3. Alterazione delle rocce

Weathering
Perdita di carico (esfoliazione)
Crioclastismo
DISGREGAZIONE FISICO-MECCANICA
Termoclastismo
Essiccamento
Aloclastismo
Soluzione
Idratazione
ALTERAZIONE CHIMICA
Ossidazione e riduzione
Carbonatazione
Idrolisi
Chelazione
ALTERAZIONE PER PROCESSI
BIOLOGICI
Effetti biomeccanici (radici
delle piante ed organismi
limivori/litofagi)
Schema di Louis Peltier (1950) sulle relazioni esistenti fra velocità di disgregazione fisico-meccanica ed
alterazione chimica e parametri come temperatura e precipitazioni meteoriche
Perdita di carico (esfoliazione):
processo di dilatazione e progressiva distruzione di
corpi rocciosi favorita dai sistemi di fratturazione e dai giunti di stratificazione e legato alla perdita di
pressione in superficie (es. erosione)
Crioclastismo:
processo di disgregazione legato a fenomeni di gelo e disgelo dell’acqua nelle
fratture (frost shattering)
Termoclastismo:
processo di disgregazione dei corpi rocciosi favorita dalle marcate escursioni
termiche diurne (soprattutto nei climi desertici) e da anisotropie mineralogiche dei corpi rocciosi
Essiccamento:
fenomeno di crepacciatura soprattutto a spese di terreni argillosi, legato a
progressivi cicli di umidificazione ed essiccamento
Aloclastismo: processo di disgregazione di masse rocciose tipico soprattutto delle zone costiere e
degli ambienti aridi, legato alla presenza e alla progressiva cristallizzazione di sali nelle fratture
Esempio di processo di esfoliazione
Esempio di processo di esfoliazione
Forme bizzarre di disgregazione meccanica legate in questo caso solamente all’azione
meccanica esercitata dal vento (Death Valley National Park, Arizona, USA)
Frammenti di roccia prodotti da termoclastismo in ambiente desertico poi successivamente rimodellati
dall’erosione eolica
Cavernous weathering of granite on the island of Paros, Greece. This sort of
weathering is common along many coastlines and probably results from deposition of
salt in cracks (salt wedging).
Soluzione (o dissoluzione):
fenomeno attraverso cui i sali minerali vengono
semplicemente disciolti in acqua in ioni e cationi; tra i più comuni NaCl – KCl – CaSO4 - CaSO4 . 2H2O
(gesso) e in parte anche CaCO3
Erosione per dissoluzione di una
roccia calcarea ad opera delle acque
meteoriche in ambiente desertico
Fenomeno di soluzione in rocce calcaree
per effetto di acqua stagnante
Idratazione: processo intermedio fra degradazione fisica e alterazione chimica; si verifica quando i
minerali assorbono acqua nella loro struttura senza modificare la propria composizione chimica. Un esempio
il solfato di calcio CaSO4 che diventa gesso CaSO4 . 2H2O oppure il passaggio dall’ematite Fe2O3 alla
limonite 2Fe2O3 . 3H2O oppure ancora semplici sali che assorbono acqua nella loro struttura con
conseguente modificazione e successiva frammentazione dell’intero apparato.
Fenomeno di idratazione in terreni argillosi
Ossidazione e riduzione: Ossidazione: fenomeno che dalla combinazione di minerali ed
l’ossigeno presente nell’aria o nell’acqua conduce alla produzione di ossidi ed idrossidi (per perdita di
elettroni): esempio dallo ione ferroso (Fe+2) allo ione ferrico (Fe+3). Tipico è il passaggio dalla pirite (ferro
bivalente) al solfato di ferro (ferro trivalente) attraverso la reazione:
FeS2 = FeSO4
Riduzione: fenomeno che si verifica nei suoli o nelle rocce in seguito alla perdita di ossigeno ad opera di
batteri anaerobi.
Esempio di ossidazione
Carbonatazione:
processo (alla base dei fenomeni carsici) che porta alla corrosione delle rocce
carbonatiche (calcari e e dolomiti) in presenza di anidride carbonica (presente nell’aria ma soprattutto nei
suoli). La reazione tipica di doppio scambio:
CaCO3 + H2O + CO2
Ca(HCO3)2
Idrolisi:
fenomeno di alterazione chimica che coinvolge essenzialmente le rocce composte da silicati
(K-feldspati, plagioclasi essenzialmente); questi minerali vengono attaccati dall’acqua in quanto
parzialmente scissa in ioni H+ e OH- (ma anche in presenza di CO2). Il risultato è la decomposizione della
molecola dei silicati. In seguito a questi processi e a conseguenti processi di dilavamento di minerali allo
stato di soluzione ionica o colloidale si può arrivare alla formazione di nuovi silicati in particolare della
famiglia delle argille (caolinite, montmorillonite, illite ecc.) e alla formazione anche di minerali residuali
insolubili. Esempi classici di idrolisi sono:
1) L’”idrolisi dei feldspati” detta anche “alterazione argillosa o siallitica”; tipico è il passaggio da ortoclasio
(k-feldspato) a caolinite.
2KAlSi3O8 + 2H2CO3 + 9H2O ——> Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K+ + 2HCO3ortoclasio
caolinite
2) L’”alterazione alluminosa o allitica: si verifica
generalmente nei climi caldo-umidi e consiste nella
separazione della silice SiO2 che va in soluzione
colloidale, dall’allumina Al2O3 che solitamente
rimane come prodotto insolubile.
Alterazione per processo di idrolisi in una roccia granitica
Ø  Quartz - slow process and largely ineffective. Quartz remains quartz. Grains are rounded.
Ø  Feldspar - weathers to clay with the cations Na, Ca, and K going into solution. Clays that
Ø 
Ø 
can form include kaolinite (pure aluminum silicate), illite and montmorillonite. Factors
which dictate clay formation are (a) climate; (b) time; (c) parent material.
Muscovite - Same as above
Ferromagnesian minerals - weather to clay plus highly insoluble iron oxides, essentially
varieties of limonite (rust).
Suscettibilità inversa ala Serie di Bowen: più è alta la temperatura di
formazione del minerale, più diventa instabile, più è erodibile
Chelazione: processo che porta alla rimozione
di ioni metallici (Al, Fe, Mn) dalle rocce attraverso
l’azione di acidi organici come ad esempio gli acidi
umici, fino a formare complessi metallici solubili; gli
agenti chelanti possono essere i prodotti di
decomposizione delle piante, o anche le secrezioni
prodotte dalle radici.
Weathering “biologico”:
combinazione di processi chimici e meccanici legati
all’azione degli organismi viventi; effetti meccanici
possono essere quelli prodotti dalla crescita delle radici
delle piante all’interno delle fratture della roccia.
Organismi come i licheni dopo la morte possono poi (a
causa del loro colore scuro) favorire una sorta di
weathering termico. Ulteriore esempio è fornito da
organismi come i litodomi (o organismi litofagi) capaci
di “mangiare” la roccia e favorire la disgregazione.