Grotta degli Arnolfi, Cesi (TR)
Deposito costituito da uno o più minerali secondari che si forma in grotte e\o cavità artificiali (Moore, 1952).
Gli speleotemi si formano attraverso dei processi chimico-fisici che agiscono sulle rocce in cui si aprono le grotte; questi processi attaccano i minerali delle rocce, i minerali primari, mobilizzando gli elementi chimici di cui sono composti e trasportandoli anche a grandissime distanze. Variazioni nelle condizioni chimico-fisiche possono poi indurre la rideposizione di questi elementi con la formazione di quei minerali secondari che costituiscono gli speleotemi.
Il più comune di questi processi, noto come carsismo, è generato dall’azione chimica dell’acqua che prima dissolve i carbonati di cui sono costituite le rocce calcaree per poi depositarli nuovamente sotto forma di speleotemi. In effetti, l’azione di dissoluzione è dovuta all’anidride carbonica (CO2) che si discioglie nelle acque meteoriche e superficiali, formando acido carbonico (H2CO3), ioni bicarbonato (HCO3–), carbonato (CO32-) ed idrogeno (H+) secondo le reazioni:
(1) CO2(gas) + H2O(liquido) ⇔ H2CO3(sol)
(2) H2CO3(sol) ⇔ H+(sol) + HCO3–(sol)
(3) HCO3–(sol) ⇔ H+(sol) + CO32-(sol)
In effetti la reazione (3) è molto lenta quindi in soluzione, oltre all’acido carbonico, prevarranno gli ioni bicarbonato ed H+ e di conseguenza l’acqua assumerà una certa acidità (a 25°C per l’acqua in equilibrio con la CO2 atmosferica si calcola un pH = 5,7).
La calcite (CaCO3), che è uno dei minerali principali delle rocce calcaree, è un minerale poco solubile in acqua pura dove si dissocia secondo la reazione:
(4) CaCO3(solido) ⇔ Ca2+(soluzione) + CO32-(soluzione)
Invece, nelle acque acidule in cui è disciolta la CO2, la calcite è molto più solubile poichè l’H+ in soluzione si lega con gli ioni carbonato secondo la reazione (3) formando lo ione bicarbonato che come abbiamo visto è la specie ionica più stabile:
(5) CaCO3(solido) + H2CO3(soluzione) ⇔ Ca2+(soluzione) + 2HCO3–(soluzione)
Quando le condizioni di temperatura, pressione e composizione chimica, sono tali per cui viene raggiunto l’equilibrio tra il bicarbonato prodotto dalla dissoluzione dei carbonati e la CO2 contenuta nell’acqua, il processo si arresta. In questa condizione è quindi possibile che una piccola variazione delle stesse condizioni possa inverire il processo, determinando quindi la deposizione dei carbonati.
A proposito delle condizioni ambientali va detto che la solubilità della CO2 nelle acque, essendo un gas, cresce al diminure della temperatura. Inoltre notevoli apporti di anidride carbonica, possono derivare dall’attività biologica nei suoli in cui essa scorre, oltre che da fonti geologiche come attività idrotermali e subvulcaniche.
Moore, G.W. (1952) Speleothem – A new cave term. National Speleological Society News, 10, 2.
Scrivi un commento