Sedimentare significa “depositare, accumulare sul fondo”, perciò i materiali di cui sono fatte le rocce sedimentarie sono chiamati “sedimenti”. A seconda dell’origine dei sedimenti, le rocce sedimentarie sono suddivise in: detritiche, organogene e chimiche.
5.1 Le rocce detritiche
I sedimenti che formano le rocce detritiche sono ovviamente i detriti.
Come si formano i detriti?
Osserva l’immagine dello sperone di roccia (33) e lo schema della sua evoluzione nel corso del tempo (34). Come vedi, la forma del rilievo è molto cambiata: gran parte delle rocce calcaree si è disgregata ed è aumentata la mole dei detriti alla base. Questi cambiamenti sono dovuti all’azione lenta e continua delle forze esogene, cioè forze che agiscono all’esterno della crosta terrestre: il calore del Sole, l’acqua, l’aria e gli organismi.
Le forze esogene agiscono attraverso l’erosione delle rocce, il trasporto dei detriti e la sedimentazione o deposito di nuove rocce (35). Di giorno il calore del Sole riscalda le rocce e ne dilata i minerali, di notte il brusco diminuire della temperatura favorisce la loro contrazione; si formano così fessure e crepe. L’acqua piovana penetra tra le fessure, solidifica formando il ghiaccio che aumenta di volume e fa allargare le fessure. Se la massa rocciosa è calcarea si altera anche chimicamente sotto l’azione delle piogge acide. A lungo andare la roccia si sgretola formando detriti che, a causa della forza di gravità, possono precipitare a valle provocando frane e accumulo di ciottoli a spigoli vivi alla base del rilievo. Anche l’acqua dei fiumi contribuisce a erodere, trasportare e depositare le rocce: nella parte superiore del corso d’acqua la forza erosiva è più intensa a causa della pendenza; man mano che la pendenza diminuisce il fiume trasporta i detriti; allo sbocco in pianura o vicino alla foce, li deposita. I detriti di origine fluviale sono levigati e arrotondati perché la corrente li fa rotolare a lungo su se stessi (36). Il fiume può scavare valli profonde dalla caratteristica forma a V dovuta al fatto che la forza e la velocità dell’acqua sono maggiori al centro e minori vicino alle sponde.
I ghiacciai, che sono enormi masse di ghiaccio in movimento, erodono le rocce e trasportano massi e ciottoli di tutte le dimensioni che rimangono sul terreno quando il ghiacciaio si ritira; questo tipo di deposito si chiama morena (37 ) e i massi isolati che il ghiacciaio lascia al suo passaggio sono detti massi erratici. La valle scavata dal ghiacciaio ha la forma di una U perché la forza esercitata dal ghiaccio è uguale in ogni direzione. L’acqua del mare erode le rocce grazie alla forza delle onde, che è massima dove le coste sono alte e minima dove sono basse perché attenuata dall’attrito con il fondale. L’aria sotto forma di vento è una forza esogena: trasporta materiali fini come la sabbia e li scaglia contro le rocce, che con il tempo possono cambiare la loro forma originaria. Quando la forza del vento cessa, i materiali trasportati si depositano formando le dune (38). Anche gli organismi contribuiscono a erodere le rocce: i licheni e muschi si insediano tra i granuli e creano delle micro-fratture, mentre le radici delle piante superiori riescono a disgregare ogni tipo di roccia (39).
Alla fine dei processi di erosione, trasporto e deposito i detriti sono costituiti da ghiaie, sabbie o granuli finissimi di argilla che per diventare vere e proprie rocce sedimentarie devono subire ancora altri processi.
37 La morena è un accumulo disordinato di detriti levigati e striati a causa dello sfregamento operato dal ghiacciaio.38 Le dune sono depositi di sabbia tipici del deserto e di alcune zone costiere.39 Roccia sgretolata da radici.
Come fanno i detriti “liberi” a trasformarsi in roccia?
La sabbia e l’arenaria sono formate dallo stesso tipo di granuli di quarzo. Nella sabbia i granuli sono “liberi” (40), mentre nella roccia arenaria sono compattati e cementati tra loro (41). Possiamo quindi pensare che l’arenaria derivi dalla sabbia. Il processo che trasforma i detriti liberi in roccia compatta si chiama litificazione, dal greco lithos, che significa “pietra”. Si tratta di una serie di fenomeni che durano milioni di anni.
Osserva gli schemi che illustrano le tappe della litificazione.
a Gli ambienti più favorevoli all’accumulo di sedimenti sono gli ambienti acquatici: fondali marini vicini alla costa, laghi e la foce dei fiumi.
b I detriti formano strati spessi e pesanti che esercitano enormi pressioni e compattano i granuli facendoli aderire tra loro.
c Le acque circolanti depositano tra i granuli, negli spazi rimasti, sostanze minerali che cementano i sedimenti.
Le rocce detritiche che prendono origine da questi fenomeni sono ad esempio i conglomerati, le arenarie e le argilliti, che derivano rispettivamente dalla litificazione di ghiaie, sabbie e argille.
5.2 Le rocce organogene
Di quali sedimenti sono fatte le rocce organogene?
Le rocce della fotografia sono formate da resti fossilizzati di organismi marini, i coralli, celenterati che vivono in colonie e si fabbricano la loro impalcatura scheletrica assorbendo il carbonato di calcio presente nell’acqua. Rocce di questo tipo sono dette organogene perché i sedimenti di cui sono fatte hanno origine organica: derivano da gusci e scheletri di organismi marini che alla morte si depositano e accumulano sul fondo. Oltre ai coralli, possono contribuire a formare le rocce organogene anche le alghe, i gusci dei molluschi e molti unicellulari come le diatomee e i radiolari. Anche il carbone e il petrolio sono rocce organogene perché derivano da lunghissimi processi di alterazione di organismi del passato.
5.3 Le rocce chimiche
Come si formano? Di quali sedimenti sono fatte?
Hai già visto come gli acidi reagiscono con il calcare (carbonato di calcio) liberando bollicine di anidride carbonica. Anche l’acqua piovana è spesso acida perché, a contatto con l’anidride carbonica dell’aria, forma l’acido carbonico che scioglie chimicamente le rocce calcaree con cui viene in contatto. Il processo è molto lento, ma in milioni di anni riesce a sciogliere enormi quantità di roccia: dapprima si formano dei semplici fori, poi delle conche (doline) e infine inghiottitoi e grotte (45). I sali disciolti sono trasportati dall’acqua nelle grotte, dove avviene l’evaporazione dell’acqua e il deposito del calcare. In periodi lunghissimi si formano le stalattiti nella zona in cui la goccia d’acqua si stacca, e le stalagmiti nella zona in cui la goccia cade (46). Anche il travertino (deposito di carbonato di calcio), l’alabastro (deposito di solfato di calcio) e il salgemma (deposito di cloruro di sodio) si sono formati dall’evaporazione dell’acqua di mari o laghi ricchi di sali. Le rocce chimiche si formano quindi in seguito a processi chimici naturali che arricchiscono di sali minerali le acque sotterranee e quelle di mari e laghi. Ai processi chimici segue il deposito di sedimenti salini grazie all’evaporazione dell’acqua.
46 Il complesso delle grotte di Frasassi, nel comune di Genga (AN), è composto da 13 km di gallerie e sentieri. La grotta chiamata “Abisso Ancona” (nella fotografia) misura 180 metri di lunghezza, 120 metri di larghezza e 200 metri di altezza.
