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 chimico-fisiche 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 fisicaComporta 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 gelo-disgelo 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.

• 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.

Termoclastismo

• 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.

Idroclastismo

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.

• 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.

Il suolo

I principali orizzonti

Nei suoli più evoluti è possibile distinguere la presenza di:

1. Orizzonte O Costituito pressoché totalmente da sostanza organica (humus);

2. Orizzonte A Eluviale in cui predomina il movimento discendente dell'acqua;

3. Orizzonte B Illuviale in cui l'acqua deposita i soluti da essa trasportati;

4. Orizzonte C Costituito dai frammenti grossolani della roccia madre, rappresenta il substrato pedogenetico del terreno;

5. Orizzonte R 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

MeandriI 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

• 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.

In un altro corso d’acqua, in un lago, al mare.

PoNilo

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 erosioneI 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 disgregatiL’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 sabbioso-argillosi 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 alteCoste 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.