LaPozzatina, un caso esemplare di forma carsica superficiale (dolina), di notevoli dimensioni, situata sull'altopiano del GarganoImboccatura di un piccolo inghiottitoio nell'area carsica dell'Alta Murgia (Puglia)
Ilcarsismo indica il processo chimico esercitato dall'acqua, in gran parte suroccecalcaree, sia di dissoluzione sia diprecipitazione, determinando una precisa e caratteristica tipologia disuolo dettasuolo carsico, caratterizzato, oltre che dalla presenza diffusa di rocce calcaree, anche didoline,inghiottitoi e daacqua che filtra facilmente in profondità nelsottosuolo. Il carsismo può essere epigeo o ipogeo.
Le varie espressioni del carsismo si distinguono principalmente per il tipo di substrato roccioso sul quale avvengono. InItalia si conoscono principalmente le forme di carsismo su rocce a matricecalcarea edolomitica, ma altrove esso si manifesta anche inrocce sedimentarie costituite dasale e dagesso. Il fenomeno in Italia è particolarmente diffuso oltre che nelCarso anche in molte aree montane dell'Appennino centrale emeridionale.
Dappertutto nel mondo le grotte sono state adibite, sin dagli albori della civiltà umana, a rifugio, abitazione e magazzino, ma gli anfratti più nascosti e profondi come gli abissi o le grotte completamente sotterranee hanno certamente messo in soggezione gli uomini di tutti i tempi. Ecco perché vi si facevano abitaredemoni e divinità malvagie, oppuregnomi malefici e creature spaventose. Non meraviglia dunque che una ricerca scientifica delle grotte sia relativamente recente.
Il primo a tentare un approccio scientifico fu loslovenoJohann Weichart Valvasor che già nel XVII secolo corrispondeva con l'ingleseRoyal Society sugli aspetti della regione carsica. Parecchio più tardi, nel 1784, l'austriacoJ.N. Nagel, su incarico dell'imperatoreFrancesco I, descrisse e disegnò alcune grotte del Carso triestino. Ma la prima teoria sul carsismo risale solo al 1771 e la si deve ai fratelli Gruber diLubiana che ipotizzarono una serie di crolli di grotte antiche come causa del percorso sotterraneo dei fiumi; questa teoria spiegherebbe i fiumi “a scomparsa” e alcuni tipi didoline. I due fratelli diedero anche una valida spiegazione dei laghi che si prosciugavano, ma le loro deduzioni sembrarono troppo fantasiose e caddero nel dimenticatoio.
Una diversa spiegazione del carsismo fu presentata nel 1778 dallo scienziato austriacoBelsazar Hacquet che insisteva sulla teoria della corrosione. È da notare che egli sosteneva la presenza di un acido nella pioggia, acido che andava a corrodere lacalce latente nella pietra. Era la teoria giusta, ma gli scienziati dell'epoca non accettarono né l'acido nella pioggia né la calce nella pietra. Anche Hacquet fu dimenticato. La teoria fu poi ripresa da un aristocratico triestino appassionato digeologia, ilconteFranz Anton Marenzi, membro dell'Accademia Austriaca delle Scienze e ufficiale dell'esercito austroungarico, che la rilanciò e la rielaborò così come è studiata oggi.
Oggi sappiamo che avevano ragione sia i Gruber sia Hacquet: il carsismo e il paesaggio da esso generato è sia la conseguenza di cause predisponenti, come le deformazioni dovute a movimentitettonici, sia dall'erosione chimica dovuta all'acqua piovana.
Esso generalmente si articola in due fasi (dissolutiva e costruttiva), che possono alternarsi più volte a seconda di come varia l'equilibrio della saturazione in H2O della CO2 nella reazione chimica reversibile fondamentale.
La fasedissolutiva è operata dallo scorrimento superficiale o ipogeo di precipitazioni rese acide dall'anidride carbonica presente nell'atmosfera (vedi reazione 1).
La fasecostruttiva si ha quando l'acqua sotterranea, arricchita (fino alla saturazione) diacido carbonico, sfociando per esempio nell'atmosfera di una grotta, lo rilascia sotto forma dicarbonato di calcio insolubile. Tale precipitazione è dovuta alla differenza di temperatura e pressione dell'acqua e alla contemporanea liberazione della CO2 spostando la reazione (vedi reazione 2) verso il CaCO3. Questo va quindi per esempio a formare lestalattiti o lestalagmiti a seconda che l'acqua evaporiprima di gocciolare sul suolo oppuredopo.
Il carsismo si sviluppa principalmente a seguito della dissoluzione chimica delle rocce calcaree. Il processo rientra nel grande insieme delle azioni di disgregazione compiute dagliagenti esogeni a spese delle rocce affioranti sullacrosta terrestre.
Aree della superficie terrestre ricoperte da formazioni di rocce calcaree.
La corrosione avviene per opera delleacque meteoriche che, oltre a contenere una certa quantità dianidride carbonica atmosferica disciolta al loro interno, scorrendo sulla superficie del suolo e attraversando lo strato superficiale delsuolo si arricchiscono ulteriormente di CO2[1]. Queste acque reagiscono con laroccia calcarea intaccandola lentamente, sia in superficie sia infiltrandosi nel reticolo, fino a dare luogo, nell'arco delle ere geologiche, a condotti di dimensioni variabili, che costituiscono i classiciacquiferi tipici delle rocce carbonatiche. Infatti le acque ricche dianidride carbonica sono particolarmente aggressive nei confronti delcarbonato di calcio.
Con il passare del tempo l'acqua piovana, ulteriormente acidificata dall'azione biologica, discioglie la roccia, sia superficialmente sia in profondità, infiltrandosi per vie di penetrazione spesso impostate sulle linee di frattura o difaglia.
I complessi fenomeni chimici di dissoluzione e precipitazione in ambiente carsico possono essere chimicamente così sintetizzati:
1)
2)
Contrariamente al carbonato di calcio (CaCO3) praticamente insolubile, ilcarbonato acido di calcio (Ca(HCO3)2) si dissocia in acqua in ioni Ca++ e HCO3- che vengono asportati dall'acqua dilavante.
Il materiale non disciolto (es.silice eossidi metallici) va a costituire i cosiddetti depositi residuali, sovente associati alle forme carsiche.
L'evoluzione del carsismo procede in profondità creando cavità ipogee, arrestandosi solo al contatto con rocce non sottoposte, per contenuto mineralogico, al fenomeno di dissoluzione carsica.
Dal punto di vistageochimico vengono interessati dal processo minerali carbonatici come primariamente lacalcite e l'aragonite, ma anche in misura minore ladolomite. Forme di dissoluzione simili, ma che si attuano in modo chimicamente diverso, possono anche formarsi a spese di formazionigessose esaline; tali forme vengono spesso ricomprese nel fenomeno carsico, anche se a rigore non subiscono il processo di dissoluzione sopra descritto.
L'azione corrosiva dipende dalla natura della roccia, dallatemperatura media stagionale e dalla presenza di precipitazioni. Ecco perché i terreni carsici si trovano prevalentemente nellafascia climatica temperata e in quella intertropicale, dove le condizioni atmosferiche sono più favorevoli, sia per le temperature sia per la quantità di precipitazioni e il conseguente contributo biologico all'acidità della acque percolanti. All'infuori di questa fascia ilCarso si trova solo sporadicamente.
Dissolvendosi, le rocce calcaree danno luogo a forme caratteristiche sia nell'ambiente esterno sia nel sottosuolo.
Il paesaggio carsico è praticamente privo di rete idrografica superficiale. Ingeomorfologia si distingue in carsismo superficiale (epigeo) e carsismo sotterraneo (ipogeo).
Le forme del carsismo superficiale vengono classificate, in base alla scala del fenomeno, in microforme e macroforme.
Tra lemicroforme, si annoverano lescannellature (Rillenkarren in tedesco), i "campi solcati" o "campi carreggiati" (karren in tedesco,lapiez in francese), le docce (solchi più ampi), le vaschette di corrosione (in slovenokamenitza), i fori di dissoluzione e gli alveoli.
Noto tra i polje, per fare un esempio, è illago di Cerknica in Slovenia, che da quasi due secoli viene studiato da scienziati provenienti da tutto il mondo.
Tra questi si ricordano ilpulo di Altamura (la dolina dal diametro maggiore in assoluto, con i suoi oltre cinquecento metri), il Pulo diMolfetta (esemplaredolina di crollo, dalle pareti punteggiate da centinaia di grotte e cunicoli, molti dei quali intercomunicanti), ilPulicchije diGravina, legravine stesse (profondi solchi incisi da antichi corsi d'acqua nella roccia calcarenitica) e, tra i fenomeni di carsismo ipogeo, leGrotte di Castellana e laGrotta di Putignano, oltre alle innumerevolilame.
Su Gologone, celebre risorgiva carsica della Sardegna, in territorio diOliena
Legrotte sono senza dubbio le forme più conosciute, ma esistono anche cunicoli più o meno estesi, come quelli percorsi dafiumi sotterranei, come per esempio ilTimavo, che scompaiono dallasuperficie terrestre sprofondando nel sottosuolo dove scorrono anche per parecchio tempo prima di tornare all'aperto (risorgive carsiche). L'esplorazionespeleologica ha permesso inoltre di rilevaresifoni, condotti e altre forme di collegamento tra cavità ipogee, come per esempio la risorgiva diSu Gologone, nel territorio diOliena (Sardegna), che è collegata con le grotte della Valle di Lanaitho (Sa Ohe eSu Bentu) e quelle delSupramonte di Urzulei (Sa Rutta de s'Edera eColostrargiu)[2].
Oltre che forme erosive sono abbondanti le forme deposizionali del carsismo. Infatti, lostillicidio dell'acqua che penetra dalla superficie crea, con il passare dei secoli e millenni, fantastiche strutture calcaree. Le forme più caratteristiche sono lestalattiti, lestalagmiti, le colonne date dalla loro unione, le colate, le cortine e le varie concrezioni che ornano le pareti delle grotte sotterranee.
Il fenomeno deposizionale è sostanzialmente generato dall'inversione della reazione di dissoluzione carsica. In particolari condizioni di temperatura e flusso idrico il bicarbonato solubile tende a trasformarsi in carbonato di calcio insolubile, che precipita, si deposita e forma le concrezioni.
NelleGrotte di San Canziano (15 km a est di Trieste) il fiumeTimavo scorre lungo il fondo della grotta, a oltre 100 m sotto la superficie, e poi riaffiora dalle sue risorgive pressoDuino (20 km a nord-ovest di Trieste)
^Dato che gliorganismi viventi cedono CO2 mediante larespirazione cellulare, lo strato superficiale delsuolo, dove si concentra la vita, ha un'atmosfera più ricca di anidride carbonica
