Alterazione superficiale
Diversi sono i modi con cui si è definita l'alterazione
superficiale; nei termini più semplici consiste nella frantumazione,
decomposizione e deterioramento delle rocce che hanno luogo vicino o sulla
superficie terrestre.
L'alterazione superficiale implica reazioni sia chimiche che
fisiche, e dipende pertanto da diversi fattori, come il clima, la topografia, la
vegetazione, il tempo, la composizione e la struttura della roccia originaria.
La temperatura e le precipitazioni piovose sono importanti
fattori climatici: la disgregazione delle rocce è più rapida in climi caldi ed
umidi. Sia la direzione del movimento dell'acqua attraverso le rocce, che la liscivazione dei componenti solubili, dipendono dalla quantità delle
precipitazioni piovose e dalla loro distribuzione stagionale. In un clima
costantemente umido l'acqua si muove verso il basso; in un clima secco il
movimento prevalente può essere quello verso l'alto, ed i componenti della
disgregazione possono non essere rimossi dalla zona di alterazione
superficiale. La topografia controlla il movimento verticale delle acque
sotterranee, il tasso di erosione e quello di rimozione dei prodotti
dell'alterazione. In aree basse e pianeggianti vi è poco movimento dell'acqua
attraverso il suolo e le rocce e pertanto la liscivazione è relativamente
scarsa.
La vegetazione è importante perché i prodotti della
decomposizione organica, particolarmente in climi freschi ed umidi, dove possono
essere prodotti in grande quantità acidi organici, influiscono notevolmente sul
processo di alterazione. Il tipo di vegetazione - vale a dire alberi, erbe ed
altre piante - ha effetti drastici sulla composizione dei minerali originari e
sui risultanti prodotti della decomposizione.
Il tempo è un importante fattore nello sviluppo dei prodotti
dell'alterazione, poiché i processi dell'alterazione superficiale sono
relativamente lenti. Nelle fasi iniziali dell'alterazione possono aver luogo
certe reazioni molto diverse dalle reazioni successive, che avvengono dopo che i
componenti più solubili sono stati rimossi. Le più importanti reazioni chimiche
che hanno luogo durante l'alterazione superficiale sono l'idrolisi, lo scambio
ionico, l'ossidazione, la carbonatazione, la soluzione e la ricostituzione
chimica. L'idrolisi consiste nella reazione tra l'acqua e la roccia o il
minerale. Lo scambio ionico comporta la sostituzione chimica di ioni idrogeno al
posto di cationi metallici. L'ossidazione, nel processo di alterazione
superficiale, in genere avviene attraverso la combinazione di ossigeno
elementare con atomi o ioni nella roccia o nel minerale. La carbonatazione è la
combinazione di ione carbonico o bicarbonico con certi elementi della roccia
come calcio, magnesio e ferro. La soluzione è la rimozione ed il trasporto di
ioni, come quelli del sodio e del calcio, da parte dell'acqua.
I prodotti finali del processo di alterazione superficiale
possono avere importanza economica. Uno dei più comuni prodotti finali
dell'alterazione è la bauxite, una roccia formata principalmente da ossidi
idrati d'alluminio, che viene estratta in numerose aree tropicali o subtropicali
come l'Australia settentrionale, la Giamaica, il Brasile, il Suriname e l'Africa
centrale. Un altro comune prodotto dell'alterazione superficiale è il caolino,
un'argilla fine (silicato idrato d'alluminio) che viene usata come pigmento
bianco. Il maggior uso di caolino viene fatto da parte dell'industria della
carta, che lo utilizza come filler e come materiale ricoprente per dare alla
carta una buona superficie per i colori. Il caolino viene utilizzato inoltre
come ingrediente di carica per la gomma, le vernici e le plastiche e come
assorbente in medicina. Tra gli altri prodotti dell'alterazione superficiale che
abbiano importanza economica vi sono i minerali di ferro, manganese, titanio, i
fosfati, i minerali di uranio e di vanadio.
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