Sistemi carsici

Carsismo

Il paesaggio carsico è costituito da un insieme di forme sviluppate per effetto della solubilità in acqua di alcune tipologie di roccia. Tali morfologie appaiono sensibilmente diverse rispetto a quelle connesse con l’azione degli altri processi di modellamento.
Nel paesaggio carsico l’acqua non si limita a scorrere in superficie, ma penetra nella roccia creandosi per dissoluzione nuove vie di deflusso sotterraneo. E’quindi un processo di modellamento che opera nelle 3 dimensioni.
Per lo sviluppo dei processi carsici è necessaria la presenza di precipitazioni meteoriche di rocce solubili; per quanto riguarda le rocce in termini di solubilità decrescente le principali sono sali, solfati, carbonati e silicati. Nei gessi le cavità carsiche sono più difficili da individuare perché spesso sono ancora sepolte dalla copertura pleistocenica.
In base alla distribuzione globale delle aree in cui affiorano rocce carbonatiche (+ altre rocce solubili), è possibile affermare che la morfogenesi legata ai processi di dissoluzione/riprecipitazione rappresenta uno dei principali processi di modellamento superficiali e subsuperficiali.
I sistemi carsici rappresentano eccellenti punti chiave per la ricostruzione della storia morfo-evolutiva di un rilievo: in essi sono spesso chiaramente conservate le tracce, in forma di cavità di dissoluzione e di depositi di riempimento chemio-clastici, che ne attestano alcune delle infinite tappe evolutive.
La particolarità dei sistemi carsici risiede nel poter adeguare più o meno rapidamente la propria fisionomia alle variazioni morfologiche indotte sul territorio dalla mobilità tettonica e dai processi erosivo-deposizionali che avvengono in superficie.
La distribuzione tridimensionale delle forme di dissoluzione e dei depositi in esse contenuti costituisce un ideale registro naturale della successione di eventi che scandiscono l'evoluzione di un rilievo: questo ruolo è favorito dall'elevata conservatività dell'ambiente carsico, legata da un lato alle particolari modalità di infiltrazione e di deflusso ipogeo delle acque di precipitazione, dall'altro all'assenza di un reticolato idrografico di superficie in grado di operare con sufficiente incisività lo smantellamento del rilievo.
Lo sviluppo dei fenomeni di dissoluzione è strettamente controllato dalla presenza di discontinuità primarie (superfici di stratificazione, superfici di scistosità) o strutturali (fratture, faglie), che controllano sia in superficie sia in profondità l’evoluzione dei sistemi carsici.

Un sistema carsico è costituito da:

1. una zona di assorbimento contraddistinta dall’assenza di circolazione idrica superficiale→ epicarso : presenta morfologie per dissoluzione diretta che possono essere visibili o mascherate
2. una zona di percolazione in cui l’acqua permea e attraversa “verticalmente” l’ammasso roccioso carsificabile → carso ipogeo/ zona vadosa: caratterizzata da cavità principalmente fusiformi, pozzi, gallerie fossili, depositi di crollo o concrezionamento (riprecipitazione del carbonato all’interno del sistema carsico)
3. una zona di deflusso “orizzontale” che si raccorda al livello di base locale → zona epifreatica: zona di oscillazione della superficie freatica con gallerie attive, laghi, cascate e sedimenti clastici
4. zona freatica → condotte in pressione attualmente attive
5. una zona di affioramento delle acque di percolazione → sorgenti carsiche

Forme di dissoluzione dell’epicarso

Karren: forme di dissoluzione ad andamento longitudinale che si sviluppano in rocce massive resistenti e impermeabili; sono scanalature che l’acqua ha scavato che si sviluppano dove la roccia è compattaperchè in presenza di fessure verrebbe a mancare la continuità longitudinale. La percolazione dell’acqua sotto la superficie avviene poi per frattura della roccia. I karren vengono classificati in base alle caratteristiche morfo-dimensionalie all’assenza/presenza di copertura.
Più karren formano un campo carreggiato. Tra i karren si distinguono karren liberi quando i processi di dissoluzione avvengono su roccia nuda, karren semiliberi o coperti quando si sviluppano al di sotto rispettivamente di una copertura parziale o totale di suolo con vegetazione o di acqua stagnante.

Si distinguono inoltre:
a) scannellature (rillenkarren) → piccoli solchi rettilinei subparalleli separati da creste che si localizzano in prossimità delle crestine spartiacque;
b) solchi carsici o “docce” (rinnenkarren) → solchi ampi e profondi parecchi cm e lunghi alcuni metri, ad andamento rettilineo o sinuoso se su superfici molto o poco inclinate.

Vaschette di corrosione:  cavità chiuse, a geometria subcircolare o ellittica in pianta, di dimensioni comprese tra pochi cm e alcuni metri e con fondo piatto e orizzontale.
Cavità subverticali: cavità di dissoluzione subverticali di diametro compreso tra pochi dm e alcuni m all’interno. Talvolta il loro numero è così elevato da dare origine a morfologie coalescenti. Sono riempite da sedimenti che costituiscono la coltre di copertura.
Doline: depressioni chiuse prive di acqua in quanto il substrato che le ospita è altamente permeabile e non consente il ristagno dell’acqua. Presentano morfologie diverse se impostate su roccia con depositi di riempimento o senza; esistono diversi tipi di doline:
dolina con scarpata a fondo piatto
dolina a ciotola
dolina a imbuto
dolina a fondo piatto derivante da riempimento di una dolina a ciotola
dolina a ciotola o a fondo piatto derivanti da riempimento di dolina a imbuto

La frequenza delle doline può essere così elevata da originare a fenomeni di interferenza e fusione; numeri elevati di doline sono frequenti soprattutto in presenza di substrati evaporitici.
Le doline a fondo piatto sono più tipiche dei substrati carbonatici mentre nei gessi sono spesso a imbuto; posso essere influenzate dall’assetto strutturale che ne differenzia la struttura in pianta. Di solito si impostano parallelamente alle linee di faglia.

Meccanismi di formazione:
Dolina di dissoluzione → l’acqua allarga le fratture e in superficie ho un processo di dissoluzione con morfologia depressa; è un processo lento e graduale che avviene in terreno carsico (calcare)
Dolina di collasso → fenomeni improvvisi dovuti all’ampliamento delle cavità carsiche subsuperficiali che fa crollare il tetto accumulando il materiale alla base
Dropout doline → in massiccio carbonatico con cavità, terreno coesivo (silt o argilla); il materiale di copertura viene veicolato nelle cavità
Dolina sepolta → come la dropout ma completamente sepolta dai sedimenti (depositi alluvionali) che mascherano la morfologia; il materiale col tempo si compatta ed in superficie si può vedere una blanda depressione
Caprock doline → il collasso avviene a spese di materiale rigido (argilloscisti) per cavità “rimontante” verso l’alto
Dolina di soffusione → materiele non coesivo (silt sabbioso) viene veicolato nelle cavità e si forma una depressione per processo di piping (formazione graduale). E’ simile alla dropout però cambia il comportamento del materiale

E’ importante distinguere le doline da depressioni di origine gravitativa o bellica; in entrambi i casi è fondamentale studiare il substrato e nel secondo caso il rapporto diametro/profondità è molto differente.

Tiankeng: doline di dimensioni ciclopiche con profondità che possono superare i 500 m; localizzate nel sud-est asiatico
Polje: rappresentano forme carsiche di grandi dimensioni (> 1 km), caratterizzate da un fondo piatto ed orizzontale circondato da versanti mediamente acclivi (30°); il raccordo tra versante e fondo è netto. Nei polje attivi il fondo viene periodicamente allagato quando gli inghiottitoi non riescono a smaltire tutta l’acqua che vi si riversa all’interno. Ciò causa la corrosione marginale che mantiene netto il punto di raccordo versante-fondo.
Sul fondo può essere presente un velo più o meno consistente di depositi fluviali che spesso mascherano gli inghiottitoi.
Le tipologie di polje sono 3:
-polje marginale → l’acqua proviene da un substrato impermeabile e poi si butta nel massiccio carbonatico
-polje strutturale → l’acqua proviene da un massiccio carbonatico, modella la zona impermeabile e torna nel massiccio
-polje di livello piezometrico → impostato nel massiccio carbonatico in cui la falda si alza e si abbassa periodicamente

Canyon carsici e ponti naturali: nel primo caso nel massiccio carbonatico scorre un corso d’acqua e ad un certo punto si forma una dolina di crollo e altre a monte o lateralmente vicine che portano alla luce tratti dei condotti sotterranei; nel secondo caso il crollo non è totale ma sopravvive una porzione del tetto che comunque è destinata a crollare.
Città in roccia  → legate alla dissoluzione del carbonato di calcio secondo uno schema a blocchi: la dissoluzione opera nelle zone di debolezza strutturale (fratture)lasciando integri alcuni blocchi. Possono anche intervenire fenomeni di crioclastismo.