La geomorfologia è la branca della geologia che studia la morfologia della superficie terrestre, cioè le forme che costituiscono il rilievo del territorio, investigandone l'origine e l'evoluzione.

In particolare, la geomorfologia studia le correlazioni tra la morfologia del terreno, le sue caratteristiche litologiche e gli agenti che lo hanno modellato. Viene comunemente riferito allo studio della superficie delle terre emerse, ma può anche essere usato riferendosi allo studio dei fondali marini e di altri pianeti.

Etimologia Il termine "geomorfologia" vuol dire letteralmente "studio della forma della Terra" (dal greco γη, ge, in italiano "Terra", e μορφή, morfé, "forma" e λογος, logos), "studio").

Storia della geomorfologia La geomorfologia originariamente non era separata dalla geografia fisica. Il primo modello geomorfologico consisteva nel ciclo geografico o "ciclo dell'erosione", sviluppato da geografo e padre della geomorfologia William Morris Davis tra il 1884 e il 1899.

Occupandosi della forma delle valli, il ciclo è presentato come una sequenza nella quale un fiume era solito scavare una valle, sempre più profondamente, ma nella quale l'erosione dei fianchi vallivi avrebbe compensato in parte l'incisione con un livellamento del terreno, sebbene ad una quota minore.

Questo modello è attualmente considerato troppo semplicistico, specie se applicato a situazioni pratiche. Walther Penck sviluppò un modello alternativo nel 1920, basato su cicli di risalita ed erosione, ma anch'esso era troppo limitato e semplificato per spiegare l'ampia varietà di forme ed eventi presenti in natura.

Descrizione La geomorfologia studia la genesi delle forme del rilievo e la storia e la dinamica del territorio al fine di predirne i futuri cambiamenti attraverso la combinazione di osservazioni, esperimenti fisici, e modelli matematici. La disciplina è praticata anche nella geodesia, nella geologia, e nell'ingegneria ambientale. I primi studi della geomorfologia trovano fondamento nella pedologia, uno dei due rami della scienza della terra. La superficie terrestre si modifica in risposta agli agenti fisici che insistono su di essa, siano essi di origine naturale e/o antropica. combinazione tra processi naturali e antropogeografici.

Il territorio viene modellato attraverso il sollevamento delle placche tettoniche e il vulcanismo. La spoliazione del territorio avviene anche attraverso l'erosione e il movimento gravitativo, che produce sedimenti trasportati e depositati altrove all'interno del territorio o al largo. Il territorio viene inoltre modificato da fenomeni di subsidenza, sia a causa di cambiamenti della tettonica sia dovuti ai depositi sedimentari.

Questi processi sono a loro volta influenzati in modo diverso dal clima, dall'ecologia e dall'attività umana. Altri settori particolari della geomorfologia sono rappresentati, ad esempio: dallo studio e previsione delle frane, dalla dinamica fluviale e della loro relativa messa in sicurezza, dalla protezione delle coste, dalla valutazione della presenza di acqua su altri pianeti come Marte (esogeomorfologia), etc.

Forze endogene e forze esogene Le forme del rilievo terrestre non sono frutto del caso: la superficie terrestre può venire modellata da forze endogene e/o da forze esogene. I processi di modellamento del rilievo terrestre possono essere di natura endogena o esogena.

Forze endogene

Le forze endogene risiedono all’interno del pianeta Terra, e danno origine a zone elevate e a zone depresse (catene montuose, altopiani, fondali oceanici, ecc.); Le forze endogene sono connesse alle condizioni fisiche e chimiche dei materiali che costituiscono l’interno della Terra e ai fenomeni che in esso si manifestano (raffreddamento, decadimento di materiali radioattivi, trasferimento del calore in superficie, correnti subcrostali, subdizione, risalita e spostamenti di masse magmatiche, ecc.) che danno vita agli agenti e ai processi endogeni, come l’attività tettonica, il vulcanismo e l’attività sismica.

Tra le cause endogene vi sono le temperature elevate dell’interno della Terra, che consentono la realizzazione di moti convettivi al di sotto della crosta e quindi, in superficie, di movimenti tettonici e orogenetici, e la risalita di materiale fuso in superficie che si manifesta in vari fenomeni vulcanici.

I processi endogeni sono quei processi geomorfologici che, nella maggior parte dei casi, conducono alla nascita di forme persistenti nel tempo (possono essere molto antiche) e di vaste dimensioni.

Forze esogene

Gli agenti esogeni del modellamento del rilievo terrestre sono spesso rappresentati da fluidi (come l’aria, l’acqua o il ghiaccio) e dal vento, messi in moto dalla forza di gravità e sono responsabili in varia misura dell’attivazione dei processi morfogenetici (degradazione meteorica, erosione, trasporto e sedimentazione) i cui effetti sul modellamento superficiale sono condizionati da fattori strutturali (litologia e tettonica delle rocce affioranti).

Tra le cause esogene vi sono l’energia inviata dal sole al nostro pianeta, che causa la circolazione delle correnti marine e i venti, le precipitazioni meteoriche, ecc., il moto di rotazione e rivoluzione della Terra che condiziona fortemente le variabili climatiche e la circolazione dei venti e delle correnti marine, l’attrazione gravitazionale e le interazioni reciproche con altri corpi del Sistema Solare che producono le maree.

Se le forme dovute alle forze endogene possono essere il risultato di decine di milioni di anni di processi endogeni, le sculture dovute ai processi esogeni sono molto più recenti, potendo avere una cronistoria limitata anche a qualche anno. La geomorfologia studia prevalentemente quest’ultimo tipo di forme, occupandosi in particolar modo della dinamica esogena.

Le forme modellate da forze esogene sono costituite da entità più recenti e minute rispetto a quelle create dalle forze endogene. Le forme del rilievo di natura esogena tendono a sovrapporsi alle precedenti forme di natura endogena, riuscendo a volte a modificarle a tal punto da poterle mascherare.

Possiamo dunque dire che le forze endogene hanno come effetto la costruzione del rilievo, vale a dire creano sulla superficie terrestre dei dislivelli, dando origine a zone elevate e a zone depresse (come ad esempio le catene montuose, gli altopiani, i fondali oceanici o le depressioni continentali), mentre le forze esogene sono responsabili della distruzione del rilievo, in quanto attraverso processi di erosione, trasporto e sedimentazione, portano alla riduzione dei dislivelli, con lo smantellamento delle zone più elevate e il colmamento di quelle più depresse. Però va tenuto presente che in alcuni casi, attraverso processi di deposizione, talvolta gli agenti esogeni possono creare forme positive, cioè rilevate, come nel caso delle dune.

Geotessiture, morfostrutture e morfosculture La scuola geomorfologica russa (Gerasimov, 1959, Gerasimov & Meshcheryakov, 1967) divide le forme del rilievo terrestre in:

geotessiture (originate da fattori fondamentalmente endogeni); morfostrutture (prodotte dall’interazione tra processi endogeni e processi esogeni); morfosculture (originate da processi essenzialmente esogeni).

Geotessiture

Le geotessiture sono quelle forme del rilievo terrestre di origine prevalentemente endogena. Rientrano nelle geotessiture forme della superficie terrestre di dimensioni molto grandi a scala globale, come ad esempio la forma dei continenti, dei fondali oceanici, delle grandi catene montuose e dei vulcani, le cui caratteristiche morfologiche sono essenzialmente legate all’azione dei processi endogeni.

Morfostrutture

Le morfostrutture sono quelle forme del rilievo terrestre che hanno origine dall’interazione tra forze endogene e forze esogene. Rientrano nelle morfostrutture quelle forme della superficie terrestre a scala regionale, frutto di una intensa interazione tra processi endogeni e processi esogeni, in cui il rilievo prodotto dalle forze endogene è intaccato sensibilmente e modificato dall’azione delle forze esogene (come ad esempio una dorsale montuosa incisa dall’erosione fluviale).

Morfosculture

Le morfosculture sono forme semplici, di dimensioni più piccole, legate fondamentalmente al modellamento esogeno: nella composizione di una morfoscultura ha quindi avuto prevalenza l’attività degli agenti del modellamento (come forza di gravità, acqua, ghiaccio, neve, vento) e/o delle condizioni climatiche (precipitazioni, temperatura, umidità dell’aria, ecc.) rispetto all’attività di fattori strutturali endogeni (caratteristiche litologiche delle rocce, tettonica). Tra le morfosculture si possono distinguere morfosculture maggiori, come ad esempio le valli o i versanti vallivi, e le morfosculture minori, come un corpo di frana, una morena o una cavità alveolare.

Cause del modellamento del rilievo La geomorfologia studia ed interpreta le caratteristiche, la genesi e l’evoluzione delle forme del rilievo partendo dall’analisi delle cause del modellamento. Le forme del rilievo risultano legate alle attività, in genere antagoniste, delle forze endogene da un lato e di quelle esogene dall’altro: le prime creano o modificano il rilievo attraverso l’orogenesi, gli spostamenti tettonici e le manifestazioni vulcaniche; le seconde tendono a demolirlo, a spianarne le irregolarità o a modificarne alcune parti.

Più in particolare, si può constatare che le modalità dell’evoluzione e del modellamento di ogni forma della superficie terrestre emersa dal mare dipendono da più gruppi di cause, che vanno dai fattori strutturali (come la litologia e la tettonica), ai fattori morfologici del rilievo (come l’acclività o l’esposizione), ai cosiddetti agenti del modellamento esogeno (forza di gravità, acqua, ghiaccio, vento) e alle condizioni climatiche (come le precipitazioni e la temperatura).

Fattori strutturali

I fattori strutturali comprendono la litologia (composizione, coesione, alterabilità, resistenza, fragilità, erodibilità delle rocce affioranti, cioè quelle caratteristiche fisiche e chimiche che condizionano la resistenza del materiale di fronte ai fenomeni di demolizione) e la tettonica, intesa sia come tettonica attiva o dinamica (sollevamenti o abbassamenti tettonici, faglie attive, sismicità) o come tettonica passiva o statica (grado di tettonizzazione, fratturazione, giacitura delle rocce).

I fattori strutturali sono oggetto di studio della geomorfologia strutturale, branca della geomorfologia che esamina i rapporti tra morfologia del rilievo e struttura geologica.

Agenti del modellamento

Gli agenti del modellamento sono gli elementi propri delle forze esogene, che operano sul rilievo creato dall’attività delle forze endogene, intaccandolo, spostandone alcuni elementi, accumulandone altri, demolendolo, spianandolo, ecc. Tutte le morfologie della superficie terrestre, siano esse delle microforme o delle macroforme, risultano più o meno modellate da questi agenti: essi sono, ad esempio, la forza di gravità, l’acqua, il vento e l’attività antropica. Nelle megastrutture, di genesi endogena (ad esempio, le catene montuose), le azioni del modellamento possono aver modificato o ritoccato la forma originaria; al contrario, nelle forme più di dettaglio (ad esempio una duna sabbiosa), gli agenti del modellamento possono essere gli elementi caratterizzanti della genesi e dei lineamenti morfologici del rilievo.

Forza di gravità