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struttura e morfologia dei sistemi carsici

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struttura e morfologia dei sistemi carsici
Progetto Powerpoint 2009
STRUTTURA
E MORFOLOGIA
DEI SISTEMI
CARSICI
a cura di
Leonardo Piccini
coordinatore
con la collaborazione di:
Carlo Balbiano
Jo De Waele
Subterranean River, Palawan, Filippine (foto G. Savino/Arch. La Venta)
I SISTEMI CARSICI
Per sistema carsico s’intende, comunemente,
l’insieme di forme superficiali e sotterranee prodotte da processi carsici,
o da processi da essi indotti,
la cui funzione è quella di drenare le acque sotterranee
da una determinata area verso una sorgente carsica.
Si tratta quindi di un particolare tipo di “sistema idrogeologico”,
in cui la componente sotterranea del deflusso è dominante.
La struttura di un sistema carsico dipende da molteplici fattori,
il cui ruolo può essere sostanzialmente passivo (caratteristiche geologiche)
o attivo (condizioni ambientali).
Struttura e morfologia dei sistemi carsici - Società Speleologica Italiana 2009
CARATTERISTICHE LITOLOGICHE
Da esse dipende in primo luogo il grado di carsificabilità:
Alto:
• calcari massicci o a strati spessi;
• marmi.
Medio: •
•
•
•
calcari a strati sottili;
calcareniti;
calcari selciferi;
dolomie.
Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Messico (foto L. Piccini)
Basso: •
•
•
•
calcari marnosi;
calcescisti;
calcari selciferi metamorfici;
calcari cataclasati.
Alpi Apuane, Italia(foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici - Società Speleologica Italiana 2009
STRUTTURA DI UN SISTEMA CARSICO
La struttura di un sistema carsico dipende principalmente
da tre insiemi di fattori:
1) CARATTERISTICHE E ORIENTAMENTO DELLE DISCONTINUITÀ
superfici di strato, fratture (diaclasi, faglie), clivaggio.
2) ASSETTO MACROSTRUTTURALE
tabulare, omoclinale o a pieghe.
3) TIPO DI ALIMENTAZIONE E DI CIRCOLAZIONE IDRICA
allogenica, locale, per travaso (diffusa), ipogenica,
libera, semi confinata, confinata.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
DISCONTINUITÀ LITOLOGICHE
Le discontinuità presenti in un ammasso roccioso
possono essere in genere di tre tipi:
Stratificazione:
superfici primarie di deposizione;
Fratturazione:
superfici secondarie prodotte per rottura
meccanica;
Clivaggio:
superfici secondarie in rocce deformate
prodotte da sforzi di taglio e/o
compressivi (es. calcari metamorfici).
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
DISCONTINUITÀ LITOLOGICHE PRIMARIE
Stratificazione
I giunti di strato hanno di per sé
conducibilità idraulica ridotta.
Possono diventare più permeabili
quando i pacchi di strato sono stati
oggetto di movimenti differenziali,
come nel caso di un piegamento,
producendo linee di flusso d’interstato.
Alpi Apuane, Toscana, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
DISCONTINUITÀ LITOLOGICHE PRIMARIE
L’inclinazione degli strati ha una forte
influenza nella struttura di una grotta.
Nella zona vadosa, dove il flusso
è condizionato direttamente
dalla gravità, i condotti tendono
a seguire l’immersione degli strati.
Nella zona freatica, ove il flusso
è condizionato dal gradiente
di pressione, i condotti seguono
spesso la direzione di strato.
Cuatrociénegas, Messico (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
DISCONTINUITÀ LITOLOGICHE SECONDARIE
Fratture (diaclasi, joint)
Sono legate a sforzi tettonici,
e possono essere associate
a faglie o a piegamenti.
Hanno maggiore conducibilità
idraulica le fratture dovute
a distensione.
Nelle pieghe si hanno
sia zone in distensione
sia in compressione,
con formazione di fratture
con orientamento parallelo,
trasversale od obliquo rispetto
alla direzione di massimo sforzo.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FRATTURAZIONE E CARSISMO
Influenza delle discontinuità sul carsismo superficiale
Il grado di fratturazione superficiale
influenza in modo determinante
lo sviluppo di forme carsiche
di superficie.
M. Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Se la conducibilità idraulica è alta abbiamo la
formazione di cavità a pozzo,
se la conducibilità è più bassa avremo in genere la
formazione di ampie depressioni poco accentuate,
centrate sulle zone più fratturate.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FRATTURAZIONE E CARSISMO PROFONDO
Influenza delle discontinuità sul carsismo profondo in zona vadosa
Nella zona vadosa la struttura
dei sistemi carsici dipende
dalle condizioni di permeabilità verticale
“in grande” dell’ammasso roccioso.
Monte Tambura (Alpi Apuane)
In condizioni di bassa permeabilità
verticale avremo la formazione
di sistemi gerarchizzati (ad albero).
M. Tambura (Alpi Apuane, Italia)
Valle d’Arnetola (Alpi Apuane, Italia)
In condizioni di elevata
permeabilità verticale
avremo numerose vie parallele
confluenti direttamente
nella zona satura.
Struttura e Morfologia dei sistemi carsici - Società Speleologica Italiana 2009
FRATTURAZIONE E CARSISMO PROFONDO
Influenza del grado di fratturazione sulla struttura della zona satura
Con l’aumentare del grado di fratturazione
aumenta il grado di libertà del sistema.
Con bassa fratturazione
avremo
sistemi batifreatici (a)
Con media fratturazione
avremo
sistemi misti (b)
Con alta fratturazione
avremo prevalenti
sistemi epifreatici (c)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FRATTURAZIONE E CARSISMO PROFONDO
L’orientamento delle principali famiglie di fratture
influenza la struttura di un sistema carsico.
Lo studio delle fratture in superficie permette di avanzare ipotesi
sull’andamento generale dei sistemi carsici in profondità (da Eraso, 1986).
Struttura e Morfologia dei sistemi carsici - Società Speleologica Italiana 2009
FRATTURAZIONE E CARSISMO PROFONDO
Influenza delle discontinuità sul carsismo profondo in zona satura.
Rapporti stratificazione/fratturazione
Maggiore o minore influenza delle fratture
sull’andamento di un condotto freatico
d’interstrato, in funzione della loro
diversa conducibilità idraulica iniziale
(a: alta, b: bassa)
a
b
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
ASSETTO GEOLOGICO STRUTTURALE
L’assetto strutturale a grande scala
influenza la configurazione
dei sistemi carsici.
Si possono avere tre situazioni tipo:
A – assetto a strati
orizzontali;
B – assetto a strati
inclinati;
C – assetto a pieghe.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
ASSETTO TABULARE
Spluga della Preta
Si ha quando la stratificazione
è grossomodo orizzontale.
L’andamento in sezione
è condizionato dalla presenza
di livelli a minore permeabilità.
Il sistema carsico
assume un tipico profilo a gradini.
In figura il classico esempio della Spluga della Preta (Monti Lessini,
Italia), dove i tratti orizzontali sono dovuti a livelli marnoso-argillosi
(m), intercalati all’interno del calcari di San Vigilio. (Legenda: B Biancone, RA - Rosso Ammonitico, DP - Dolomia Principale).
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
ASSETTO OMOCLINALE
Si ha quando gli strati sono inclinati in modo omogeneo
L’eventuale presenza di piani a sviluppo orizzontale,
al di sopra della quota di base attuale, indica in genere l’esistenza
di livelli paleofreatici in corrispondenza di antichi livelli di base.
L’andamento è
spesso condizionato
dalla presenza di
livelli a minore
permeabilità, su cui
poggiano
i condotti
freatico-vadosi.
Sistema di Cima Paradiso (Lombardia)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
ASSETTO OMOCLINALE
Abisso Olivifer
(Alpi Apuane)
L’Abisso Olivifer, nelle Alpi Apuane,
segue prevalentemente il contatto
tra Grezzoni (gr) e marmi dolomitici (md),
lungo livelli di marmi scistosi
e filladici (ms), sul fianco rovesciato
di una anticlinale con al nucleo
i porfiroidi (pf) del basamento.
L’andamento è influenzato
da pieghe minori.
Solo gli approfondimenti più recenti seguono le
fratture attraversando pressoché indisturbati
le discontinuità litologiche.
Sistema di Cima Paradiso (Lombardia)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
ASSETTO A PIEGHE
L’Abisso Gofredo (Alpi Apuane)
attraversa una struttura complessa,
lungo una serie di fratture, risentendo
della struttura.
In generale l’andamento
di un sistema carsico segue tanto più la
struttura quanto minore
è la permeabilità delle fratture.
Anche per questo l’effetto
della struttura si fa sentire
maggiormente in profondità piuttosto
che nelle zone vicine alla superficie.
(Legenda: 1) anticlinale, 2) sinclinale, 3) condotti
vadosi, 4) condotti freatici relitti, 5) condotti epi-freatici
attivi.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
RAPPORTI SPAZIALI TRA LITOLOGIE DIVERSE
Da essi dipende:
1. la geometria
degli acquiferi carsici;
2. la presenza di zone
a diverso grado
di carsificabilità;
3. i rapporti geometrici
tra acquiferi confinanti.
Esempi di sezioni geologiche che mettono in evidenza rapporti
tra rocce a diverso grado di carsificabilità (Alpi Apuane).
Sopra: rocce carsificabili = mac, csi e cm.
Sotto: rocce carsificabili = cs, m, md, gr.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
GEOMETRIA DEL SUBSTRATO
Nel caso di superfici di base inclinate,
che si spingono al di sotto del livello di
base, il flusso non è condizionato
dall’immersione del substrato
(circolazione libera).
I sistemi carsici non hanno vincoli
verticali e i condotti in zona satura
possono spingersi anche al di sotto del
livello di base.
Sistema del Frigido (Alpi Apuane)
(da: Piccini et al., 1999)
Gli acquiferi sono
delimitati
lateralmente
da contatti sottoposti
o sovraimposti.
Le sorgenti si
posizionano nei punti
di trabocco inferiori.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
GEOMETRIA DEL SUBSTRATO
Quando la superficie di base delle rocce carsificabili si trova
a quota maggiore di quella del livello di base, la geometria del substrato
determina, in genere, la direzione di scorrimento dell’acqua
(circolazione semiconfinata).
I sistemi carsici sono costituiti prevalentemente da condotte
con scorrimento a pelo libero inclinate, lungo la superficie di contatto.
Sistema di Tenerano (Alpi Apuane, Italia)
UM) unità metamorfica, bp) brecce poligeniche.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
RAPPORTI CON CORPI ROCCIOSI CONFINANTI
Determinano diversi tipi di alimentazione:
a) acquiferi carsici isolati,
con alimentazione locale;
b) acquiferi carsici
con alimentazione laterale
da acque superficiali
(allogenica);
c) acquiferi carsici
con alimentazione diffusa
da coperture porose.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MORFOLOGIE IPOGEE
I sistemi carsici sono, in pratica, degli insiemi organizzati di condotti,
prodotti da processi di dissoluzione (corrosione) e di erosione.
I condotti possono avere dimensioni variabili, in sezione,
da pochi millimetri a qualche decina di metri.
Le caratteristiche morfologiche dei condotti carsici si manifestano:
- a scala media, con diverse forme per quanto riguarda la geometria
del condotto stesso e in particolare la sua sezione trasversale;
- a scala piccola, cioè relative alla struttura delle pareti in roccia
(forme parietali).
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CLASSIFICAZIONE DELLE FORME IPOGEE
Una prima classificazione può essere fatta sulla base
del processo morfogenetico:
• forme di dissoluzione o precipitazione (forme carsiche s.s.);
• forme dovute all’azione meccanica delle acque correnti;
• forme dovute all’azione meccanica di ghiaccio o neve;
• forme dovute alla gravità.
Per tutte queste categorie esistono sia forme di demolizione
che di deposizione.
In questa presentazione ci limitiamo alle sole forme di erosione s.l.
essendo le seconde oggetto di presentazioni specifiche.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CLASSIFICAZIONE DELLE FORME IPOGEE
Gran parte delle forme ipogee è dovuta all’azione dell’acqua,
sia attraverso processi dissolutivi che meccanici (erosione s.s.).
La distinzione non è sempre facile, e molte forme,
soprattutto alla scala del condotto, possono essere il risultato
di entrambi i processi.
Per questa ragione applicheremo una classificazione
basata in primo luogo sulle condizioni di flusso
nei diversi ambienti ipogei, evidenziando di volta in volta
il ruolo della dissoluzione e dell’erosione meccanica.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DOVUTE ALL’AZIONE DELL’ACQUA
Nei sistemi carsici si riconoscono tre situazioni tipiche,
caratterizzate da flussi idrici in condizioni idrodinamiche diverse:
• zona vadosa (o di scorrimento a pelo libero);
• zona epifreatica (o di oscillazione piezometrica);
• zona freatica (o di flusso a pieno carico).
Questi tre ambienti, i cui limiti non sono sempre facilmente identificabili,
sono caratterizzati da diverse caratteristiche morfologiche
in funzione delle diverse modalità di flusso.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DOVUTE ALL’AZIONE DELL’ACQUA
Alla scala dei condotti, si osservano conformazioni ben distinte nelle tre
zone idrogeologiche, con andamento in genere verticale nella zona vadosa
(pozzi s.l.) e prevalentemente orizzontale (gallerie s.l.) in quella
epifreatica e freatica.
Il ruolo dei fenomeni di erosione
meccanica è particolarmente
importante nella bassa zona vadosa
e in quella epifreatica.
zona vadosa
zona epifreatica
zona freatica
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
DISTRIBUZIONE DELLE FORME IPOGEE
La forma
dei condotti
assume particolari
configurazioni
in funzione
del regime
idrologico
dominante
e del carico
litostatico.
La figura illustra alcune tipiche forme nelle diverse zone di un sistema carsico:
a) forra di erosione verticale, b) pozzo di percolazione a “fusoide”, c) ambiente di crollo, d) forra
epifreatica, e) condotti freatici relitti, f) condotto freatico interno attivo, g) condotto paragenetico
parzialmente riempito da sedimenti, h) condotto freatico periferico attivo.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MORFOLOGIA DELLA ZONA VADOSA
Nella zona vadosa, o di flusso a pelo libero, i condotti assumono in genere
andamento verticale con forme molto variabili, e prendono il nome
generico di pozzi.
Nella zona alta, ove prevalgono
percolazione e flussi laminari parietali,
i pozzi hanno forma da cilindrica
ad allungata, in funzione delle modalità
di alimentazione (puntuale o lineare).
Nelle zone di flusso incanalato
i pozzi hanno sezione complessa,
con ampliamenti e restringimenti,
e maggiore sviluppo in pianta.
Fenomeni di retrocessione di tali pozzi possono
portare alla formazione di forre.
Pozzo cascata che connette due diversi piani di flusso
su interstrato (da Lauritzen e Lundberg, 2000)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
POZZI DI PERCOLAZIONE
Esempi di pozzi di percolazione
lineare (a), puntuale
con retrocessione (b).
b
a
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Rimonio, Toscana, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
POZZI CASCATA
Esempi di pozzi “cascata”,
con forme da arretramento.
a
b
Abisso Gofredo, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Antro degli Orridi, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MEANDRI E FORRE
Nella zona vadosa, in condizioni
di bassa penetrabilità verticale
del corpo roccioso
(fratturazione poco sviluppata)
o di basso gradiente idraulico,
si formano forre sotterranee,
grazie anche a processi
di erosione meccanica.
c
La sezione assume profili diversi in funzione del controllo litostrutturale
(da Lauritzen e Lundberg, 2000).
L’andamento può essere rettilineo o ad anse (meandri).
L’andamento rettilineo si ha in presenza di fratture
o di flussi a regime variabile.
L’andamento a meandri si ha in rocce omogenee e con flussi più regolari.
Nei meandri le anse, approfondendosi, tendono a spostarsi verso valle, dando ai
meandri un andamento sinuoso anche in sezione verticale (a).
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MEANDRI E FORRE
Esempi di forre ad andamento sinuoso (a) rettilineo (b, c).
a
b
Abisso del Gatto, Sicilia, Italia
(foto M. Vattano)
c
Abisso Milazzo, Alpi Apuane, Italia
(foto L. Piccini)
Pannè, Alpi Apuane, Italia
(foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MORFOLOGIA DELLA ZONA EPIFREATICA
La zona epifreatica è soggetta sia a scorrimento a pelo libero
sia a pieno carico.
I condotti tendono ad avere andamento orizzontale; le sezioni
sono assai variabili e tendono a essere influenzate dalla struttura.
Le forme più tipiche
sono le forre e i canyon
formati per incisione
da gallerie freatiche
e le gallerie paragenetiche,
in presenza di cospicuo
trasporto solido.
Evoluzione di un condotto a saliscendi in zona epifreatica per incisione dei dossi
ed erosione paragenetica (da Lauritzen e Lundberg, 2000)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORRE DI EROSIONE
Canyon e forre ipogee.
Si formano per erosione
da flussi a pelo libero.
Bai Sun Tau, Uzbekistan (foto M. Vianelli)
Santa Ninfa, Sicilia, Italia (foto M. Vattano)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CONDOTTI PARAGENETICI
Si formano a partire da condotti preesistenti
(di origine vadosa o freatica),
riempiti parzialmente da sedimenti.
In queste condizioni l’azione dissolutiva
e talvolta erosiva agisce sulla volta,
dando origine a forme peculiari.
Monte Conca, Sicilia, Italia (foto M. Vattano)
da Lauritzen e Lundberg, 2000
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
MORFOLOGIA DELLA ZONA FREATICA
La zona freatica è caratterizzata da flussi solitamente lenti in condizioni
di totale saturazione e con pressioni elevate (sino a qualche decina di bar).
Queste condizioni
influenzano la forma
dei condotti, che tende
ad essere regolare
con profili
da circolari a ellittici,
più o meno eccentrici.
I condotti
hanno andamento
da orizzontale
a “sali/scendi”,
in funzione del diverso
assetto strutturale.
Hagengebirge, Austria (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CONDOTTI FREATICI
I condotti hanno sezioni solitamente
ellittiche, con asse maggiore lungo
le superfici di discontinuità.
La maggiore o minore eccentricità
dipende dalla permeabilità
della discontinuità e quindi,
spesso, dal carico litostatico.
Con forti spessori di roccia si hanno
condotti a sezione circolare,
mentre con spessori modesti
si hanno condotti a sezione fortemente
ellittica, in genere
con asse maggiore orizzontale.
In presenza di più discontinuità
si possono avere sezioni irregolari.
Diverse forme di condotti freatici in funzione del diverso controllo
strutturale (da Lauritzen e Lundberg, 2000)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
GALLERIE FREATICHE
Esempi di condotte a pieno carico
(dette anche gallerie freatiche)
a sezione ellittica (a) o subcircolare (b)
a
b
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Abisso Milazzo, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI ORIGINE FREATICO-VADOSA
Le condotte di ambiente freatico
possono evolvere in forre quando
rimangono a lungo oggetto di flussi
idrici in condizioni di non saturazione.
Esempio di evoluzione di un condotto freatico in forra e quindi in galleria
per erosione laterale e crolli (Grotta di Pietrasecca, Abruzzo, Italia)
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CLASSIFICAZIONE
DELLE MICROFORME IPOGEE
Le forme presenti sulle pareti dei condotti (microforme)
sono anch’esse determinate, in gran parte, dalle condizioni di flusso.
Si tratta soprattutto di forme dovute a fenomeni di dissoluzione,
ma localmente possono avere avuto un ruolo rilevante
anche processi d’erosione meccanica.
Le forme descritte sono molte.
In questa sede ci limiteremo alle principali,
proponendo una classificazione basata ancora una volta
sulle condizioni di flusso.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
CLASSIFICAZIONE MICROFORME IPOGEE
PRINCIPALI FORME DI DEMOLIZIONE DOVUTE ALL’AZIONE DELLE ACQUE
Condizioni
Flusso
Dissoluzione prev.
Vadose
sgocciolamento
fori di gocciolamento
flusso a rivoli
solchi di ruscellamento
flusso incanalato
solchi parietali
solchi di getto
canali pavimentali
forre
marmitte
lame (pinne)
tra roccia e depositi
anastomosi
canali di volta
pendenti
solchi di livello
libero
solchi di battente
scallop piccoli
cupole
vaschette di ristagno
a pieno carico
scallop grandi
alveoli – spongework
cupole
solchi di flusso
Epifreatiche
Freatiche
Erosione prev.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DA SGOCCIOLAMENTO
Comarelle, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
St. Paul karst, Palawan, Filippine (foto L. Piccini)
Fori pavimentali:
si formano
in corrispondenza dei punti
di caduta di stillicidi
o, in grotte ricche di fauna,
per raccolta
di materia organica.
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DA RUSCELLAMENTO
Solchi: lungo le pareti
di un pozzo (sotto) e lungo
le pareti di una galleria (a lato)
dovuti a ruscellamento
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Dachstein, Mammuthoehle, Austria (foto L. Plan)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI EROSIONE A PELO LIBERO
Due esempi di canali pavimentali:
si formano per erosione lineare
sul fondo di forre e gallerie in seguito
a una riduzione netta della portata
Abisso del Gatto, Sicilia, Italia (foto M. Vattano)
Bai Sun Tau, Uzbekistan (foto M. Vianelli)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI EROSIONE A PELO LIBERO
Marmitte:
si formano per erosione
in corrispondenza di vortici
di fondo su letto roccioso.
Hanno forma cilindrica
e dimensioni variabili
da qualche centimetro
sino a qualche metro,
sia in larghezza
che in profondità.
Su Bentu, Sardegna, Italia (foto L. Sanna)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI EROSIONE A PELO LIBERO
Solchi di battente: si formano per erosione
o dissoluzione laterale in corrispondenza
di livelli d’acqua persistenti.
Subterranean River, Palawan, Filippine (foto G. Savino/Arch. La Venta)
Abisso Gofredo, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI FLUSSO D’INTERFACCIA
Canali anastomizzati: si formano
lungo superfici di strato (sotto).
Canali di volta: sono tipici
dei condotti paragenetici
e si formano al contatto
tra sedimento e volta (a lato).
Steinenersmeer, Austria (foto C. Schmidtlein)
Monte Conca, Sicilia, Italia (foto M. Vattano)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI FLUSSO
In ambiente freatico ed epifreatico, il movimento dell’acqua
scolpisce le pareti formando delle impronte di flusso dette scallop.
Le loro dimensioni sono inversamente proporzionali alla velocità di flusso.
Modificato da White (1988), Geomorphology and Hydrology of Karst
Terrains. Oxford University Press, New York, p. 464
Corchia, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI FLUSSO A PIENO CARICO
Grandi scallop: si formano per l’azione
di vortici in acque lente, innescati
dalle irregolarità delle pareti. Indicano
in genere acque a elevata aggressività.
St. Paul karst, Palawan, Filippine (foto Arch. La Venta)
St. Paul karst, Palawan, Filippine (foto Arch. La Venta)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI DISSOLUZIONE A PIENO CARICO
Cupole: si formano per l’accumulo di aria,
soggetta a variazioni di pressione
durante le piene, in grado di acidificare
l’acqua a livello del perimetro interno.
Bai Sun Tau, Uzbekistan (foto T. Bernabei)
Bai Sun Tau, Uzbekistan (foto M. Vianelli)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI DISSOLUZIONE A PIENO CARICO
Alveoli, corrosioni a spugna
(spongework): si formano per
l’azione di acque stagnanti
Su Coloru, Sardegna, Italia (foto L. Sanna)
Abisso Saragato, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME ZOOGENICHE (?)
Bell-hole:
sono delle cupole
con forma cilindrica,
di 15-20 centimetri
di diametro,
tipiche di grotte tropicali.
La loro origine è dubbia.
Per alcuni sono forme
di ambiente freatico,
secondo alcuni autori potrebbe
essere invece dovute a
fenomeni
di condensazione localizzata
imputabili alla presenza
di pipistrelli.
St. Paul karst, Palawan, Filippine (foto Arch. La Venta)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DOVUTE ALLA GRAVITÀ
I vuoti sotterranei
sono soggetti
a fenomeni di collasso
in funzione
delle loro dimensioni
e delle caratteristiche
geomeccaniche
della roccia.
I crolli modificano
la forma dei condotti,
tendendo, in condizioni
isostatiche, a forme
stabili (a cupola).
L’ampiezza critica dei soffitti dipende in primo luogo dallo spessore degli strati.
Il grafico rappresenta una situazione a strati orizzontali (S = sforzo di taglio, r = peso specifico)
(da White & White, 2000)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI CROLLO
Gallerie di crollo: si formano da forre
o gallerie freatiche. I crolli possono
nascondere completamente
l’originaria morfologia, comportando
una migrazione dei vuoti verso l’alto.
Abisso Olivifer, Alpi Apuane, Italia (foto L. Piccini)
Bai Sun Tau, Uzbekistan (foto T. Bernabei)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FORME DI CROLLO
Sale di crollo: si formano da gallerie coalescenti o per l’intersezione
di più pozzi paralleli. Sono i più grandi ambienti sotterranei.
Subterranean River, Palawan, Filippine (foto Arch. La Venta)
Struttura e morfologia dei sistemi carsici – Società Speleologica Italiana 2009
FONTI ICONOGRAFICHE
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PER SAPERNE DI PIU’
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Ljubljana.
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CREDITI
Questa lezione è stata preparata da Leonardo Piccini.
Per la parte fotografica si ringraziano i fotografi:
Tullio Bernabei, Lukas Plan, Laura Sanna, Giuseppe Savino,
Christoph Schmidtlein, Marco Vattano, Mario Vianelli e Archivio
La Venta Esplorazioni Geografiche.
Le foto, senza diversa indicazione, sono dell’autore.
I disegni sono stati preparati da Leonardo Piccini,
salvo quando diversamente indicato.
©
Società Speleologica Italiana
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purché non se ne stravolgano i contenuti. Si prega di citare la fonte.
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