Geomorfologia

GEOMORFOLOGIA
Il modellamento della superficie
terrestre
• Le forme del paesaggio sono il risultato della
trasformazione ad opera degli AGENTI ESOGENI che
agiscono sugli ELEMENTI STRUTTURALI
prevalentemente di natura endogena quali catene
montuose, faglie, pieghe, dorsali etc…
• L’aspetto del paesaggio muta nel tempo, ad opera delle
interazioni tra idrosfera, atmosfera, biosfera e le rocce
della litosfera
• La geomorfologia si occupa delle forme del paesaggio
studiando i PROCESSI MORFOGENETICI.
• I meccanismi attraverso i quali si attua la
modificazione del substrato roccioso sono:
degradazione, erosione, trasporto, sedimentazione e
deposito. Operati da:
• ACQUE CONTINENTALI
• EROSIONE E TRASPORTO EOLICO
• MORFOLOGIA DELLE COSTE
• AMBIENTI GLACIALI
N.B. Gli stessi processi esogeni, agendo su substrati
rocciosi diversi, danno forme del paesaggio diverse
anche nelle medesime condizioni di clima e nella
stessa regione geografica
Le forze esogene
• Degradazione meteorica cioè le rocce vengono
frantumate fisicamente o chimicamente. Formazione dei
detriti.
• Erosione cioè i detriti vengono rimossi ad opera di acqua,
vento, ghiacci e gravità, i quali in seguito agiscono come
agenti di trasporto.
• I sedimenti detritici vengono poi trasportati, e il principale
agente è la gravità, dai rilievi alle depressioni.
• La sedimentazione e il deposito poi dipendono
dall’agente di trasporto e dalle caratteristiche chimicofisiche dell’ambiente.
Degradazione meteorica
• Alterazione chimica e frantumazione delle rocce
affioranti ad opera di acqua, atmosfera e vento
(agenti esogeni).
• Lenta e selettiva:
− rocce diverse reagiscono in modo diverso
− le stesse rocce possono subire destino diverso
in climi diversi.
• Alterazione chimica
• Degradazione fisica
Alterazione chimica
• Influenzata da fattori quali umidità, precipitazioni e copertura
vegetale. Più intensa in regioni a clima caldo-temperato
umido, meno intensa in climi desertici o polari.
• Viene detta disfacimento e si ha la creazione di nuove specie
mineralogiche, cioè il materiale di partenza è diverso da
quello di arrivo. Le nuove specie sono più stabili nelle nuove
condizioni, diverse da quelle di formazione.
• Agiscono soprattutto l’acqua e l’ossigeno.
− Idratazione (l’acqua viene inglobata nel reticolo di alcuni
minerali)
− Idrolisi (reazione di alcuni minerali con H+ e OH- dell’acqua)
− Dissoluzione (l’acqua scioglie alcuni minerali, es. carsismo)
− Ossidazione (reazione chimica con l’ossigeno)
La degradazione fisica
Comporta la frantumazione fisica delle rocce. La
dimensione dei frammenti può andare dai massi al silt.
• Crioclastismo o gelivazione
• Idroclastismo
• Termoclastismo
• Aloclastismo
• Bioclastismo
• Esfoliazione
Crioclastismo
• Causato dall’azione gelo-disgelo. Se la roccia è impregnata
d’acqua che congelando aumenta di volume, provoca una
pressione notevole nelle cavità in cui si infiltra. Se il gelodisgelo si ripete di frequente (montagna) porta alla formazione
e al distacco di scaglie o frammenti a spigoli vivi. Una roccia è
tanto meno resistente quanto più è fratturata o porosa.
Termoclastismo
• L'azione di frantumazione delle rocce può anche essere
dovuta alle ripetute dilatazioni e contrazioni che una
roccia subisce durante il riscaldamento e il
raffreddamento; si ha così il fenomeno del
termoclastismo, tipico delle zone desertiche, dove più
marcate sono le escursioni termiche giornaliere.
Idroclastismo
• Le rocce argillose, che assorbono acqua e sono soggette
ad alternanza di imbibizioni e di essiccamento, sono
quelle che risentono del fenomeno dell'idroclastismo, che
genera una serie di fratture poligonali quando le argille si
essiccano e perdono il loro contenuto d'acqua.
Aloclastismo
• Anche le acque salate che penetrano nelle fessure delle
rocce esercitano un'azione di fratturazione; infatti
l'evaporazione dell'acqua provoca il deposito e la
cristallizzazione dei sali che esercitano una pressione in
grado di ampliare la porosità e la fessurazione della
roccia. Questo fenomeno è particolarmente presente
nelle zone costiere (vaschette di erosione).
Esfoliazione
• Provocata da variazioni di
pressione, con il distacco di lamine
di roccia secondo superfici
parallele.
Esfoliazione “cipollare”
Bioclastismo
• Anche gli esseri viventi (radici delle piante, cavità o
gallerie scavate da animali scavatori) con la loro
azione possono concorrere alla frantumazione della
compagine rocciosa.
Il suolo
• Se i detriti prodotti non vengono rimossi si ha la
formazione di una massa incoerente chiamata
regolite. Sulla parte superiore si possono insediare
vegetali con apparati radicali, si può arricchire di
sostanze organiche evolvendo in suolo.
• La pedogenesi si occupa dei processi di formazione
e trasformazione del suolo.
• Un suolo maturo si divide in strati con
caratteristiche chimico-fisiche ben definite detti
orizzonti.
I principali orizzonti
Nei suoli più evoluti è possibile distinguere la presenza di:
1. Orizzonte O
2. Orizzonte A
3. Orizzonte B
4. Orizzonte C
5. Orizzonte R
Costituito pressoché totalmente
da sostanza organica (humus);
Eluviale in cui predomina il
movimento discendente
dell'acqua;
Illuviale in cui l'acqua deposita i
soluti da essa trasportati;
Costituito dai frammenti
grossolani della roccia madre,
rappresenta il substrato
pedogenetico del terreno;
Roccia madre.
Formazione di un suolo:
pedogenesi
La pedogenesi è influenzata da:
• Natura della roccia madre e la sua composizione
mineralogica
• Le forme del rilievo che influenzano la velocità di
formazione di un suolo
• Regime delle precipitazioni e condizioni termiche
• La presenza e il numero di viventi
• Il tempo, dal quale dipendono la potenza e la
maturità di un suolo.
Le frane
• L’azione degli agenti esogeni è più accentuata nelle parti
più rilevate della superficie terrestre. I versanti sono
costantemente modellati ad opera della gravità.
•
•
•
•
•
•
•
Sono dei movimenti di massa di materiali incoerenti causati dalla
gravità.
Il movimento franoso si verifica quando si rompe l’equilibrio tra il
peso, l’attrito e le forze di coesione delle masse detritiche e
rocciose.
Per ogni materiale esiste un ANGOLO DI RIPOSO di solito compreso
tra 10° e 40°che rappresenta la pendenza massima oltre la quale i
materiali incoerenti o rocciosi non sono più stabili.
La potenziale franosità di un versante dipende dal tipo di roccia, dal
grado di fratturazione, dalla pendenza, dai fenomeni di
degradazione e dalla piovosità.
L’argilla spesso si comporta come lubrificante in presenza di acqua
favorendo lo scivolamento dei materiali detritici.
L’acqua in quantità eccessiva dopo periodi di piogge intense trascina
con sé i detriti appesantendo i versanti.
Le attività umane quali il disboscamento, le scosse sismiche,
l’escavazione delle acque correnti sono altri fattori che favoriscono i
movimenti di massa.
Erosione per ruscellamento
• Le acque continentali superficiali sono
caratterizzate dal movimento, quindi
rappresentano il principale mezzo di trasporto e di
erosione dei versanti.
• Le acque piovane si muovono disordinatamente
lungo le linee di massima pendenza. Il processo di
erosione delle acque di precipitazione è detto
ruscellamento e porta all’asportazione dei detriti
più fini.
Forme del ruscellamento
• Calanchi
• Piramidi di terra
Erosione e trasporto fluviale
I corsi d’acqua modellano la superficie con l’erosione
delle rocce e del suolo e con il trasporto dei
sedimenti; la sedimentazione avviene quando il
carico giunge nei bacini di sedimentazione,
generalmente il mare.
L’erosione opera con l’asportazione dei materiali,
l’abrasione delle rocce sul fondo e lateralmente, la
solubilizzazione.
Il trasporto è essenzialmente: in soluzione, in
sospensione, per trascinamento e rotolamento.
La valle fluviale
Forme di erosione
• Erosione verticale
• Erosione trasversale
La conformazione della valle dipende da queste due
forme di erosione. Con il trascorrere del tempo scava una
valle a V per effetto dell’erosione verticale prevalente. Il
livello di base è la quota al di sotto della quale il fiume
non può più erodere la valle in cui scorre: può essere il
livello del mare o, se il fiume è un affluente, il livello del
fiume principale.
Forre e gole: scavate dal
torrente come incisioni
strette e profonde quando
scorre su rocce compatte.
Forme di deposito
• L’erosione ed il deposito avvengono anche in
contemporanea, nel tratto a valle. Quando la pendenza
diminuisce, diminuisce anche la velocità dell’acqua. Si
formano così le pianure alluvionali costituite dal deposito
dei sedimenti provenienti dalle regioni a monte. Nelle
pianure alluvionali si formano spesso i meandri.
• I terrazzi fluviali sono le principali forme di deposito. Sono
accumuli di sedimenti di varie dimensioni (ghiaie, sabbie,
argille), che formano superfici pianeggianti ai lati dei corsi
d’acqua.
• I conoidi alluvionali sono depositi a forma di ventaglio,
formato da un corso d'acqua di forte pendenza allo sbocco
della sua valle in pianura.
Conoidi
Terrazzi
Meandri
I corsi d'acqua si muovono quindi in ampie anse chiamate
meandri che cambiano spesso posizione, sia lateralmente, che
verso valle perchè il fiume tende ad erodere nel lato esterno del
meandro e a depositare i sedimenti nel lato interno, a causa delle
diverse velocità dell'acqua. L'acqua nella parte interna della curva
rallenta e deposita parte del suo carico, mentre nella parte esterna
ha una velocità maggiore e quindi erode la sponda.
Le foci dei fiumi
In un altro corso d’acqua, in un lago, al mare.
• Se lo sbocco avviene in un mare o un lago con
scarsa escursione di marea, si formerà una foce a
delta. Si forma solo se sfocia in un mare
tranquillo,dove le onde e le correnti non hanno
energia sufficiente per disperdere i sedimenti.
• Nei delta più estesi il fiume principale si divide in
diramazioni in continua modificazione.
Nilo
Po
Se il fiume sfocia in mare aperto, la notevole escursione di marea
ha forza sufficiente per asportare al largo i depositi fluviali quindi
non si forma il delta. Le correnti di marea provocano moti
turbolenti che non permettono una deposizione continua
formando una foce a imbuto (estuario) povero di sedimenti.
Adige
I ghiacciai: forme di erosione
I ghiacciai esercitano un’azione erosiva potente ed efficace sulle rocce del
fondo e sui versanti. Si esplica attraverso due processi:
La rimozione dei frammenti già disgregati
L’estrazione di detriti dai versanti e dal fondo.
I detriti sono trasportati nella massa di ghiaccio o sulla sua superficie.
Erosione glaciale
• Le valli glaciali sono tipicamente a
U poiché il ghiaccio erode sia il
fondovalle che i versanti, hanno un
profilo ondulato perché il ghiacciaio
tende ad accentuare le irregolarità.
Spesso le valli fluviali si
sovrappongono, al ritiro del
ghiaccio, alle preesistenti glaciali
(molte valli alpine).
• Dove due o più ghiacciai
confluiscono si possono formare
valli sospese.
Forme di accumulo e deposito
• Morene : sono cordoni, piccole colline,ed altri piccoli
rilievi che il ghiacciaio abbandona al suo ritiro. Sono
costituite da frammenti, detti till, un materiale
eterogeneo sia come forma che granulometria,
disposto caoticamente e senza stratificazione.
• Massi erratici: sono blocchi rocciosi di grosse
dimensioni trasportati nella massa del ghiaccio e
depositati poi molto lontani dal luogo di origine.
L’azione geomorfologica del vento
• Questo tipo di morfologia trova le sue forme più evolute
negli ambienti aridi dove la mancanza di umidità e di
vegetazione lascia il suolo indifeso. Quindi l'ambiente ove si
riscontra maggiormente è il deserto che ha come carattere
fondamentale la scarsità di precipitazioni (in genere non
superiori a 250 millimetri all'anno; a Milano è di 1200
millimetri circa). Questo tipo di morfologia è chiaramente
legata all'azione del vento e alla sua energia, quindi alla sua
capacità di trasportare a distanza particelle solide
(chiamata deflazione) che avviene prevalentemente in
sospensione o per saltazione, dipendendo dalla
dimensione, il peso specifico e la forma delle particelle
stesse
La maggior parte del trasporto quindi
coinvolge elementi molto piccoli, come
le polveri, le ceneri vulcaniche o le
sabbie finissime, che vengono prelevate
dal terreno e poi trasportate in
sospensione, soprattutto quando soffia
un vento vorticoso capace di sollevare
questi elementi a grandi altezze, anche
3 Km; In alcune condizioni particolari
queste particelle possono formare i
nuclei di condensazione del vapore
acqueo per poi essere trasportate a
terra con la pioggia: è il fenomeno delle
piogge di sangue, soprattutto nelle zone
mediterranee, dovuta a sabbia rossastra
proveniente dal Sahara. Le rimanenti
particelle grossolane che interrompono
quindi l’erosione vanno a formare il
“pavimento del deserto”.
Forme di erosione
• Si chiama corrasione l'azione del vento contro superfici di
rocce coerenti, e si realizza grazie all'azione abrasiva delle
particelle solide trasportate dal vento che consumano e
modellano le rocce coerenti. Questo fenomeno è
particolarmente intenso vicino alla superficie del suolo, fino
a qualche metro di altezza, e per questo spesso le rocce
prendono la forma a "fungo", e sulla superficie stessa i
ciottoli subiscono un'azione abrasiva che dà vita a ciottoli
sfaccettati. Altre forme di corrasione di maggiori
dimensioni sono gli yarding che descrivono dei rilievi
allungati, paralleli alla direzione del vento; si osservano
questo tipo di forme d'erosione in sedimenti sabbiosoargillosi parzialmente cementati. Queste forme si ritrovano
anche nel deserto del Sahara, anche se di dimensioni
ridotte, a sud di Tibesti, scolpite in argille e diatomiti
dell'antico bacino del Ciad.
Forme di deposito
• Le più tipiche sono le dune che possono essere di svariati
tipi, forme e dimensioni; solitamente la forma delle dune è
definita e non sono accumuli casuali di sabbia, mentre
possono variare notevolmente le dimensioni e solitamente
si raccolgono a formare dei campi di dune. Possiamo
avere le dune longitudinali disposte parallelamente alla
direzione del vento, la sabbia si accumula formando dune
che possono arrivare a lunghezze di oltre 100 Km. Al
contrario le dune trasversali sono poste ortogonalmente
alla direzione del vento dominante (cioè quello che soffia
con maggior potenza, quello regnante soffia per un periodo
di tempo più lungo) e sono create dal vento stesso che
modella il suolo secondo le modalità del suo flusso.
Possiamo anche avere delle dune di forma
complessa formate dalla combinazione di due
venti che soffiano periodicamente con
direzioni diverse (dune del Sahara).
Le dune costiere, che si trovano in
prossimità appunto delle coste,
sono formate dal trasporto della
sabbia delle spiagge adiacenti; in
una fase successiva la vegetazione
può frenare o arrestare il
fenomeno prima che si propaghi
nell'entroterra.
Il loess
•
•
•
•
•
Il löss, più frequentemente trascritto come loess è un tipo di
sedimento eolico molto fine (delle dimensioni tra 0,001 e 0,05 mm);
E’ un sedimento che viene originato dal trasporto e dalla deposizione
di particelle da parte del vento.
Le aree di origine del sedimento possono essere diverse: in alcuni
casi, le particelle provengono da depositi inconsolidati di origine
glaciale che sono molto suscettibili di erosione, tuttavia le aree di
ablazione dei maggiori depositi lössici sono costituite da ampie aree
desertiche.
Dopo la rideposizione, i depositi lössici rimangono spesso instabili e
possono essere erosi in tempi relativamente brevi; questo destino si
compie generalmente anche in mancanza di azioni perturbatrici di
origine antropica.
Le deposizioni di löss si estendono spesso su vaste aree: molto
importanti sono l'Altopiano del Loess, nella Cina centro-settentrionale
e i suoli neri di steppa della Russia europea meridionale, della Siberia
sudoccidentale e delle Grandi Pianure nordamericane.
Huangtu Gaoyuan ("altopiano di loess"),
situato nella provincia cinese dello Shanxi
Loess in Ungheria
L’azione geomorfologica del mare
• L’energia della massa d'acqua, che si trasferisce alla linea di
costa e ne modifica la morfologia prende il nome di
abrasione marina ed è provocata dalle correnti, dalle
onde e dalle maree. In particolare l'azione modificatrice del
mare si esplica in modalità diverse: l'azione idraulica
dell'acqua stessa, la corrasione cioè quando le onde e le
correnti trascinano con sé dei sedimenti contro le coste,
l'usura e l’arrotondamento che subiscono i ciottoli e
frammenti vari nella zona dei frangenti e la corrosione
cioè l'azione chimica dell'acqua di mare (soprattutto per le
coste calcaree).
• Il fattore principale rimane comunque l'azione idraulica del
mare che durante le tempeste può arrivare a scagliare
contro la costa migliaia di tonnellate d'acqua.
• Nella baia di Wick Bay, in Scozia, durante una
tempesta è stato asportato un blocco frangiflutti in
acciaio e calcestruzzo del peso di 2600 tonnellate
• Le acque marine trasportano i detriti sia lungo la costa
(i frammenti più grossolani) che al largo (i sabbie e
fanghi), dove si depositano.
Tipi di coste
• Classificazione delle coste: è difficile e non esiste un criterio
omogeneo: spesso i criteri di catalogazione sono puramente
morfologici, basati sull’osservazione verticale e orizzontale
delle coste stesse. Diritte o frastagliate, alte o basse.
Coste alte
Coste basse
Le coste alte
• L’azione erosiva del mare è intensa, determinata dal
moto ondoso. Spiaggia assente o ridotta, prevale
l’erosione sulla deposizione. I materiali franati vengono
portati sul fondale in prossimità della costa dai
frangenti.
– Falesie
– Rias
– Fiordi
– Coste tettoniche
Falesie
• Coste molto ripide che si formano quando l’abrasione
marina agisce in modo uniforme su una costa alta e
rocciosa, tipiche della Normandia.
• I materiali derivanti dalla demolizione si accumulano ai suoi
piedi e col tempo si forma una piattaforma di abrasione,
inclinata verso il mare e in buona parte sommersa. Con il
procedere dell’erosione, la piattaforma si ingrandisce,
finendo per frenare le onde e proteggere la falesia
dall’ulteriore attacco del mare. Se il moto ondoso non
raggiunge più la base della falesia arretrata si parla di
falesia morta. Alla base spesso sono presenti anfratti e
grotte (grotta del bue marino in Sardegna).
Torre dell’Orso
Etretat
Rias
• Tipiche della costa galiziana spagnola,
Corsica occidentale, Grecia. Sono coste
alte e frastagliate, con insenature
profonde e ramificate, che anticamente
erano valli fluviali. La formazione è
dovuta all’innalzamento del livello del
mare dopo lo scioglimento dei ghiacciai.
Fiordi
• Tipici della Norvegia.
Sono insenature lunghe
e strette che penetrano
nella terraferma, anche
oltre
i
200
Km,
racchiuse
da
pareti
strette e verticali. Il
fondale
è
piuttosto
piatto e la parte più
profonda
è
invece
all’interno. Sono antiche
valli
scavate
dai
ghiacciai
durante
le
glaciazioni,
sommerse
dal
mare
dopo
lo
scioglimento.
Coste tettoniche
• Sono costituite da lunghi canali, paralleli alla linea di costa,
che separano miriadi di isolette strette e allungate. Sono
originate da deformazioni tettoniche e faglie. Tipiche della
Dalmazia, Scozia e Canada.
Coste basse
• Si formano dove la sedimentazione prevale sull’erosione, il
materiale trasportato si deposita e si formano ampie zone
sabbiose, poiché le coste sono protette dall’azione erosiva
delle onde.
• Spiagge formate da sabbie e ghiaie.
– Barre sabbiose sottomarine: cumuli allungati paralleli
alla costa;
– Cordoni litoranei: lingue di sabbia parallele alla costa
frequenti all’ingresso di insenature e baie; quando le
insenature vengono separate dal mare aperto restano
solo degli stretti passaggi mantenuti aperti dalle correnti
di marea, formando così le lagune.
– Se le lagune si chiudono completamente si formano i
laghi costieri.
– La presenza di sporgenze quali promontori o moli
artificiali provocano al deviazione delle correnti di deriva,
sedimentando così materiali che, in presenza di isole
costiere, formano i tomboli (Monte Argentario).
Cordone litoraneo
La laguna di Venezia
Evoluzione di una linea di
costa
La rifrazione delle onde è una caratteristica
molto importante poiché, tendendo le onde
a propagarsi parallelamente alla costa,
l'azione erosiva si concentra contro i lati e le
estremità dei promontori e risulta molto
meno intensa all'interno delle baie; questa
caratteristica fa si che le coste tendono a
regolarizzarsi nel senso che l'erosione
marina tende a smussare le sporgenze e a
trasformare le linee di costa irregolari in
linee di costa rettilinee.