Carsismo

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La Pozzatina, un caso esemplare di forma carsica superficiale (dolina), di notevoli dimensioni, situata sull'altopiano del Gargano.
Imboccatura di un piccolo inghiottitoio nell'area carsica dell'Alta Murgia - Puglia)

Il termine carsismo indica l'attività chimica esercitata dall'acqua, soprattutto su rocce calcaree, sia di dissoluzione sia di precipitazione.

La parola ha origine dal nome della regione dove inizialmente questo fenomeno è stato studiato, il Carso Triestino. Questa regione si estende grosso modo dal Golfo di Trieste verso nordest fino alla valle del fiume Vipacco (Vipavska dolina, Slovenia) e dal fiume Isonzo verso sudest fino o poco oltre la sorgente del torrente Rosandra.

Con il progredire degli studi sul carsismo è diventato evidente che questo tipo di terreno è uno dei più interessanti paesaggi del suolo terrestre. Le varie espressioni del carsismo si distinguono principalmente per il tipo di substrato roccioso sul quale avvengono. In Italia si conoscono principalmente le forme di carsismo su rocce a matrice calcarea e dolomitica, ma altrove esso si manifesta anche in rocce sedimentarie costituite da sale e da gesso. Da recenti studi si è scoperta una particolare forma di attività carsica persino in alcune rocce vulcaniche.

Il processo[modifica | modifica sorgente]

Esso generalmente si articola in due fasi (dissolutiva e costruttiva), che possono alternarsi all'infinito a seconda di come varia l'equilibrio della saturazione in H2O della CO2 nella reazione chimica reversibile fondamentale.

  • La fase dissolutiva è operata dallo scorrimento superficiale o ipogeo di precipitazioni rese acide dall'anidride carbonica presente nell'atmosfera (vedi reazione 1).
  • La fase costruttiva si ha quando l'acqua sotterranea, arricchita (fino alla saturazione) di carbonato acido di calcio, sfociando per esempio nell'atmosfera di una grotta, lo rilascia sotto forma di carbonato di calcio insolubile. Tale precipitazione è dovuta all'evaporazione dell'acqua e alla contemporanea liberazione della CO2 spostando la reazione (vedi reazione 2) verso il CaCO3. Questo va quindi ad esempio a formare le stalattiti o le stalagmiti a seconda che l'acqua evapori prima di gocciolare sul suolo oppure dopo.
Fenomeni carsici presso Doberdò del Lago, in Friuli-Venezia Giulia, con evidenza di fratture della roccia e di dissoluzione selettiva.

Il carsismo si sviluppa principalmente a seguito della dissoluzione chimica delle rocce calcaree. Il processo rientra nel grande insieme delle azioni di disgregazione compiute dagli agenti esogeni a spese delle rocce affioranti sulla crosta terrestre.

La corrosione avviene per opera delle acque meteoriche che, oltre a contenere una certa quantità di anidride carbonica atmosferica disciolta al loro interno, scorrendo sulla superficie del suolo e attraversando lo strato superficiale del suolo si arricchiscono ulteriormente di CO2[1]. Queste acque reagiscono con la roccia calcarea intaccandola lentamente, sia in superficie sia infiltrandosi nel reticolo, fino a dar luogo - nell'arco delle ere geologiche - a veri e propri condotti di dimensioni variabili, che costituiscono i classici acquiferi tipici delle rocce carbonatiche. Infatti le acque ricche di anidride carbonica sono particolarmente aggressive nei confronti del carbonato di calcio.

Con il passare del tempo l'acqua piovana, ulteriormente acidificata dall'azione biologica, discioglie la roccia, sia superficialmente sia in profondità, infiltrandosi per vie di penetrazione spesso impostate sul linee di frattura o di faglia.

I complessi fenomeni chimici di dissoluzione e precipitazione in ambiente carsico possono essere chimicamente così sintetizzati:

1) \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O} +\mathrm{CaCO_3} \longrightarrow \mathrm{Ca(HCO_3)_2} \;

2)  \mathrm{Ca(HCO_3)_2} \longrightarrow \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O} +\mathrm{CaCO_3} \;

Contrariamente al carbonato di calcio (CaCO3) praticamente insolubile, il carbonato acido di calcio (Ca(HCO3)2) si dissocia in acqua in ioni Ca++ e HCO3- che vengono asportati dall'acqua dilavante.

Il materiale non disciolto (es. silice e ossidi metallici) va a costituire i cosiddetti depositi residuali, sovente associati alle forme carsiche.

L'evoluzione del carsismo procede in profondità creando cavità ipogee, arrestandosi solo al contatto con rocce non sottoposte, per contenuto mineralogico, al fenomeno di dissoluzione carsica.

Dal punto di vista geochimico vengono interessati dal processo minerali carbonatici come primariamente la calcite e l'aragonite, ma anche in misura minore la dolomite. Forme di dissoluzione simili, ma che si attuano in modo chimicamente diverso, possono anche formarsi a spese di formazioni gessose e saline; tali forme vengono spesso ricomprese nel fenomeno carsico, anche se a rigore non subiscono il processo di dissoluzione sopra descritto.

L'azione corrosiva dipende dalla natura della roccia, dalla temperatura media stagionale e dalla presenza di precipitazioni. Ecco perché i terreni carsici si trovano prevalentemente nella fascia climatica temperata, dove le condizioni atmosferiche sono più favorevoli, sia per le temperature sia per la quantità di precipitazioni. All’infuori di questa fascia il Carso si trova solo sporadicamente.

Le forme[modifica | modifica sorgente]

Scannellature

Dissolvendosi, le rocce calcaree danno luogo a forme caratteristiche sia nell'ambiente esterno sia nel sottosuolo.

Il paesaggio carsico è praticamente privo di rete idrografica superficiale.
In geomorfologia si distingue in carsismo superficiale (epigeo) e carsismo sotterraneo (ipogeo).

Forme del carsismo superficiale (epigeo)[modifica | modifica sorgente]

Le forme del carsismo superficiale vengono classificate, in base alla scala del fenomeno, in microforme e macroforme.

Tra le microforme, si annoverano le scannellature (vedi fotografia a lato, Rillenkarren in tedesco), i "campi solcati" o "campi carreggiati" (karren in tedesco, lapiez in francese), le docce (dei solchi più ampi), le vaschette di corrosione (in sloveno kamenitza), i fori di dissoluzione e gli alveoli.

Tra le macroforme più importanti si ricordano doline, polje, puli, inghiottitoi, grave a pozzo e valli carsiche.

Noto tra i polje, per fare un esempio, è il Cerkniško jezero in Slovenia, che da quasi due secoli viene studiato da scienziati provenienti da tutto il mondo.

In Puglia (Italia) si hanno diverse manifestazioni del fenomeno carsico, alcune delle quali note a livello planetario, sia disseminate sul promontorio del Gargano, sia interessanti in maniera massiccia l'intero altopiano delle Murge, praticamente dal confine sud dell'asta fluviale dell'Ofanto fino allo Jonio, dal tarantino al Salento.

Tra questi si ricordano il Pulo di Altamura (la dolina dal diametro maggiore in assoluto, coi suoi oltre 500 metri), il Pulo di Molfetta (esemplare dolina di crollo, dalle pareti punteggiate da centinaia di grotte e cunicoli, molti dei quali intercomunicanti), il Pulicchije di Gravina, le gravine stesse (profondi solchi incisi da antichi corsi d'acqua nella roccia calcarenitica) e, tra i fenomeni di carsismo ipogeo, le famosissime Grotte di Castellana e la meno nota, ma fantasticamente ricamata dalla natura, Grotta di Putignano, oltre alle innumerevoli lame.

Forme del carsismo sotterraneo (ipogeo)[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Ipogeo.
Il fiume sotteraneo Timavo

Nelle Grotte di San Canziano (15 km ad est di Trieste) il fiume Timavo scorre lungo il fondo della grotta, ad oltre 100 m sotto la superficie, e poi riaffiora dalle sue risorgive presso Duino (20 km a nord-ovest di Trieste)

Le Risorgive del Timavo

Le grotte sono senza dubbio le forme più conosciute, ma esistono anche cunicoli più o meno estesi, come quelli percorsi da fiumi sotterranei, come ad esempio il Timavo, che scompaiono dalla superficie terrestre sprofondando nel sottosuolo dove scorrono anche per parecchio tempo prima di tornare all'aperto (risorgive carsiche). L'esplorazione speleologica ha permesso inoltre di rilevare sifoni, condotti e altre forme di collegamento tra cavità ipogee.

Oltre che forme erosive sono abbondanti le forme deposizionali del carsismo. Infatti, lo stillicidio dell'acqua che penetra dalla superficie crea, con il passare dei secoli e millenni, fantastiche strutture calcaree. Le forme più caratteristiche sono le stalattiti, le stalagmiti, le colonne date dalla loro unione, le colate, le cortine e le varie concrezioni che ornano le pareti delle grotte sotterranee.

Il fenomeno deposizionale è sostanzialmente generato dall'inversione della reazione di dissoluzione carsica. In particolare condizioni di temperatura e flusso idrico il bicarbonato solubile tende a trasformarsi in carbonato di calcio insolubile, che precipita, si deposita e forma le concrezioni.

Cenni storici[modifica | modifica sorgente]

Dappertutto nel mondo le grotte sono state adibite, sin dagli albori della civiltà umana, a rifugio, abitazione e magazzino, ma gli anfratti più nascosti e profondi come gli abissi o le grotte completamente sotterranee hanno certamente messo in soggezione gli uomini di tutti i tempi. Ecco perché vi si facevano abitare demoni e divinità malvagie, oppure gnomi malefici e creature spaventose. Non meraviglia dunque che una ricerca scientifica delle grotte sia relativamente recente.

Il primo a tentare un approccio scientifico fu lo sloveno J.V. Valvazor che già nel XVII secolo corrispondeva con l'inglese Royal Society sugli aspetti della regione carsica. Parecchio più tardi, nel 1784, l'austriaco J.N. Nagel, su incarico dell'imperatore Francesco I, descrisse e disegnò alcune grotte del Carso triestino.
Ma la prima teoria sul carsismo risale solo al 1771 e la si deve ai fratelli Gruber di Lubiana che ipotizzarono una serie di crolli di grotte antiche come causa del percorso sotterraneo dei fiumi; questa teoria spiegherebbe i fiumi “a scomparsa” e alcuni tipi di doline. I due fratelli diedero anche una valida spiegazione dei laghi che si prosciugavano, ma le loro deduzioni sembrarono troppo fantasiose e caddero nel dimenticatoio.

Una diversa spiegazione del carsismo fu presentata nel 1778 dal francese Baltasar Hacquet che insisteva sulla teoria della corrosione. È da notare che egli sosteneva la presenza di un acido nella pioggia, acido che andava a corrodere la calce latente nella pietra. Era la teoria giusta, ma gli scienziati dell’epoca non accettarono né l’acido nella pioggia né la calce nella pietra. Anche Hacquet fu dimenticato. La teoria fu poi ripresa da un aristocratico triestino appassionato di geologia, il conte Franz Anton Marenzi, membro dell'Accademia Austriaca delle Scienze e ufficiale dell'esercito austroungarico, che la rilanciò e la rielaborò così come è studiata oggi.

Oggi sappiamo che avevano ragione sia i Gruber sia Hacquet: il carsismo e il paesaggio da esso generato è sia la conseguenza di cause predisponenti, come le deformazioni dovute a movimenti tettonici, sia dall’erosione chimica dovuta all'acqua piovana.

Galleria fotografica[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Dato che gli organismi viventi cedono CO2 mediante la respirazione cellulare, lo strato superficiale del suolo, dove si concentra la vita, ha un'atmosfera più ricca di anidride carbonica

Dove assistere al fenomeno[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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