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domenica 21 maggio 2023

Etimologia e Genesi delle Rocce Carbonatiche o Calcaree (in breve)



Le Dolomiti ed il gruppo Sella (un atollo fossile del Triassico la cui morfologia è rimasta perfettamente conservata ) al centro.

ETIMOLOGIA
L'etimologia del termine "calcare" risale al latino "calx", che significa "calce" o "calcestruzzo". La parola latina "calx" deriva a sua volta dalla radice indoeuropea "*kal-", che significa "bruciare" o "diventare caldo".
Il termine "calcare" viene utilizzato per descrivere il carbonato di calcio (CaCO3), il principale costituente delle rocce calcaree. La parola "calcare" viene spesso associata alla calcite, una forma cristallina del carbonato di calcio, che è abbondantemente presente nelle rocce calcaree.
È interessante notare che la parola "calce" ha anche un significato specifico nel campo della costruzione. La calce è un materiale ottenuto dalla cottura del carbonato di calcio (come il calcare) a temperature elevate. Viene tradizionalmente utilizzata come legante nelle malte e nell'intonaco, svolgendo un ruolo importante nella costruzione e nell'edilizia.
In breve, l'etimologia del termine "calcare" è legata al concetto di calce e all'origine del carbonato di calcio, che costituisce le rocce calcaree.

GENESI

La genesi delle rocce calcaree
, anche conosciute come rocce carbonatiche, è un processo geologico interessante che coinvolge la deposizione e la successiva diagenesi del carbonato di calcio. Queste rocce sono composte principalmente da calcite o dolomite, e si formano in vari ambienti, come i mari caldi e poco profondi o le acque dolci dei laghi. In questa lezione, esploreremo i principali processi di formazione delle rocce calcaree e forniremo esempi specifici.

1. Sedimentazione del carbonato di calcio: La formazione delle rocce calcaree inizia con la sedimentazione del carbonato di calcio. Questo avviene principalmente attraverso due meccanismi:

Turchia - Pamukkale - Castello di Cotone - Travertino

- Precipitazione chimica: In alcune aree marine, le condizioni ambientali possono favorire la precipitazione chimica del carbonato di calcio direttamente dalle acque. Ciò può accadere quando l'acqua marina è sovrasatura di ioni calcio e carbonato, spesso a causa di processi biologici come la fotosintesi delle alghe o l'attività dei coralli. Un esempio notevole è la formazione delle barriere coralline, dove i coralli producono scheletri di calcare grazie ai loro processi di crescita.


- Biocostruzioni:
I resti di organismi marini che secernono gusci o scheletri di carbonato di calcio, come molluschi, echinodermi (come stelle marine e ricci di mare) e coralli, possono accumularsi nel tempo e formare depositi di rocce calcaree. Ad esempio, le rocce calcaree possono essere costituite da accumuli di conchiglie marine fossilizzate, come le famose rocce di calcare delle Alpi italiane o le scogliere di Dover in Inghilterra.

2. Diagenesi: Dopo la sedimentazione, il processo di diagenesi trasforma il sedimento calcareo in roccia solida attraverso la compattazione e la cementazione dei sedimenti. La diagenesi avviene principalmente a causa della pressione e della temperatura aumentate con la sepoltura del sedimento nel corso del tempo. Durante questo processo, il carbonato di calcio si compatta e le particelle si saldano insieme grazie a minerali di cemento come calcite, aragonite o dolomite.

- Compressione e consolidazione: A causa dell'aumento di pressione, i sedimenti calcarei vengono compressi e compattati, riducendo lo spazio tra le particelle. Ciò porta all'eliminazione dell'acqua interstiziale e alla formazione di una matrice solida.

- Cementazione: Durante la diagenesi, i minerali di cemento si depositano tra le particelle di sedimenti compattati, fornendo una saldatura chimica che tiene insieme la roccia. Questi minerali di cemento possono essere costituiti da calcite, aragonite o dolomite.

3. Metamorfismo (eventuale): A seconda delle condizioni geologiche, le rocce calcaree possono subire un processo di metamorfismo, trasformandosi in marmo. Il metamorfismo è causato da temperature e pressioni elevate che modificano la struttura cristallina della roccia calcarea. Durante il metamorfismo, la calcite o la dolomite possono essere ricristallizzate in cristalli più grandi e le impurità presenti nella roccia possono formare nuovi minerali. Questo processo conferisce al marmo una struttura cristallina distintiva e una maggiore durezza rispetto alle rocce calcaree non metamorfiche.

Esempi specifici di genesi delle rocce calcaree includono:

1. Formazione di una barriera corallina: Le barriere coralline sono un esempio di come le rocce calcaree si formino attraverso la deposizione di carbonato di calcio da parte dei coralli. I coralli costruiscono scheletri di calcare utilizzando ioni di calcio e carbonato presenti nell'acqua marina. Nel corso del tempo, i resti di coralli morti si accumulano e si solidificano formando rocce calcaree massicce.

2. Rocce calcaree delle Alpi italiane: Le Alpi italiane sono famose per le loro imponenti formazioni rocciose costituite da rocce calcaree. Queste rocce si sono formate a partire da antichi sedimenti marini ricchi di conchiglie di organismi marini, come molluschi e coralli. Nel corso di milioni di anni, i sedimenti si sono compattati e cementati, trasformandosi in rocce calcaree solide.

3. Scogliere di Dover, Inghilterra: Le scogliere bianche di Dover sono un altro esempio di rocce calcaree. Si sono formate attraverso la deposizione di conchiglie di organismi marini come foraminiferi, molluschi e echinodermi nel corso di milioni di anni. I sedimenti si sono poi compattati e cementati, creando le caratteristiche scogliere bianche che sono diventate un'icona della costa inglese.

4. Depositi di calcare nelle grotte: Le grotte calcaree sono spesso associate alla formazione di depositi di calcare. L'acqua che scorre attraverso le grotte può dissolvere il calcare presente nelle rocce circostanti e, successivamente, depositare il carbonato di calcio sotto forma di stalattiti (che si formano dall'alto verso il basso) e stalagmiti (che si formano dal basso verso l'alto). Questi depositi di calcare sono un risultato diretto della genesi delle rocce calcaree.

Questi sono solo alcuni esempi di come le rocce calcaree si formano attraverso la deposizione e la diagenesi del carbonato di calcio. La genesi delle rocce calcaree è un processo complesso che può avvenire in diversi ambienti geologici e può richiedere milioni di anni per completarsi.

lunedì 3 ottobre 2022

Il Travertino

Il travertino è una roccia sedimentaria calcarea di tipo chimico, molto utilizzata in edilizia, in particolare a Roma, fin dal I millennio a.C.
La differenza tra il deposito calcareo di tipo spugnoso e il banco di travertino è data sostanzialmente dalla conformazione geologica del terreno di formazione: il calcare è uno dei depositi più frequenti in natura essendo prodotto dalla precipitazione di Carbonato di calcio disciolto nell'acqua.
Un ambiente continentale subaereo in cui la soluzione calcarea abbia avuto il tempo di ristagnare e sedimentarsi in un territorio pianeggiante, abbastanza vicina alla superficie da poter attraversare cicli di evaporazione e ri-sommersione, poco disturbata da acque sorgive o correnti, favorisce la formazione del travertino.
L'equazione chimica che descrive questo fenomeno è la seguente:


Il colore del travertino dipende dagli ossidi che ha incorporato (cosa che accade abbastanza facilmente, essendo di sua natura una pietra abbastanza porosa). La colorazione naturale varia dal bianco latte al noce, attraverso varie sfumature dal giallo al rosso. È frequente incontrarvi impronte fossili di animali e piante.
Mammoth Hot Springs - Yellowstone National Park
Vedi: Pamukkale - Castello di Cotone

mercoledì 10 febbraio 2021

Scienze della Terra: Pamukkale - Castello di Cotone

Pamukkale, che in turco significa "castello di cotone", è un sito naturale della Turchia sud-occidentale, nella provincia di Denizli, prossimo all'omonimo abitato. L'antica città diHierapolis venne costruita sulla sommità del bianco castello che copre un'area di 2700 metri di lunghezza e 160 d'altezza. Può essere visto da grande distanza, perfino quando ci si trova sul lato opposto della vallata, a circa 20 km dalla città di Denizli. Pamukkale si trova nella regione interna Egea, nella valle del fiume Menderes, che crea un clima temperato per buona parte dell'anno.
I movimenti tettonici non solo hanno causato frequenti terremoti, ma hanno anche permesso la nascita di numerose fonti termali. L’acqua che ne sgorga è sovrasatura di ioni calcio e di anidride carbonica, che forma con l’acqua acido carbonico. Emergendo, l’acqua perde gran parte dell’anidride carbonica, spostando l’equilibrio chimico da bicarbonato a carbonato di calcio che, anche a causa dell’abbassamento della temperatura, precipita dando luogo alle caratteristiche formazioni, costituite da spessi strati bianchi di calcare e travertino lungo il pendio della montagna, rendendo l'area simile ad una fortezza di cotone o di cascate di ghiaccio.
L'equazione chimica che descrive questo fenomeno è la seguente:
Ca^{2+} + 2(HCO_3^{-}) \leftrightarrow CaCO_3 + CO_2 + H_2O
Pamukkale è un importante centro turco per i turisti che viaggiano dalle coste dell'Adalia e del Mar Egeo per vedere questo luogo che, in coppia con Hierapolis, è uno dei Patrimoni dell'umanità dell'UNESCO. Esistono pochi luoghi al mondo simili a questo, ad esempio le Mammoth Hot Springs negli USA, le terme di Saturnia in Italia, e Huanglong nella provincia cinese di Sichuan (altro sito dell'UNESCO).
Sfortunatamente Pamukkale venne abusata nel tardo ventesimo secolo, alcuni hotel furono costruiti sopra al sito, distruggendo parte delle rovine di Hierapolis. L'acqua calda fu incanalata allo scopo di riempire le piscine artificiali degli alberghi. Gli scarichi di queste ultime per anni riversarono le acque reflue direttamente sul sito contribuendo in maniera determinante all'inscurimento delle vasche calcaree. Fu anche costruita una strada asfaltata in mezzo al sito per permettere ai visitatori di raggiungere la parte alta della formazione in bici, moto o a piedi. Inoltre fu concesso a questi ultimi di lavarsi all'interno delle vasche calcaree utilizzando detergenti di natura industriale aggravando ulteriormente il problema.
A seguito dei danni prodotti, L'UNESCO è intervenuta, predisponendo un piano di recupero nel tentativo di invertire il processo di inscurimento. Gli hotel furono demoliti, e la strada coperta da piscine artificiali che sono tuttora accessibili, a differenza del resto, dai turisti a piedi nudi. Una piccola trincea è stata scavata lungo il bordo, al fine di recuperare l'acqua ed evitarne la dispersione. Le parti brune sono sbiancate lasciandole al sole, in assenza di acqua per diverse ore al giorno. Per questo motivo molte piscine sono vuote. Alcune aree sono coperte d'acqua per un paio di ore al giorno, secondo la programmazione mostrata in cima alla collina. Inoltre il sito è costantemente sorvegliato da addetti che impediscono ai visitatori di abusare dei luoghi. Grazie a questi interventi il luogo sta lentamente riprendendo il suo naturale colore bianco.
Vedi anche: Travertino

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