Scienze della Terra per le superiori/Il modellamento dovuto a fenomeni atmosferici: differenze tra le versioni
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Il materiale alterato può essere trasportato verso il basso per azione della forza di gravità. Il movimento del materiale alterato trasportato per mezzo della gravità può avvenire per tratti limitati, generalmente sui versanti montani. I fenomeni gravitativi più comuni sono le '''frane''', in cui materiale roccioso alterato si muove lungo un versante.
Si distinguono vari tipi di movimento negli eventi franosi, che dipendono dalla natura e dalle proprietà meccaniche delle rocce e dei terreni interessati, e che danno origine a fenomeni e morfologie diverse: ''rotolamento'', ''caduta'', ''ribaltamento'', ''scivolamento'', ''colamento'' o ''sprofondamento''.
* Il '''rotolamento''' interessa accumuli di detrito grossolano e terreni e rocce "sciolti" (''incoerenti''), come ghiaie e massi isolati, e dà luogo ad accumuli caotici o in forma di ''conoidi di detrito'' (accumuli a forma di ventaglio e convessi verso l'alto, con apice verso monte, situati al piede della scarpata<ref group=N>I ''conoidi di detrito'' non vanno confusi con i ''conoidi alluvionali'', dove è invece determinante l'azione delle acque correnti e che fanno parte dei ''sistemi alluvionali'', di cui tratteremo in seguito.</ref>.
* Il movimento per ''caduta'' è tipico delle ''frane da crollo'', su pareti di roccia o versanti scoscesi, di materiali fratturati o indeboliti dall'alterazione. Una porzione di parete o versante cede improvvisamente rilasciando materiale che si accumula al piede del versante stesso, sempre in forma di accumuli caotici o conoidi di detrito. Il ''ribaltamento'' è un movimento rotazionale, in cui la massa di roccia interessata ruota rigidamente intorno a un punto o a un asse prossimo al piede della scarpata e cade al suolo, generalmente frantumandosi.
* Lo ''scivolamento'' di masse di roccia o di terreno avviene su un piano di debolezza (generalmente una superficie di strato, o una frattura naturale, o una faglia). Si tratta di un frammento di roccia che scivola rigidamente a valle, inizialmente mantenendo la propria struttura e successivamente, se il fenomeno prosegue, frantumandosi e scomponendosi in accumuli più o meno caotici.
* Il ''colamento'' si ha con materiali che si comportano ''plasticamente'' (cioè si deformano senza frantumarsi), come ad esempio sabbie satura d'acqua o argille, che "colano" come liquidi molto ''viscosi''<ref group=N>La ''viscosità'' è una grandezza fisica che misura la resistenza di un fluido allo scorrimento. E' legata all'attrito tra le molecole del fluido. Ad esempio l'olio o il miele sono più viscosi dell'acqua.</ref>. In questo caso spesso non vi è una demarcazione unica e netta tra la roccia o il terreno in posto e quello franato (perché il corpo di frana si muove a velocità diverse a seconda della posizione), ma vi è una serie di crepacci longitudinali e trasversali nel suolo che indicano superfici irregolari di "scollamento" tra masse con diversa velocità di discesa.
* Lo ''sprofondamento'' si verifica nella parte superficiale di terreno con il cedimento di livelli plastici sottostanti a formazioni rigide, oppure dovuti al crollo di cavità sotterranee artificiali (gallerie di miniera o stradali o ferroviarie, fognature, cisterne...) o naturali (cavità carsiche). Sono fenomeni franosi poco frequenti e generalmente localizzati in zone ristrette. Per lo più si verificano in regioni carsiche di natura calcarea o gessosa, ma possono interessare anche terreni poco coerenti e terreni vulcanici (tufi e tufiti), o in ambienti ''periglaciali'' per la fusione di ghiaccio sepolto.
* '''frane complesse'''. Possono essere dovute all'intervento concomitante o successivo di diversi dei meccanismi esposti sopra, che danno origine ad accumuli con caratteristiche miste.
I fenomeni di frana si possono innescare per vari motivi: il più importante generalmente è l'azione delle acque meteoriche e superficiali, che si infiltrano indebolendo le forze coesive che tengono insieme le masse di terreno e di roccia, insieme all'azione concomitante del ''termoclastismo'' e del ''crioclastismo''. Gli eventi sismici (''terremoti''), anche di intensità piccola o moderata in presenza di rocce alterate, possono essere un altro fattore importante. Infine, l'azione dell'uomo può influire notevolmente ed essere in diversi casi determinante, ad esempio con scavi al piede di un versante, o con la costruzione di manufatti, case d'abitazione e infrastrutture a monte del versante stesso, o con le vibrazioni prodotte dal traffico veicolare.
[[File:Washington Landslide.png|thumb|center|verticale=4|Schema ed esempio reale che illustrano la ''morfologia'' di un corpo di frana. Ben visibili la ''nicchia di distacco'' del materiale franato (sulla destra), il ''pendio di frana'' in posizione intermedia, nella parte bassa della superficie di scivolamento principale, e la ''zona di accumulo'', nella parte bassa del versante e in parte nel letto del torrente, che consiste in accumuli caotici dei materiali del pendio franato. Il corpo di frana è caratterizzato da scarpate trasversali corrispondenti a rotture secondarie, e crepacci trasversali e longitudinali dovuti ad ulteriore scomposizione della massa di materiale franato nella zona di accumulo.]]
Le frane danno luogo a trasformazioni della superficie terrestre dovute appunto allo spostamento di materiale dovuto principalmente alla gravità: la loro '''morfologia''' dipende molto dal tipo di meccanismo prevalente. Tuttavia, è possibile definire alcuni elementi comuni. Una frana è caratterizzata da tre parti principali:
* la '''nicchia di distacco''', a monte, corrisponde alla zona in cui avviene il distacco del materiale franato e l'inizio del movimento.
* l' '''alveo o pendio di frana''' corrisponde alla zona di transito o comunque di movimento principale del materiale.
* la '''zona di accumulo''', a valle, corrisponde alla zona in cui il movimento rallenta fino ad arrestarsi e il materiale franato si depone.
[[File:Soil Creep.tif|thumb|right|verticale=1.2|Schema che illustra gli effetti del ''soil creep''. Si noti che anche la parte superficiale del substrato roccioso 8la più alterata) è interessata dal movimento.]] [[File:SolifluctionWyoming1.jpg|thumb|left|verticale=1.2|Effetti superficiali del ''soliflusso'' su terreni montani, con la formazione di ''lobi di soliflussione''.]]
Occorre considerare anche altri tipi di movimento gravitativo, che non rientrano strettamente nel concetto di frana e che coinvolgono la coltre eluviale di detrito che ricopre i versanti, con basse e bassissime velocità di movimento. Questi fenomeni sono visibili non tanto direttamente quanto per il loro effetto su oggetti come alberi e pali (o altri manufatti) che tendono ad inclinarsi verso valle o a mutare di posizione.
* il '''soliflusso''' (o '''soliflussione''') è il movimento gravitativo verso valle della coltre detritica, che mantiene la sua organizzazione interna; si verificano piccole colate di materiale incoerente o particolarmente plastico che danno origine a forme a ''lobo'' ('''lobi di soliflussione'''). Il profilo di velocità nella coltre interessata da questo fenomeno è abbastanza costante.
* il '''soil creep''' è il movimento estremamente lento della coltre eluviale, che può coinvolgere anche la ''regolite'' (roccia alterata e disgregata) con velocità differenziale, ed è prodotto soprattutto da effetti termici di dilatazione e contrazione, cicli gelo-disgelo, vibrazioni prodotte da attività umane (traffico veicolare su strade). Questo tipo di movimento è definito ''reptazione'' (''creep'')
L'entità di questi movimenti dipende dall'inclinazione del pendio, dalla natura del terreno (i terreni sciolti e quelli argillosi sono particolarmente predisposti) e dal clima (disponibilità di acqua, fluttuazioni di temperatura, cicli gelo/disgelo). Una elevata saturazione in acqua tende ad accentuare il fenomeno, mentre la presenza di vegetazione (soprattutto se con radici profonde) tende a contrastarlo.
Le frane non avvengono solo in ambiente ''subaereo'' ma anche in ambiente ''subacqueo'' (in bacini marini o lacustri): in questo caso si tratta di fenomeni con caratteristiche specifiche che danno origine a depositi particolari, le ''torbiditi''. Di questo tipo di fenomeni però tratteremo nel capitolo dedicato all'''ambiente marino''.
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File:Landslip. Rosedale Wyke - geograph.org.uk - 40428.jpg|Conoide di detrito acumulatasi in seguito a frane da rotolamento e da crollo di una parete rocciosa.
File:2006 Hawaii earthquake.JPG|Frana di crollo da una falesia (Hawaii), innescata da una scossa sismica.
File:Ireland_cliffs_of_moher2.jpg|Accumuli di frane da crollo ai piedi di una falesia marina. I crolli sono causati dall'erosione da parte delle onde al piede della falesia.
File:Slide-guerrero1.JPG|Frana da cedimento di un versante; ben visibile la ''nicchia di distacco''.
File:Landslide animation San Matteo County.gif|Animazione che mostra l'evoluzione di un fenomeno di frana (del tipo da ''colamento'') nel tempo.
File:Block-glide.jpg|Tipica ''frana da scivolamento'' di una formazione argillosa su una superficie di strato. Probabilmente le vibrazioni del traffico stradale non sono estranee al fenomeno.
File:GravityDrivenDeformation.jpg|visualizzazione delle deformazioni interne ad un corpo di frana. Nel caso (a) abbiamo una frana di scivolamento, con movimento rigido sulla superficie di distacco; nel caso (b) una frana da cedimento (o colamento) in cui si ha a monte collasso verticale e a valle espansione del materiale. In (c) è rappresentata una combinazione delle due modalità.
File:Swanlake Bay - geograph.org.uk - 1570744.jpg|Evidenze di ''soil creep''. Notare nella parte più prossima alla superficie del terreno la curvatura verso valle degli strati di roccia.
File:Solifluctionlobesslope1.jpg|Terreni ad elevata latitudine (circumpolari) interessati estesamente dal ''soliflusso''. Notare i ''lobi di soliflussione'').
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