Il suolo è una unità del paesaggio dinamica ed eterogenea · dinamica ed eterogenea . ... crosta...
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Il suolo è una unità del paesaggio dinamica ed eterogenea
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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
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
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
l’accumulo e la trasformazione della sostanza organica
l'addizione, la trasformazione, il trasferimento e la
rimozione di materiali organici ed inorganici
weathering
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)
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.
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.
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
Le biomolecole acide agiscono soprattutto nella porzione di suolo rizosferico, ma vengono anche rilasciate dalla lettiera in decomposizione e dalle porzioni epigee delle piante
Acidi organici a basso peso molecolare
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
Olivina (1) Ca – Plagioclasi (5)
Iperstene (2) Ca - Na – Plagioclasi (5)
Augite (2) Na - Ca – Plagioclasi (5)
Albite (5)
Orneblenda (3) (Na – Feldspato)
Ortoclasio (5)
Biotite (4) (K - Feldspato)
Muscovite (4)
stabilità crescente ai ordine di cristallizzazione
processi di alterazione del magma
Quarzo (5)
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Struttura degli alluminosilicati Numero di atomi di ossigeno condivisi tra
tetraedri di silicio adiacenti
(1) Nesosilicati (tetraedri indipendenti) => Nessuno
(2) Inosilicati (singole catene di tetraedri: pirosseni) => 2
(3) Inosilicati (doppie catene, o nastri, di tetraedri: anfiboli) => 2-3
(4) Fillosilicati (disposizione planare, o a strati, dei tetraedri) => 3
(5) Tectosillicati (intelaiatura tridimensionale dei tetraedri) => 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 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.
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(Jackson e Sherman)
