Le rocce: aggregati naturali

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LE ROCCE
Le rocce sono aggregati naturali di uno o più minerali: possono essere composte da un insieme di minerali di un solo tipo (omogenee) o da un miscuglio di diversi minerali (eterogenee); il settore della geologia che studia le rocce è la petrografia.
La migliore classificazione delle rocce è quella basata sul loro processo di formazione, che le divide in tre gruppi:
- rocce derivate da processo magmatico, cioè dalla solidificazione di una massa fusa (magma) originata all’interno della crosta terrestre che porta alla formazione di rocce magmatiche (o ignee);
- rocce derivate da processo sedimentario che avviene a bassa pressione e temperatura in superficie e produce rocce sedimentarie attraverso tre processi: deposito e accumulo di particelle e detriti (rocce detritiche), deposito e accumulo di prodotti dell’attività di organismi viventi (rocce organogene), precipitazione chimica in acque dolci e marine (rocce di origine chimica);
- rocce derivate da processo metamorfico, cioè dalla trasformazione di rocce preesistenti in seguito alla modificazione di parametri fisici come temperatura e pressione, che modificandone struttura e composizione produce rocce metamorfiche in profondità.
Il ciclo litogenetico evidenzia la stretta interazione trai processi di formazione delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche.
Le rocce ignee intrusive sono caratterizzate da un processo di raffreddamento del magma molto lento (anche milioni di anni) che avviene all’interno della crosta terrestre durante il quale gli atomi hanno il tempo di disporsi secondo lo schema del reticolo cristallino; per questo tali rocce, come il granito, presentano strutture cristalline (o granulari) visibili a occhio nudo.
Le rocce ignee effusive (come l’ossidiana), invece, presentano una struttura vetrosa causata dall’alta velocità di raffreddamento che subisce la lava quando viene a contatto con l’atmosfera; gli atomi in questo caso non hanno tempo di ordinarsi e sono disposti in modo caotico.
Il processo sedimentario è caratterizzato da diverse fasi: erosione delle rocce preesistenti (le rocce vengo disgregate in clasti, frammenti di varie dimensioni), trasporto dei clasti (attraverso acqua, vento, ghiaccio), diagenesi (insieme di fenomeni chimico-fisici che subiscono i clasti depositati: deposito e accumulo nelle zone più basse in altitudine della crosta terrestre, compattazione e cementazione).
Studiando struttura e composizione delle rocce sedimentarie si risale al tipo di erosione e di trasporto che la roccia ha subito e anche alla morfologia del terreno.
Alla disgregazione delle rocce partecipano sia fenomeni chimici che fisici. La disgregazione fisica si manifesta attraverso il termoclastismo, il crioclastismo, l’aloclastismo, il bioclastismo; l’alterazione chimica attraverso l’idratazione, l’idrolisi, la dissoluzione e l’ossidazione.
Il termoclastismo si verifica in presenza di forti escursioni termiche giornaliere tipiche dei deserti e delle montagne; consiste nella dilatazione a causa dell’aumento di temperatura alternato alla contrazione alla diminuzione di essa; al termoclastismo sono legati fenomeni come l’esfoliazione e la desquamazione (distacco delle parti più esterne) causati dal fatto che le rocce, essendo cattive conduttrici di calore, tendono a variare temperatura maggiormente negli strati esterni, provocando quindi al loro interno zone caratterizzate da diversa dilatazione e contrazione con conseguente distacco di quegli strati.
Il crioclastismo (o gelivazione) agisce nelle zone a clima freddo dove si alternano gelo e disgelo; infatti l’acqua entra nelle fessure e nei pori delle rocce dove, gelando e aumentando quindi volume, fa aumentare la pressione sulle pareti della cavità in cui si trova fino al punto di frantumarle; il fenomeno è accentuato nelle rocce porose, che assorbono acqua o in quelle già fratturate dal termoclastismo.
L’aloclastismo è un processo tipico delle zone costiere; l’acqua salata entra nelle fessure delle rocce, quando evapora lascia il sale, il cui accumulo crea un aumento della pressione e disgrega le rocce.
Il bioclastismo è un processo attuato dalle piante che insinuano le loro radice nelle fratture delle rocce e, crescendo, le sgretolano; inoltre le rocce vengono indebolite perché le piante sottraggono sali minerali modificandone la composizione. D’altra parte le radici trattengono frammenti di rocce, contrastando l’erosione del suolo.
L’idratazione: un minerale si idrata quando ingloba nella sua struttura cristallina molecole d’acqua; i minerali idratandosi aumentano di volume favorendo la disgregazione delle rocce, viceversa disidratandosi diminuiscono di volume e sono più compatti. Esempio: argille.
L’idrolisi consiste nella sostituzione, nei reticoli cristallini, degli ioni di diversi elementi con quelli provenienti dalla molecola dell’acqua (H+ e OH-). I minerali vengono così trasformati chimicamente, la roccia si sgretola e gli ioni vengono asportati mentre il suolo si arricchisce di minerali argillosi (argillificazione). Il processo è facilitato dalla presenza di acido carbonico (H2CO3) tipico delle piogge acide. Esempio: caolinizzazione dei feldspati.
La dissoluzione: l’acqua riesce a sciogliere i minerali facilmente solubili ma, se associata a CO2 (cioè H2CO3), riesce a sciogliere anche quelli più difficili; infatti i minerali insolubili vengono trasformati in solubili e poi sciolti. Questo processo caratterizza il carsismo e la degradazione dei monumenti colpiti dalle piogge acide. Esempio: il carbonato di calcio insolubile viene trasformato in bicarbonato di calcio solubile e viene quindi sciolto.
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Esempio