Spleogenesi

PROCESSI SPELEOGENETICI

Fatta esclusione per alcuni tipi di roccia, le grotte si sviluppano nelle rocce calcaree, che siano di origine sedimentaria o metamorfiche; le prime costituiscono una famiglia numerosa ed eterogenea: calcari di origine chimica, formatisi per deposizione e precipitazione del carbonato di calcio; i calcari di origine organogena o biogeni, costituiti prevalentemente da resti (gusci o scheletri calcarei) di organismi viventi o dall’azione degli stessi organismi in grado di fissare il carbonato di calcio.Le metamorfiche, citando come esempio il marmo rappresentano il risultato di un metamorfismo termico o di contatto su una roccia carbonatica.Quando una successione carbonatica, a seguito di eventi tettonici, viene sollevata al punto di emergere sopra il livello marino, si trova ad essere sottoposta all’azione degli agenti atmosferici i quali iniziano il lento ma inarrestabile lavoro di smantellamento e modellamento della porzione emersa.Questo processo chimico – fisico si chiama carsificazione, tale termine indica una particolare condizione morfologica del terreno roccioso, il nome carso, che rappresenta anche una porzione di territorio tra Italia ed ex Jugoslavia, ha radici antiche pre – indoeuropea Kar – Karsa – Karra – Garra dal significato di roccia, pietra, terreno sassoso, fino ad arrivare al termine di uso internazionale di Karst.Il fenomeno di modellazione esterna di un massiccio carbonatico viene indicato con il nome: Carsismo Epigeo o superficiale; mentre quello interno: Carsismo Ipogeo.La carsificazione avviene per EROSIONE e CORROSIONE (più precisamente SOLUBIZZAZIONE). L’elemento fondamentale per cui s’inneschi questo meccanismo è l’acqua (H2O). L’acqua scorrendo esercita un’azione erosiva e di abrasione dovuta anche alle particelle solide in sospensione, mentre l’azione corrosiva e dissoluzione è generata dall’acqua arricchita (acidificata ) di anidride carbonica (CO2), le interazioni chimico – fisiche e gli equilibri tra gli elementi:

roccia calcarea CaCO3 equilibrio ionico Ca++ CO3--

Acqua H2O H+ OH-

Anidride carbonica CO2

Sono regolate da una serie di reazioni chimiche che inquadrano il fenomeno della dissoluzione, esse si possono cosi riassumere:L’acqua filtrando nel terreno si arricchisce di anidride carbonica

CO2 + H2O = H2CO3 Acido Carbonico

H2CO3 <-> H+ HCO3- Ione idrogeno + ione bicarbonico

Questo scambio è regolato dalla concentrazione di CO2 contenuto nel terreno, dalla temperatura e dalla pressione, questo è anche reversibile.

CaCO3 <-> Ca++ CO3-- Ione calcio + ione carbonato

La presenza di ioni di idrogeno rende possibile il processo della dissoluzione in quanto lo ione di idrogeno H+ si lega con lo ione carbonato CO3--, generando uno ione bicarbonico rompendo l’equilibrio ionico CA++ CO3--. Gli ioni HCO3- e lo ione CA++ sono solubili in acqua, quindi per ogni CO2 in acqua si sciolgono 3 ioni.

Quando l’equilibrio viene a realizzarsi ( saturazione ), il processo si arresta. Ora in queste condizioni, può innescarsi il procedimento inverso: infatti è sufficiente un minimo squilibrio, pressione o temperatura , per provocare la precipitazione di carbonato di calcio che non si trova più in equilibrio con l’acqua che contiene CO2.

In conclusione, più un’acqua contiene anidride carbonica disciolta più carbonato è in grado di solubilizzare.