dei minerali e la composizione dei detriti e dei materiali inorganici.
  • Le forme del rilievo (la pendenza del terreno, l'altezza e la conformazione dei rilievi, l'esposizione dei versanti ecc.) influenzano la velocità con cui agiscono gli agenti esogeni nel processo di degradazione meteorica. Su pendii ripidi i suoli sono sottili o non si formano in quantità sufficiente.
  • Il clima determina l'intensità e il prevalere della degradazione fisica o chimica. I fattori climatici più importanti sono l'umidità e la temperatura.
  • Il regime delle precipitazioni influisce in particolare sulla fertilità del suolo. Infatti, i suoli sono permeabili, anche se in misura diversa, e l'acqua meteorica li attraversa procedendo dall'alto verso il basso. Maggiore è il flusso di acqua, maggiore è la probabilità che i minerali reagiscano e che gli ioni solubili vengano trasportati sempre più in profondità.
  • Le temperature elevate accelerano la formazione del suolo. Nelle zone tropicali, dove i batteri hanno uno sviluppo notevole, i detriti sono decomposti e rimineralizzati velocemente, per cui lo strato di humus è molto sottile o manca del tutto; nelle zone temperate, dove la decomposizione batterica è ridotta, lo strato di humus può essere discreto e il suolo risulta più fertile. Un tipo particolare di suolo, la laterite, si forma nelle regioni a clima caldo umido, con piovosità stagionale elevata. Tutti i silicati vengono alterati, si formano ossidi di alluminio e ferro, mentre argille e quarzo vengono dilavati. L'humus è molto scarso, per la rapida decomposizione dei resti organici. Il suolo è in genere poco fertile e povero di sostanze organiche, manca inoltre una vera stratificazione verticale. Dove la roccia madre non è ricca di ferro si forma, al posto della laterite, la bauxite, costituito da ossidi idrati di alluminio.
  • Il vento incrementa l'evaporazione dell'acqua e asporta i materiali più fini, soprattutto in ambienti aridi e poveri di copertura vegetale.
  • La presenza e l'abbondanza di esseri viventi micro e macroscopici è il fattore da cui dipende la quantità di sostanza organica e di humus presente nel suolo. I decompositori riciclano la materia e gli organismi scavatori dissodano il terreno migliorandone l'aerazione. Inoltre, le radici delle piante trattengono il suolo limitandone l'erosione.
  • Il tempo è il fattore da cui dipendono la potenza, la maturità e le caratteristiche di un suolo. Uno strato di suolo adatto alla crescita della vegetazione si forma in centinaia o anche migliaia di anni. La velocità del processo di formazione del suolo dipende dalla latitudine. Nelle zone tropicali umide occorrono come minimo 200 anni per la sua formazione. Negli ambienti temperati il processo richiede un tempo più lungo; si forma 1 cm di suolo ogni 200-400 anni. Una quantità sufficiente a rendere fertile il terreno si accumula in un periodo di tempo di almeno 3.000 anni. Dato il tempo lunghissimo necessario alla sua ricostruzione, il suolo deve essere considerato in una risorsa non rinnovabile. Una volta distrutto, è perduto.

 

Laterite e bauxite

Laterite nell'altopiano etiopico - Cava di Bauxite a Otranto.
A. BOSELLINI, F. FANTINI, La dinamica esterna della Terra, C, Zanichelli, Bologna 2009, p. C111.

M. RICCI LUCCHI, F. RICCI LUCCHI, La Terra, un'introduzione al pianeta vivente, Zanichelli, Bologna 2013, p. 79.