Carso: processi atmosferici e paesaggi in Spagna e America Latina

Carso, rilievo carsico o carsico, è una forma di topografia la cui origine è dovuta ai processi atmosferici sciogliendo rocce solubili di calcari, dolomie e gesso. Questi rilievi sono caratterizzati dalla presentazione di un sistema di drenaggio sotterraneo con grotte e canali di scolo.

Il termine carsico deriva dal Carso tedesco, una parola con cui si chiama la zona sloveno-slovena Carso, dove abbondano le forme di sollievo carsico. La Royal Spanish Academy ha approvato l'uso di entrambe le parole "karstic" e "karstic", con equivalenza di significato.

Le rocce calcaree sono rocce sedimentarie composte principalmente da:

Calcite (carbonato di calcio, CaCO ₃ ).
Magnesite (carbonato di magnesio, MgCO ₃ ).
Minerali in piccole quantità che modificano il colore e il grado di compattazione della roccia, come argille (aggregati di silicati di alluminio idrati), ematite (minerale di ossido ferrico Fe ₂ O ₃ ), quarzo (minerale di ossido di silicio SiO ₂ ) e siderite (ferro carbonato minerale FeCO ₃ ).

La dolomite è una roccia sedimentaria costituita da minerale di dolomite, che è un doppio carbonato di calcio e magnesio CaMg (CO ₃ ) ₂ .

Il gesso è una roccia composta da solfato di calcio idrato (CaSO ₄ .2H ₂ O), che può contenere piccole quantità di carbonati, argilla, ossidi, cloruri, silice e anidrite (CaSO ₄ ).

Processi di alterazione del tempo carsico

I processi chimici della formazione carsica comprendono fondamentalmente le seguenti reazioni:

La dissoluzione del biossido di carbonio (CO ₂ ) nell'acqua:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

La dissociazione dell'acido carbonico (H ₂ CO ₃ ) in acqua:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ - + H ₃ O +

La dissoluzione del carbonato di calcio (CaCO ₃ ) mediante attacco acido:

CaCO ₃ + H ₃ O + → Ca 2+ + HCO ₃ - + H ₂ O

Con una reazione totale risultante:

CO ₂ + H ₂ O + CaCO ₃ → 2HCO ₃ - + Ca 2+

L'azione delle acque gassate leggermente acidiche, producendo la dissociazione della dolomite e la conseguente fornitura di carbonato:

CaMg (CO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + CO ₂ → CaCO ₃ + MgCO ₃ + 2H ₂ O + CO ₂

Fattori necessari per la comparsa del rilievo carsico:

L'esistenza di una matrice calcarea.
L'abbondante presenza di acqua.
La concentrazione di CO ₂ apprezzabile nell'acqua; questa concentrazione aumenta con alte pressioni e basse temperature.
Fonti biogeniche di CO ₂ . Presenza di microrganismi che producono CO ₂ attraverso il processo di respirazione.
Abbastanza tempo per l'azione dell'acqua sulla roccia.

Meccanismi per la dissoluzione della roccia ospite:

L'azione di soluzioni acquose di acido solforico (H ₂ SO ₄ ).
Vulcanismo, dove i flussi di lava formano grotte tubolari o tunnel.
Azione erosiva fisica dell'acqua di mare che produce caverne marine o costiere, dall'impatto delle onde e dallo scardinamento delle rocce.
Grotte costiere formate dall'azione chimica dell'acqua marina, con solubilizzazione costante delle rocce ospiti.

Geomorfologia dei rilievi carsici

Il rilievo carsico può essere formato all'interno di una roccia ospite o al di fuori di esso. Nel primo caso è chiamato sollievo carsico interno, endocarstico o ipogeo, e nel secondo caso rilievo carsico esterno, esocardico o epigénico.

- Carso interno o endocarstico

Le correnti sotterranee di acqua che circolano all'interno di letti di rocce carbonatiche, stanno scavando corsi interni all'interno delle grandi rocce, attraverso i processi di dissoluzione che abbiamo menzionato.

A seconda delle caratteristiche della purga, sorgono diverse forme di sollievo carsico interno.

Caverne a secco

Le grotte asciutte si formano quando le correnti interne dell'acqua lasciano questi canali che hanno scavato attraverso le rocce.

gallerie

Il modo più semplice per scavare l'acqua all'interno di una grotta è la galleria. Le gallerie possono essere allargate formando "volte" o possono essere ristrette e costituiscono "corridoi" e "tunnel". Si possono anche formare tunnel "ramificati" e ascensioni d'acqua chiamate "sifoni".

Stalattiti, stalagmiti e colonne

Durante il periodo in cui l'acqua ha appena lasciato il suo corso in una roccia, le gallerie rimanenti sono lasciate con un alto grado di umidità, trasudando goccioline d'acqua con carbonato di calcio disciolto.

Quando l'acqua evapora, il carbonato precipita allo stato solido e appaiono formazioni che crescono dal terreno chiamate "stalagmiti" e altre formazioni crescono pendendo dal soffitto della grotta, chiamate "stalattiti".

Quando una stalattite e una stalagmite coincidono nello stesso spazio, una "colonna" si forma all'interno delle caverne.

cannoni

Quando il tetto delle caverne crolla e crolla, i "cannoni" si formano. Quindi, ci sono tagli molto profondi e pareti verticali dove possono circolare i fiumi di superficie.

- Rilievo carsico esterno, exocárstico o epigénico

La dissoluzione della roccia calcarea dall'acqua può perforare la roccia sulla sua superficie e formare vuoti o cavità di dimensioni diverse. Queste cavità possono avere un diametro di qualche millimetro, grandi cavità di diversi metri di diametro o canali tubolari chiamati "lapiaces".

Quando un lapiaz è sufficientemente sviluppato e genera una depressione, compaiono altre forme di sollievo carsico chiamate "dolinas", "uvalas" e "poljes".

doline

La dolina è una depressione a base circolare o ellittica , le cui dimensioni possono raggiungere diverse centinaia di metri.

Frequentemente, l'acqua si accumula nelle doline, che, sciogliendo i carbonati, scava una coppa a forma di imbuto.

uvala

Quando diverse doline crescono e si uniscono in una grande depressione, una forma "uvala".

polje

Quando si forma una grande depressione con un fondo piatto e dimensioni in chilometri, si chiama "poljé".

Una polje è in teoria una varietà immensa, e all'interno della polje esistono forme carsiche più piccole: uvalas e doline.

Nei poli si forma una rete di canali d'acqua con un lavandino che sfocia nell'acqua freatica.

Formazioni carsiche come zone di vita

Nelle formazioni carsiche ci sono spazi intergranulari, pori, articolazioni, fratture, fessure e condotti, le cui superfici possono essere colonizzate da microrganismi.

Aree fasulle in formazioni carsiche

In queste superfici dei rilievi carsici sono generate tre zone fasiche in funzione della penetrazione e dell'intensità della luce. Queste zone sono:

Area di ingresso : questa area è esposta all'irraggiamento solare con un ciclo di illuminazione giornaliero giorno-notte.
Zona della penombra : zona focale intermedia.
Zona scura : area in cui la luce non penetra.

Fauna e adattamenti nella zona fotica

Le diverse forme di vita e i loro meccanismi di adattamento si correlano direttamente con le condizioni di queste zone fitiche.

Le zone di ingresso e di penombra hanno condizioni tollerabili per una varietà di organismi, dagli insetti ai vertebrati.

La zona oscura ha condizioni più stabili rispetto alle aree superficiali. Ad esempio, non è influenzato dalla turbolenza dei venti e mantiene una temperatura praticamente costante durante tutto l'anno, ma queste condizioni sono più estreme a causa dell'assenza di luce e dell'impossibilità di effettuare la fotosintesi.

Per queste ragioni, le aree carsiche profonde sono considerate povere di nutrienti (oligotrofici), poiché mancano i produttori primari fotosintetici.

Altre condizioni limitanti nelle formazioni carsiche

Oltre all'assenza di luce negli ambienti endocarsici, nelle formazioni carsiche ci sono altre condizioni limitanti per lo sviluppo delle forme di vita.

Alcuni ambienti con collegamenti idrologici alla superficie possono subire inondazioni; le grotte del deserto possono attraversare lunghi periodi di siccità e i sistemi tubolari di origine vulcanica possono sperimentare una rinnovata attività vulcanica.

Nelle caverne interne o nelle formazioni endogene, possono anche verificarsi varie condizioni potenzialmente letali, come concentrazioni tossiche di composti inorganici; Zolfo, metalli pesanti, acidità estrema o alcalinità, gas letali o radioattività.

Microorganismi delle zone endocardiche

Tra i microrganismi che popolano le formazioni endocarsiche si possono citare batteri, archaea, funghi e anche virus. Questi gruppi di microrganismi non presentano la diversità che mostrano negli habitat superficiali.

Molti processi geologici quali ossidazione del ferro e dello zolfo, ammonificazione, nitrificazione, denitrificazione, ossidazione anaerobica dello zolfo, riduzione del solfato (SO ₄ 2-), ciclizzazione del metano (formazione di composti idrocarburici ciclici dal metano CH ₄ ), altri sono mediati da microrganismi.

Come esempi di questi microrganismi possiamo menzionare:

Leptothrix sp., Che influisce sulle precipitazioni di ferro nelle grotte di Borra (India).
Bacillus pumilis isolato dalle grotte di Sahastradhara (India), che mediano la precipitazione del carbonato di calcio e la formazione di cristalli di calcite.
Thiothrix sp. Batteri filamentosi allo zolfo ossidanti, trovati nella caverna di Lower Kane, Wyomming (USA).

Microorganismi di zone esocardiche

Alcune formazioni esokársticas contengono deltaproteobacteria spp. , acidobatteri spp., Nitrospira spp. e proteobacteria spp.

Nelle formazioni ipogene o endokársticas si possono trovare specie di specie: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium e Firmicutes, tra gli altri.

Paesaggi di formazioni carsiche in Spagna

Parco Las Loras, designato World Geopark dall'UNESCO, situato nella parte settentrionale di Castilla y León.
Grotta di Papellona, Barcellona.
Grotta di Ardales, Málaga.
Santimamiñe Cave, Vazco Country.
Grotta di Covalanas, Cantabria.
Grotte di La Haza, Cantabria.
Valle della Miera, Cantabria.
Sierra de Grazalema, Cádiz.
Grotta di Tito Bustillo, Ribadesella, Asturie.
Torcal de Antequera, Malaga.
Cerro del Hierro, Siviglia.
Solido di Cabra, Subbética Cordobesa.
Parco Naturale della Sierra de Cazorla, Jaén.
Montagne di Anaga, Tenerife.
Macizo de Larra, Navarra.
Valle del Rudrón, Burgos.
Parco Nazionale di Ordesa, Huesca.
Sierra de Tramontana, Maiorca.
Monasterio de Piedra, Saragozza.
Città incantata, Cuenca.