Alterazione delle rocce: frammentazione meccanica, idrolisi alcalina e idrolisi acida

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Alterazione delle rocce

Perché una roccia od un minerale si alterano?
Per iniziare, bisogna trovare un “inizio arbitrario” al ciclo idrologico. Consideriamo come punto d’inizio il momento in cui la prima goccia d’acqua cade a terra, L’acqua meteorica non ha nulla in soluzione, per questo la pioggia tende a formare acqua pura e, quando cade a terra, da inizio alla sua mineralizzazione.
Analizziamo bene questo processo: la nube può avere altezza variabile, e tanto variabile sarà lo spessore di atmosfera che le gocce d’acqua attraversano. Quest’ultime attraversano l’aria dal momento in cui precipitano fino a toccare il suolo; in questo frangente, entrano a contatto con N
2, O2, Ar, CO2 ed altre molecole sospese.
Tali gas atmosferici entrano in soluzione nella goccia in base alla solubilità intrinseca che tali gas hanno (ed anche in base alla pressione parziale). Di CO
2 ce n’è poca, ma a differenza di O2, N2 e Ar (che si sciolgono in acqua solo grazie alla loro solubilità), in soluzione acquosa, una parte si trasforma in acido carbonico (formando H2CO3).
Quindi, quando la nostra goccia attraversa l’atmosfera ha già in soluzione tutti questi elementi più l’acido carbonico (ma pochissimo Ar). Quando la goccia arriva a terra, ha pH < 5 ed è ricca di O
2, ottenendo quindi una certa aggressività chimica. Nel momento in cui la goccia arriva a terra, incontra suoli e rocce.
Quando la goccia d’acqua cade sul suolo (che per definizione è fatto di materia organica e inorganica, ad esempio i minerali delle argille) il ruolo principale lo ricopre l’O
2, perche nella materia organica il “C” (che ha vari stati d’ossidazione) è tendenzialmente negativo, e quando l’O2 attraversa un materiale con “C” negativo quest’ultimo tende a cedere elettroni e l’O tende a prenderli. Quindi, avviene un processo di ossidazione (la goccia consuma l’O2 che ha ossidato la materia organica del suolo).
Successivamente, finendo l’O
2 in soluzione, la goccia passa da ossidante a riducente. In contemporanea il suolo produce CO2; quindi la mia acqua si arricchisce ancora di più di CO2 e diventa sempre più acida (fino ad arrivare alla base del suolo, dove, essendosi liberata dell’O2, è diventata molto acida).
Alla base del suolo la goccia incontra la “bed rock”, interagendoci.
Cosa succede adesso?
I minerali tenderanno a modificarsi!
Ma quali fattori faranno si che ciò accada? Sono diversi:
– l’instabilità dei minerali delle rocce alle nuove condizioni di temperatura e pressione (è il caso dei minerali formatisi a P e T elevate, e ne sono la maggior parte);
– come è ovvio che sia, occorre la presenza di un solvente acquoso;
– devono esserci delle condizioni ossidative;
– tali minerali delle rocce devono avere una predisposizione all’alterazione per disgregazione meccanica. Infatti, quest’ultima aumenta la superficie alterabile (detta anche superficie specifica).

Queste modificazioni che tendono ad aumentare la superficie alterabile prendono il nome di “processi di weathering” (termine coniato dalla scuola anglosassone, che racchiude i processi di disgregazione meccanica ed alterazione chimica).
Noi invece tendiamo ad analizzare “frantumazione meccanica” ed “alterazione chimica” separatamente.

La spiegazione continua:

  1. Alterazione chimica delle rocce
  2. Frammentazione meccanica
  3. Idrolisi Alcalina e Idrolisi acida

 

 

 

   
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