I SEDIMENTI

La crosta terrestre è coperta da una grandissima varietà di rocce, e circa l'80% di esse è di origine sedimentaria. I sedimenti sono così distribuiti: il 72% si trova in mare (14% negli abissi e il 58% in prossimità dei margini continentali), il 20% sulle catene montuose e il restante 8% sui cratoni. Nessuno ci pensa mai, ma le aree agricole più vaste al mondo sono di natura sedimentaria, le energie fossili come carbone e petrolio sono di natura sedimentaria, esattamenteì come il comunissimo sale da cucina.
La scienza che studia i sedimenti e i processi sedimentari si chiama sedimentologia, da non confondere con la stratigrafia che invece si occupa dell'ordine di sovrapposizione dei sedimenti, che essi acquisiscono in fase di deposizione.
In questo scritto ci occuperemo solamente degli aspetti introduttivi della materia, dal momento che risulta vastissima, cominciando con l'indispensabile classificazione delle rocce. Sulla base della loro origine abbiamo:

ROCCE IGNEE o VULCANICHE: sono quelle rocce che si formano per raffreddamento e solidificazione del magma; possono essere intrusive quando il magma rimane intrappolato nella crosta terrestre, oppure effusive, quando il magma fuoriesce dalla crosta terrestre attraverso i condotti vulcanici e si espande in colate che si raffreddano abbastanza rapidamente;

ROCCE METAMORFICHE: sono quelle rocce che per azione di fattori e agenti fisici, quali la temperatura e la pressione, si trasformano sia nella struttura cristallina sia nella composizione mineralogica;

ROCCE SEDIMENTARIE: sono quelle rocce che derivano dalla sedimentazione di materiali di varia natura.

Una buona parte della superficie terrestre, come gia accennato, è ricoperta da quest'ultimo tipo di rocce. Esse possono essere classificate in quattro gruppi ben distinti:

• rocce clastiche;
• rocce chimiche (precipitati chimici);
• rocce organogene;
• Rocce piroclastiche o vulcanoclastiche;

I sedimenti sono essenzialmente dei corpuscoli di varie dimensioni, che possono essere costituiti da frammenti di rocce preesistenti disgregate dall'erosione meccanica degli agenti atmosferici, dalle acque dei fiumi, ecc..oppure da materiali derivanti dall'alterazione chimica di altre rocce oppure ancora da gusci microscopici di organismi come i foraminiferi, o parti di organismi viventi e fossili.
Possiamo semplificare affermando che il processo di sedimentazione comincia in montagna con l'erosione, prosegue attraverso i fiumi che trasportano i sedimenti, e termina in mare attraverso la deposizione effimera o permanente in mare.
Dopo la deposizione, quando lo spessore dei sedimenti accumulati diventa notevole, inizia il processo di diagenesi, cioè un insieme di fenomeni dovuti sia alla pressione causata dal peso stesso del sedimento, sia alla presenza in questi di acque circolanti. Il risultato finale è una compattazione e cementazione dei sedimenti stessi originariamente sciolti, che così diventeranno una vera e propria massa rocciosa più o meno compatta.
A questo proposito voglio ricordare che la compattazione consiste in una diminuzione del volume occupata dai sedimenti stessi, dovuta alla pressione esercitata dagli strati soprastanti, mentre la cementazione consiste nell'introduzione nei pori tra i sedimenti di nuovo materiale, costituito in prevalenza da sali minerali.

Le rocce sedimentarie clastiche (dal greco Klazo = rompo) o detritiche, si formano per accumulo di frammenti e granuli di varia grandezza che derivano dalla disgregazione meteorica di preesistenti rocce (rocce allotigene) affioranti sulla superficie terrestre. In base alla dimensione dei singoli granuli si possono ulteriormente suddividere come segue:

• Ghiaie: diametro dei granuli superiori ai 2 mm; in base alla forma si possono osservare conglomerati con ciottoli arrotondati, oppure brecce con ciottoli spigolosi.
• Sabbie: diametro dei granuli compresi tra 0.0625 e 2 mm; per esempio arenarie.
• Siltiti: diametro dei granuli compresi tra 0.0040 e 0.0625 mm;
• Argiliti: diametro dei granuli inferiori a 0.0040 mm;

Queste rocce sedimentano in mare aperto, sul fondo dei laghi, negli ambienti paludosi e lagunari. Una curiosità, le siltiti e le argilliti sono largamente utilizzati nell'industria dei laterizi, delle terrecotte e nell'industria chimica.

Le rocce chimiche derivano dalla sedimentazione di sostanze presenti in soluzione nelle acque marine o lacustri. Un tipico esempio di roccia chimica è il travertino, formata da carbonato di calcio precipitato per saturazione di acque sorgive. Anche le evaporiti rientrano nella categoria delle rocce chimiche, infatti esse derivano dalla precipitazione di sali contenuti in acque marine rese sature per l'intensa evaporazione (queste rocce sono presenti anche nel fondo del nostro mare Mediterraneo, memoria storica della chiusura dello stretto di Gibilterra avvenuto in periodo Miocenico, in cui il nostro mare si ridimensionò notevolmente prosciugandosi quasi del tutto), altri esempi di rocce chimiche sono anche il gesso e il salgemma.

Le rocce organogene sono originate dalla sedimentazione di resti di organismi viventi e fossili, che soprattutto in ambienti marini, estraggono le sostanze disciolte nell'acqua (in genere carbonato di calcio o silice). Gli organismi che formano questi depositi sono perlopiù molluschi, spugne, coralli e alghe unicellulari, i cui resti dopo la loro morte danno origine ai calcari, alle dolomie e alle selci. A volte è possibile trovare ulteriori classificazioni e le rocce organogene sono divise in zoogene e fitogene.

Una curiosità, le selci sono composte da gusci di diatomee (alghe unicellulari) e da radiolari (Protozoi) o ancora da spicole silicee presenti in alcune spugne.

Le rocce piroclastiche (dal greco piros = fuoco) sono rocce detritiche formate dalla sedimentazione di materiali solidi, proiettati nell'atmosfera dai vulcani (piroclasti). Sulla base delle loro dimensioni via via decrescenti, si suddividono in blocchi, lapilli, sabbie e ceneri. Un esempio di roccia piroclastica è il tufo, la cui composizione è data da cenere e lapilli mescolati assieme.

AMBIENTI DI SEDIMENTAZIONE

Gli ambienti di sedimentazione possono essere classificati come segue:

Ambienti continentali che a loro volta sono suddivisi in lacustri, alluvionali o fluviali e glaciali:

• ambienti lacustri: sono composti da argille, sabbie, ghiaie, torba, quest'ultima è formata da materiali carboniosi, come muschi, sfagni ecc... Questi ambienti rappresentano le fasi finali della vita di un lago, infatti esso si trasformerà in una palude per il fenomeno di graduale interramento.
• ambienti alluvionali o fluviali: caratterizzati da depositi di ghiaie sabbie e argille, le ghiaie sono più abbondanti lungo l'alto corso del fiume, mentre le sabbie e le argille sono più frequenti lungo il medio e basso corso dello stesso.
• ambienti glaciali: sono caratterizzati dalle morene, queste ultime costituite da sedimenti molto eterogenei, quelli di dimensione maggiori sono chiamati massi erratici trasportati anche a notevole distanza dal movimento continuo dei ghiacciai.

Ambienti desertici: in questi ambienti l'agente di trasporto prevalente e è il vento, che solleva le particelle più fini e le trasporta finché a causa della propria velocità e intensità le lascia cadere in luoghi lontani dagli stessi.

Ambienti di transizione, si suddividono in ambienti lagunari e deltizi:

• ambienti lagunari : la laguna è un corpo d'acqua in comunicazione con il mare aperto. I depositi tipici di questo ambiente sono per lo più calcari, che si distinguono da quelli marini perchè contengono resti di organismi adattati a sopportare sbalzi di salinità (organismi eurialini) che si verificano spesso nelle acque di laguna.
• ambiente deltizio: in tale ambiente i depositi sono composti da materiali fini.

Ambienti marini. Sono gli ambienti più estesi e quelli che presentano una maggiore varietà in funzione della loro profondità. Si suddividono per questo in ambienti litorali, neritici, batiali e abissali.

• ambiente litorale: comprende quella parte di fondale caratterizzato dalle escursioni delle maree. E' caratterizzato da sedimenti composti da calcare bioclastico che può essere di origine biologica o derivare da processi di disgregazione fisica di altre rocce carbonatiche. Quando è di origine biologica è formato da frammenti di gusci, teche di molluschi e in genere da materiale di origine biologica.
• ambiente neritico: fascia di ambiente marino compreso tra la linea della bassa marea e i 200 metri circa di profondità, in questa zona i sedimenti possono essere di origine organogeno o clastica. I sedimenti clastici sono selezionati dalle onde e dall'azione delle correnti marine (i sedimenti più grossolani si trovano vicino alla costa, i più fini si accumulano più lontani dalla costa).
• ambiente batiale: si estende tra i 200 e i 4000 metri di profondità, vicino alla scarpata continentale, caratterizzata da forti pendenze in cui i sedimenti scivolano su di essa e si ridepositano alla base della stessa. Sono formati per lo più da fanghi contenenti anche gusci di organismi planctonici.
• ambiente abissale: si estende oltre i 4000 metri di profondità in corrispondenza della piana abissale, in cui si depositano sedimenti costituiti da resti organici vari, ma anche depositi di origine inorganica dalla granulometria molto fine.
  In questi ambienti, infatti, vi possiamo trovare con una certa frequenza dei noduli di manganese, dalla forma di ciottoli appiattiti e dal diametro di circa 5 centimetri, come ho citato poco sopra sono molto ricchi di Manganese ma anche di ferro, rame, nichel ed altri metalli rari. Anche se attualmente il loro recupero è assai oneroso, questi noduli potranno divenire in futuro la principale fonte di approvvigionamento di molti minerali metallici.

Per il momento terminiamo qui il nostro escursus tra i sedimenti, con la promessa di analizzare in dettaglio il maggior numero di aspetti possibile della sedimentologia, materia ostica e spesso bistrattata sia a livello scolastico che accademico.

BIBLIOGRAFIA

• Tucker M. - Rocce sedimentarie. Dario Flaccovio Editore. 1996, tradotta dall'edizione inglese del 1982