Il suolo è una unità del paesaggio
dinamica ed eterogenea
La pedogenesi
Il termine pedogenesi indica l’insieme dei processi e dei
fattori che sono alla base della formazione e dell’evoluzione
di un suolo con le caratteristiche morfologiche e le proprietà
mineralogiche, chimiche, fisiche e biologiche che lo rendono
habitat per le comunità animali e vegetali.
La pedogenesi
Il suolo è una unità del paesaggio
dinamica ed eterogenea
Le dinamiche di evoluzione (formazione, maturazione e
degradazione) del suolo sono la risultante dell'azione di
processi fisici, chimici e biologici, i quali agiscono con
intensità diversificata, contemporaneamente oppure in
sequenza, in modo sinergico oppure in opposizione.
Interessano gli orizzonti del pedon e determinano una
precisa direzione evolutiva del suolo.
Il suolo è una unità del paesaggio
dinamica ed eterogenea
I principali meccanismi di formazione del suolo sono:
la disgregazione delle rocce
la decomposizione dei minerali
weathering
l’accumulo e la trasformazione della sostanza organica
l'addizione, la trasformazione, il trasferimento e la
rimozione di materiali organici ed inorganici
La crosta terrestre
La crosta terrestre
La crosta terrestre
La crosta terrestre
La composizione della litosfera
Composizione chimica media della litosfera
I minerali che costituiscono le rocce
Il ciclo delle rocce
Le rocce ignee e metamorfiche costituiscono il 95% della
crosta terrestre, ma ne ricoprono il 25%.
Le rocce sedimentarie ne costituiscono meno del 5%, ma sono
presenti sul 75% della superficie.
Alterazione dei componenti minerali
(weathering)
Nell'ambiente di pedogenesi le rocce ed i minerali che le
compongono subiscono eventi di trasformazione sia di
natura fisica sia di natura chimica, che comportano
cambiamenti evolutivi dei minerali primari e neosintesi di
minerali secondari.
I processi di alterazione si classificano in:
fisici: che portano alla disgregazione del materiale
roccioso,
senza
determinarne
variazioni
nella
composizione chimica e mineralogica;
chimici: che provocano la più o meno completa
decomposizione della struttura e dell'associazione
ionica dei minerali presenti.
Alterazione dei componenti minerali
(physical weathering)
La disgregazione delle rocce (physical weathering)
determina perdita di coesione, frantumazione, aumento
della superficie specifica. Dipende dalla litologia,
struttura, tessitura ed omogeneità della massa rocciosa,
dalla giacitura iniziale della roccia e dalla durata
dell’esposizione in superficie. E' provocata da:
Azione dell’irraggiamento solare (termoclastismo),
Azione dei ghiacciai (abrasione e stritolamento),
Azione dell’acqua (crioclastismo),
Azione della cristallizzazione
Azione del vento (deflazione, corrosione),
Azione delle entità biotiche (licheni, radici, lombrichi)
Alterazione dei componenti minerali
(chemical weathering)
La
decomposizione
delle
rocce
(biogeochemical
weathering) porta a cambiamenti nella organizzazione
cristallina dei costituenti minerali delle rocce. Dipende
dalle
condizioni
litologiche,
fisico-chimiche
e
termodinamiche. Può avvenire:
reazioni di idrolisi
reazioni di idratazione/disidratazione
reazioni di solubilizzazione e carbonatazione
reazioni di ossidoriduzione
reazioni di complessazione/chelazione
reazioni di scambio di ioni
Alterazione dei componenti minerali
(chemical weathering)
Fattori di alterabilità chimica
L’alterazione chimica comporta trasformazioni della
natura e composizione dei minerali e delle rocce.
I principali agenti di alterazione sono: H2O, O2, CO2, ioni
H+, leganti polidentati.
La stabilità all’alterazione di un minerale è funzione:
della sua specifica composizione
della struttura e della natura dei legami
(Si-O > Al-O > Mg-O > Ca-O)
Fattori di alterabilità chimica:
l’energia di legame
Le principali fonti di H+ nel suolo
Acidi organici a basso peso molecolare
Le biomolecole acide agiscono soprattutto nella
porzione di suolo rizosferico, ma vengono anche
rilasciate dalla lettiera in decomposizione e dalle
porzioni epigee delle piante
Fattori di alterabilità chimica
L’alterazione chimica inizia dai punti di maggiore
debolezza.
I fattori di alterabilità chimica sono:
la quantità di cationi solubili (alcalini e alcalino-terrosi)
la posizione degli ioni nella struttura cristallina
il grado di collegamento tra tetraedri adiacenti
il contenuto in cationi ossidabili (FeII e MnII)
Stabilità all’alterazione di alcuni minerali primari
MINERALI FERROMAGNESIACI
MINERALI NON FERROMAGNESIACI
Ca – Plagioclasi (5)
Olivina (1)
Ca - Na – Plagioclasi (5)
Iperstene (2)
Na - Ca – Plagioclasi (5)
Augite (2)
Albite (5)
(Na – Feldspato)
Orneblenda (3)
Ortoclasio (5)
(K - Feldspato)
Biotite (4)
Muscovite (4)
stabilità crescente ai
processi di alterazione
ordine di cristallizzazione
del magma
Quarzo (5)
________________________________________________________________________________________________________
Struttura degli alluminosilicati
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Nesosilicati (tetraedri indipendenti)
Inosilicati (singole catene di tetraedri: pirosseni)
Inosilicati (doppie catene, o nastri, di tetraedri: anfiboli)
Fillosilicati (disposizione planare, o a strati, dei tetraedri)
Tectosillicati (intelaiatura tridimensionale dei tetraedri)
Numero di atomi di ossigeno condivisi tra
tetraedri di silicio adiacenti
=>
=>
=>
=>
=>
Nessuno
2
2-3
3
4 (tutti)
(Serie di Bowen)
Meccanismi di alterazione dei minerali
Vie di alterazione dei più importanti minerali
delle rocce ignee e metamorfiche
Stadi dell’alterazione di minerali del suolo
STADI
TIPO DI MINERALI
CARATTERISTICHE DEL SUOLO
Primo stadio di alterazione
1
Gesso
Questi minerali si trovano nelle frazioni limosa e argillose di suoli
2
Calcite
giovani di tutta la terra e nei suoli delle regioni aride dove
3
Orneblenda
la scarsità di acqua inibisce l'alterazione chimica
4
Biotite
e il dilavamento.
5
Albite
Stadio di alterazione intermedia
6
Quarzo
Suoli essenzialmente di regioni temperate, spesso su roccia
7
8
Muscovite
madre (anche illite) di origine glaciale o periglaciale;
Vermiculite e interstrati misti
generalmente fertili, con vegetazione naturale erbacea o forestale.
9
Montmorillonite e smectiti
Stadio di alterazione avanzata
10
Caolinite
Questi minerali sono dominanti nelle frazioni
11
Gibbsite
argillose di molti suoli fortemente
12
Ematite (anche goethite)
alterati di antiche superfici terrestri nelle regioni
13
Anatasio
intertropicali umide e calde; suoli spesso di bassa fertilità.
(Jackson e Sherman)
