Il Carsismo
L’acqua ricca d’anidride carbonica (CO2) trasforma il calcare (CaCO3) in bicarbonato di calcio il quale diversamente dal calcare è solubile in acqua, la reazione chimica è la seguente:
CaCO3 + H2O + CO2 / Ca (HCO3) 2
Sulle superfici delle rocce calcaree questa forma d’alterazione chimica può produrre delle strutture erosive che sono definite campi solcati; ma gli effetti più spettacolari si hanno all’interno stesso delle formazioni rocciose calcaree.
Infatti, se i calcari presentano delle fessurazioni le acque di precipitazione atmosferica penetrano all’interno di queste rocce seguendone le fessure.
Poiché nell’acqua è sempre presente una piccola quantità d’anidride carbonica, il calcare è parzialmente sciolto e le fessure si allargano sempre più soprattutto quando la circolazione dell’acqua è maggiore e più intensa. Si possono così formare dei canali sotterranei in cui circola l’acqua del sottosuolo la quale affiorerà di nuovo in superficie attraverso le sorgenti.
Il fenomeno dell’erosione delle rocce calcaree è indicato con il nome di carsismo, con questo fenomeno si evidenziano sia le forme d’erosione sotterranea sia le forme erosive superficiali.
Il nome carsismo deriva dalla regione del Carso triestino, dove sono presenti e correlate fra loro, sia le forme d’erosione superficiale sia le forme d’erosione sotterranee. La trasformazione del calcare in bicarbonato di calcio è favorita dall’aumento di temperatura, il fenomeno è quindi più diffuso dove si ha un clima caldo – umido. Tutte le formazioni rocciose calcaree sono interessate da fratture che formano la base della rete idrografica sotterranea, la quale si evolve attraverso fenomeni di scioglimento e deposizione di calcare.
Di solito questa rete idrografica, interna ai massicci calcarei, non è accessibile, tuttavia in certe occasioni l’erosione è talmente forte da creare delle strutture sotterranee sufficientemente grandi da poter essere esplorate. La maggior parte di queste grotte è esplorate esclusivamente da persone esperte quali gli speleologi, e solo alcune di queste grotte, di particolare spettacolarità e grandezza sono attrezzate e rese accessibili al pubblico.
All’interno di queste grotte il continuo sgocciolare dell’acqua, ricca di bicarbonato di calcio produce splendide concrezioni calcaree dando forma a colonne o altre configurazioni. Le forme più conosciute sono le stalattiti che pendono dalle volte delle grotte, in oltre vi sono le stalagmiti che s’innalzano dal pavimento. Col passare del tempo le stalattiti che si allungano dal soffitto della volta della grotta, raggiungono le corrispondenti stalagmiti che si alzano dal pavimento, dando origine alle colonne. Le stalattiti e le stalagmiti, e tutte le altre concrezioni calcare, sono prodotte per precipitazione delle acque ricche di bicarbonato che sgocciolano nelle grotte.
La precipitazione è dovuta al fatto e che una parte d’anidride carbonica, contenuta nell’acqua, è ceduta all’aria della grotta, l’acqua impoverita d’anidride carbonica diventa così meno capace di sciogliere il calcare, il quale precipita. Il calcare precipita in una forma amorfa chiamata alabastro che assume colorazioni rosso - giallastre per la presenza d’impurità nelle acque da cui si formano. Gran parte delle grotte sotterranee si sono formate in epoche passate in seguito all’azione di grandi masse d’acqua circolanti nel sottosuolo favorite dalle condizioni climatiche e dalla piovosità molto più abbondante rispetto ad oggi. Oggi in queste grotte si formano le concrezioni, le quali con il passare del tempo riempiranno di nuovo tutta la grotta. E successivamente riprenderà un ciclo erosivo che porterà nuovamente allo scioglimento del calcare e quindi alla formazioni di fessure e canali fino alla formazione di nuove grotte; tutto questo è un processo reversibile che ha inizio con la formazione di calcare e con la sua riformazione successiva nella fase di riempimento delle grotte.
Frane e Fiumi
L’acqua che penetra nel sottosuolo e impregna le rocce può contribuire alla formazione delle frane. S’intende per frana il distacco e la conseguente discesa o caduta, più o meno rapida, verso il basso di materiali rocciosi di varie dimensioni.
La velocità di una frana varia da pochi cm all’anno a decine di m/s. Entro vasti limiti può variare la massa rocciosa interessata da una frana, cioè da modesti blocchi (poco materiale) a centinaia di m³ (massa enorme). Fattore particolarmente favorevole all’evento franoso, e quindi scatenante, è la presenza di strati argillosi che impregnandosi d’acqua funzionano come lubrificanti in modo tale da favorire lo scivolamento a valle delle masse rocciose sovrastanti. Possono essere considerate come frane anche i crolli di volte d’ampie caverne sotterranee più noti con il termine di sprofondamenti.
Corsi d’acqua
Le acque di precipitazione, le acque di sorgente, di scioglimento di ghiacciai, alimentano i ruscelli e i fiumi che costituiscono la rete idrografica attraverso la quale le correnti arrivano ai laghi e ai mari.
I torrenti sono corsi d’acqua che hanno un regime molto variabile, alternano periodi in cui sono abbondanti d’acqua ad altri in cui ne sono poveri od addirittura privi.
I fiumi sono corsi d’acqua a regime più costante e per la maggior parte del loro percorso scorrono su un letto poco inclinato, per cui la loro azione è prevalentemente di trasporto e di sedimentazione.
Le parti di un fiume sono: la sorgente, la foce e l’alveo.
La sorgente da origine inizialmente ad un ruscelletto, nel quale poi confluiscono altri corsi d’acqua che lo ingrossano gradualmente fino a trasformarlo in un vero fiume.
L’alveo o letto del fiume, è il solco in cui esso scorre, spesso è scavato nella roccia ma talora è formato invece dalle alluvioni del fiume stesso, in questo modo l’alveo è molto più ampio.
La portata di un fiume è la quantità d’acqua che passa in una sezione nell’unità di tempo, ed è data dal prodotto della superficie della sezione per la velocità media.
La pendenza del fiume è data dalla differenza d’altezza tra due punti del corso d’acqua in relazione alla lunghezza del tratto di fiume che li separa.