Lerosione in geologia e geomorfologia è una fase del processo sedimentario e consiste nella separazione fisica, da suoli e rocce affioranti, e successivo allontanamento di frammenti, chiamati "clasti", e di soluti generati dalla fase di degradazione meteorica.
Il termine viene applicato non solo al processo fisico-chimico in sé, ma anche agli effetti che l'erosione produce sul territorio. L'erosione tende a portare la superficie terrestre verso un profilo di equilibrio, raggiunto il quale le forze che la determinano sono insufficienti a farla proseguire o questa rallenta in modo significativo la sua azione.
Si usa distinguere l'erosione in "senso stretto", un processo che muove piccole quantità di materia in modo costante nel tempo, dai movimenti di massa, come frane e smottamenti, che invece movimentano grandi quantità di materiale in pochissimo tempo, ma sono discontinui.
Forme del rilievo caratteristiche
Alcune forme del rilievo caratteristiche originatesi per erosione sono:
Calanchi Biancane Camini delle fate Archi naturali Falesie Faraglioni Yardangs
Origine e uso del nome Il termine deriva dal latino erodere = ex + rodere, ossia “rodere, consumare a poco a poco asportando da”. Nella lingua italiana erodere ed erosione si affermano nel Rinascimento, anche se inizialmente si applicarono soltanto alle monete per esprimere la cosiddetta tosatura o la riduzione progressiva del valore aureo. I due termini sono usati anche in medicina per indicare lesioni e ulcerazioni (già nel latino imperiale erosio = ulcerazione). Per descrivere i fenomeni erosivi delle acque correnti si utilizzano inizialmente i termini “corrodere/corrosione“. In Europa l'uso del termine erosione nel significato attuale inizia alla fine del Settecento, per opera dei geografi, in particolare francesi, che lo applicano allo studio della geomorfologia.
Aspetti fisici: la sequenza erosionale L'erosione può essere vista come una sequenza di tre eventi: distacco, rimozione e trasporto. In molti casi, però, è assai difficile separare tra loro questi eventi, in quanto avvengono contemporaneamente.
Distacco L'erosione inizia con la separazione fisica di particelle dalla superficie di rocce e suoli. Qualche volta il distacco richiede la rottura dei legami che tengono insieme le particelle. Esistono diversi tipi di legami, ciascuno con differenti livelli di coesione fra le particelle. I legami più forti sono quelli tra i cristalli delle rocce ignee, che derivano dal modo in cui crescono i cristalli durante il raffreddamento del magma.
Nelle rocce sedimentarie i legami sono deboli e prodotti principalmente dall'effetto cementante di ossidi di ferro, silice o carbonati. Nei suoli essi sono ancora più deboli, legati all'azione coesiva delle molecole dipolari dell'acqua e all'attrazione elettrostatica tra particelle d'argilla o materia organica.
Le azioni fisica, chimica e biologica della degradazione tendono proprio a indebolire questi legami, sicché una roccia alterata è più facile preda del distacco. Gli agenti del distacco sono: (1) l'aumento di volume dell'acqua quando gela in fratture e cavità della roccia o del suolo, (2) l'impatto con il suolo delle gocce di pioggia e dei chicchi di grandine, (3) l'urto da parte di particelle trasportate dai fluidi in movimento (aria, acqua, ghiaccio) e (4) la cavitazione, che avviene solo nei flussi d'acqua molto veloci (ad es. nelle cascate) ed è originata dall'implosione di bolle d'aria, che crea microgetti d'acqua che a loro volta producono forti compressioni su aree molto piccole.
Solitamente il fenomeno dell'implosione avviene quando il flusso veloce dell'acqua incontra un ostacolo all'avanzamento come un grosso sasso. Secondo la legge di Bernoulli, la riduzione del volume aumenta la velocità del flusso riducendo contemporaneamente la pressione interna. Se questa scende sotto la tensione di vapore dei gas atmosferici disciolti nell'acqua, questi si separano in bolle che, a valle dell'ostacolo, vengono compresse (implodono) dalla pressione che torna ad aumentare a causa della diminuzione della velocitàFornasero D. - Il pianeta blu (2004)- Gruppo Editoriale Il Capitello - ISBN 88-426-6479-0, pp. 506-507, 511-513 e 529-531.
Rimozione Una volta che una particella si è separata dalle altre, deve essere sollevata per poter essere rimossa. Anche in questa fase bisogna vincere delle forze: la principale è la resistenza opposta dall'attrito, che si sviluppa dall'interazione della particella da rimuovere con quelle vicine, che in vari modi possono ostacolarne lo spostamento. La principale forza di rimozione è lo scorrimento di un fluido. L'intensità di questa forza dipende essenzialmente dalla massa di questo fluido (l'acqua è 9000 volte più densa dell'aria) e dalla sua velocità. Lo scorrimento del fluido determina sia il movimento orizzontale sia quello verticale delle particelle da rimuovere.
Se la spinta del flusso è sufficiente a vincere la resistenza dell'attrito, la particella si muove orizzontalmente. Il sollevamento della stessa è invece prodotto dalla turbolenza del flusso e dalla presenza di vortici, che esercitano una forza aspirante sulla superficie di scorrimento. Una volta che la particella è sollevata, l'unica forza che si oppone al trasporto è la gravità, così le particelle possono essere trasportate con velocità di flusso più basse di quelle necessarie alla rimozione. Nel caso di un pendio roccioso la rimozione può essere dovuta alla sola gravità, quando il disgelo del ghiaccio contenuto nelle fessure libera le particelle precedentemente separate tra loro proprio dall'aumento di volume del ghiaccio stesso.
Se gli elementi contenuti nelle rocce sono resi solubili dai processi di dissoluzione ed idrolisi, il processo di rimozione dei soluti da parte dell'acqua è detto lisciviazione.
Trasporto
Una particella rimossa tende a muoversi finché la velocità del flusso o la viscosità del fluido (ad es. nel caso del ghiaccio) sono sufficientemente elevate da vincere la forza di gravità, che tende a farla ritornare al suolo. All'interno di un fluido il trasporto può avvenire in quattro modi differenti: sospensione: quando le particelle sono trasportate da un fluido senza toccare la superficie su cui scorre; può avvenire nell'aria, nell'acqua e nel ghiaccio; saltazione: quando le particelle si muovono continuamente dalla superficie di scorrimento al mezzo fluido e viceversa in rapidi e ripetuti cicli; è attivo solo nell'acqua e nell'aria; trazione: è il movimento di particelle che avviene lungo la superficie di scorrimento per rotolamento o trascinamento dei clasti; può avvenire in tutti i mezzi; soluzione: è un mezzo di trasporto esclusivo dell'acqua. La soluzione implica che il materiale eroso sia disciolto per lisciviazione e trasportato dall'acqua in forma ionica o molecolare. Per le falde acquifere questo è l'unico mezzo di trasporto possibile.
Il peso, le dimensioni, la forma e conformazione superficiale delle particelle e il tipo di mezzo agente determinano quale di questi processi opera prevalentemente.
Classificazione delle forme di erosione In geomorfologia si distinguono diverse tipologie di erosione a seconda dell'agente del modellamento coinvolto:
erosione per dilavamento, se l'agente erosivo sono le acque dilavanti; erosione fluviale, se l'agente erosivo sono i corsi d'acqua; erosione glaciale, se l'agente erosivo è il ghiaccio; erosione eolica, se l'agente erosivo è il vento; erosione marina, se l'agente erosivo è il mare.
Erosione per dilavamento
Il dilavamento è l'erosione del suolo da parte dell'acqua dilavante (acqua piovana). Essa inizia già con il cadere della pioggia sul terreno (erosione da impatto, splash erosion), quindi si sviluppa gradualmente con lo scorrere dell'acqua nel suolo e nelle rocce.
Oltre all’azione di impatto delle gocce di acqua pluviale battente (splash erosion), un altro processo di dilavamento è l’azione di ruscellamento (o scorrimento) dell’acqua pluviale in superficie (runoff erosion).
Questa può agire attraverso tre diversi processi: erosione laminare (sheet erosion); erosione a rivoli (rill erosion); erosione a solchi (gully erosion).
Per erosione laminare, o erosione areale (sheet erosion), si intende un processo legato allo scorrimento delle acque superficiali che, in modo diffuso o sotto forma di una fitta rete di filetti d'acqua, asportano materiale dai versanti.
L’erosione a rivoli (rill erosion) è determinata dallo scorrimento delle acque superficiali lungo vie preferenziali, dette rivi o rivoli, che si originano in seguito a discontinuità topografiche, litologiche o della copertura vegetale.
L’erosione a solchi o erosione calanchiva (gully erosion) consegue al progressivo approfondirsi dei rivoli. Il graduale aumento della concentrazione dell'acqua lungo queste linee preferenziali provoca un incremento del potere erosivo delle acque di ruscellamento. Si generano dei solchi che si approfondiscono rapidamente, si allungano e si ramificano, con un arretramento delle testate delle aree in erosione.
Morfologie tipiche dovute all'erosione per dilavamento sono i calanchi (badlands), forme del rilievo che si producono per l'effetto di dilavamento delle acque piovane su rocce argillose degradate, con scarsa copertura vegetale e quindi poco protette dal ruscellamento. I calanchi sono forme di erosione a rivoli e a solchi assai spinte, e interessano porzioni di versante relativamente ampie, ripide e spoglie. I calanchi sono caratterizzati da ripidi e profondi canaloni e vallecole separati da creste affilate (a lama di coltello).
La genesi dei calanchi è legata all’azione delle acque dilavanti e concentrate: i calanchi si originano in seguito allo scorrimento superficiale di notevoli quantità quantità d’acqua su terreni fini e poco permeabili (ad esempio terreni argilloso-marnosi), in condizioni di acclività relativamente elevata e scarsità di vegetazione. Le acque dilavanti portano alla formazione di rills e gullies via via più profondi e ramificati. Questi tendono ad ampliarsi per fenomeni di arretramento alla testata e vanno ad interessare interi versanti vallivi, originando un paesaggio brullo e desolato.
In particolare, i fattori che presiedono allo sviluppo dei calanchi sono: disponibilità d’acqua pluviale; litologia tenera, fine e poco permeabile (ad esempio, terreni argilloso-marnosi); acclività relativamente elevata (versanti ripidi); copertura vegetale scarsa o assente (versanti spogli); orientazione del versante (l’effetto non è univoco).
Molto spesso, sui versanti argillosi di grandi sistemi vallivi, i calanchi si dispongono in gruppi ordinati con strutture a pettine, a raggiera o a lisca di pesce. Altrettanto frequentemente essi presentano disposizioni preferenziali sui versanti esposti a sud o, in presenza di strati argillosi con giacitura inclinata, sui versanti a reggipoggio.
I calanchi sono tipici delle regioni da clima arido a sub-umido; in Italia sono più comuni nelle argille plio-pleistoceniche della catena appenninica (in particolare negli appennini di Emilia-Romagna, Toscana, Marche, Lazio, Abruzzo, Umbria, Basilicata) e della Sicilia. I processi erosivi, molto spinti, determinano una rapida evoluzione dei calanchi che può occasionalmente provocare condizioni molto marcate di pericolosità geomorfologica, portando alla distruzione di ponti, di sedi stradali, di edifici isolati o di interi paesi.