Il carsismo

Il carsismo è una particolare forma di modellamento superficiale e sotterraneo causata dall'azione delle acque meteoriche, sorgive e profonde su alcune rocce, tipico della regione italo-slovena del Carso, un altopiano delle Alpi orientali. 
Le aree in cui si presenta il carsismo hanno queste caratteristiche:

• presenza di rocce superficiali solubili (calcari, dolomie o evaporiti);
• precipitazioni meteoriche abbondanti;
• superfici complessivamente subpianeggianti, prive di rilievi marcati,
• presenza di sistemi di fessurazione delle rocce,
• notevole aridità con scarsa vegetazione perché manca una circolazione superficiale.

Paesaggio carsico in Cansiglio 

L'erosione carsica è dovuta alla dissoluzione del carbonato di calcio. Il carbonato di calcio (calcare) è poco solubile nell'acqua pura, ma quando si scioglie in essa una certa quantità di anidride carbonica (CO₂), si forma acido carbonico (H₂CO₃). L'acido scioglie il calcare (CaCO₃) formando il carbonato acido (bicarbonato) di calcio (Ca(HCO₃)₂) che è solubile e viene allontanato rapidamente.

La formazione di depositi calcarei avviene quando si realizza la precipitazione del carbonato di calcio, cioè la reazione inversa rispetto alla precedente: il bicarbonato di calcio, disciolto nelle acque circolanti in superficie o nel sottosuolo, viene trasformato in carbonato di calcio insolubile che precipita, formando depositi e concrezioni calcaree. Ciò si verifica quando la concentrazione di CO₂ contenuto nell'acqua diminuisce oppure quando l'acqua evapora.

Schema del fenomeno carsico superficiale e ipogeo 

Nelle regioni carsiche si creano in superficie le condizioni per la dissoluzione del calcare, mentre nel sottosuolo si realizzano condizioni che permettono la precipitazione del carbonato di calcio. 
Se il calcare non è puro, possono restare nel suolo minerali residuali, principalmente ossidi di ferro e minerali argillosi, che conferiscono colorazioni particolari al terreno:

• nelle regioni mediterranee resta spesso una copertura di argilla rossa (terre rosse),
• nelle zone tropicali si forma la bauxite.

Queste coltri residuali sono insolubili, restano in superficie e riempiono le cavità e le depressioni lasciate dalla dissoluzione. Nelle zone depresse si forma così un suolo, di potenza ridotta, in grado di trattenere acqua e utilizzabile per le coltivazioni per la sua fertilità.

Terre rosse dovute carsismo tropicale - Fiume Timavo nelle grotte di San Canziano 

Il modellamento superficiale

Le doline sono depressioni concave a fondo chiuso (profondità variabile dai 2 ai 200 m e diametro compreso tra i 10 e i 1000 m) che si formano in seguito alla solubilizzazione del calcare o per subsidenza del terreno, oppure per il crollo del tetto di una grotta. 
Talvolta, sul fondo delle doline si apre un inghiottitoio, una specie di imbuto attraverso il quale l'acqua, ricca di sali sciolti, penetra nelle cavità sotterranee. Quando l'inghiottitoio è particolarmente profondo e con pareti verticali, a pozzo, viene detto foiba.

Tipi di doline: 1. di soluzione, 2. di crollo, 3. di subsidenza 

 
 
 
Doline di soluzione e grande dolina di crollo in Lessinia 
Uvala in Val Menera (Cansiglio) e Polje di Pian Cansiglio 

Con il progressivo allargarsi di più doline, si può distruggere la parete di separazione, per cui si fondono e si inglobano tra loro, formando conche composte di grandi dimensioni, chiamate uvala. 
L'ulteriore ampliarsi e congiungersi di molte cavità carsiche porta alla formazione di polje, ampi bacini allungati (fino a qualche decina di chilometri), con pendii ripidi e fondo piano, che talvolta ospitano piccoli laghi. I polje possono formarsi anche in corrispondenza di depressioni tettoniche, provocate dall'abbassamento, lungo faglie, di un blocco roccioso rispetto a quelli circostanti, ma vengono poi modellati e allargati dalla dissoluzione. 
I campi carreggiati (Karren - lapiés) sono piccoli solchi paralleli, separati da creste appuntite, che si formano per erosione differenziale quando il terreno calcareo non è esposto in modo omogeneo all'azione delle acque meteoriche, a causa della presenza di discontinuità, oppure quando l'acqua ristagna su alcune superfici, o ancora quando scorre su un pendio lungo linee preferenziali.

Karren nella Lessinia 

Esistono anche altre forme di erosione superficiale tipiche del carsismo, come torri, canyon, gole e valli scavate dalle acque. 
Ci può essere anche una forma di deposito superficiale, il travertino, in prossimità di sorgenti o di cascate.

Il modellamento sotterraneo

L'acqua, penetrando nelle fratture o lungo i piani di stratificazione, le allarga progressivamente e si spinge sempre più in basso. Quando più fratture si intersecano, si forma un condotto che raccoglie l'acqua, che poi confluisce in condotti sempre più grandi. La pressione allarga le fessure nelle pareti del condotto e, quando l'acqua defluisce, frammenti di roccia franano formando grotte e gallerie a decorso suborizzontale o pozzi e abissi (salti verticali di centinaia di metri) subverticali.

In questo reticolo di condotti si crea una circolazione sotterranea che a volte può essere notevole e costituire veri e propri laghi e fiumi sotterranei. Nelle regioni carsiche si osserva spesso l'improvvisa scomparsa di corsi d'acqua superficiali che vengono inghiottiti in profondità per riemergere poi in superficie (risorgenza), anche a parecchi chilometri di distanza. Ad esempio, il fiume Recca (Reka) nasce in Croazia, scorre fino a riversarsi in un inghiottitoio presso San Canziano in Slovenia e dopo un percorso sotterraneo di 37 km risorge a 2 km dal mare, presso San Giovanni di Duino vicino a Monfalcone (Friuli) con il nome di Timavo.

Con l'abbassarsi della falda acquifera, le cavità si svuotano e rimane l'acqua di percolazione, che riveste le pareti di concrezioni calcaree. Le concrezioni calcaree derivano, come citato sopra, dal processo inverso rispetto alla dissoluzione. L'acqua, contenente il bicarbonato di calcio in soluzione, uscendo dalle fessure all'interno delle grotte, si espande in veli sottili e viene a contatto con l'aria che in genere è più calda e povera di biossido di carbonio. Una parte del biossido di carbonio disciolto, perciò, sfugge all'acqua e la diminuzione di acidità che ne consegue causa la trasformazione del bicarbonato di calcio solubile in carbonato di calcio, che precipita. Si formano così le stalattiti, pendenti dal soffitto della grotta: le gocce rilasciano un po' di calcare e poi cadono; a partire dal bordo anulare di attacco delle gocce d'acqua, goccia dopo goccia, si forma un tubicino cavo di calcite, attorno al quale si accresce una struttura conica o cilindrica. Le gocce d'acqua che cadono sul pavimento, contengono ancora del calcare che si deposita al suolo, creando concrezioni chiamate stalagmiti, che si accrescono verso l'alto e hanno una forma più tozza e massiccia delle corrispondenti stalattiti e sono prive del condotto interno. Stalattiti e stalagmiti possono crescere fino a saldarsi formando colonne di alabastro.

Stalattiti e stalagmiti nella grotta di San Canziano - Concrezione mammellonare nella Grotta della Guerra a Nanto 

Covolo di Costozza prima della ristrutturazione - Eremo di San Cassiano a Nanto 

Evoluzione del paesaggio carsico

Il paesaggio carsico subisce notevoli trasformazioni con il trascorrere del tempo.

• Stadio giovanile. Nel massiccio calcareo primitivo si formano solchi di erosione e piccole doline a forma di imbuto, generalmente provviste di inghiottitoio. La circolazione idrica superficiale perde progressivamente consistenza per l'aumento di infiltrazioni nel sottosuolo: l'idrografia superficiale è sostituita da una sotterranea. Contemporaneamente aumenta la corrosione sotterranea fino ad incontrare una roccia poco solubile.
• Stadio di maturità. Le doline diventano più ampie e a forma di ciotola, con il fondo e spesso anche i fianchi rivestiti da terra rossa, insieme a solchi e creste sulla roccia scoperta. Con il procedere dell'evoluzione, le doline si fondono formando le uvala. L'idrografia superficiale è scomparsa del tutto e nel sottosuolo si hanno corsi d'acqua, cascate e laghetti all'interno di cavità che aumentano di dimensioni fino a provocare il crollo della volta. Si creano così delle doline di crollo.
• Stadio di vecchiaia. Si ha la demolizione del massiccio calcareo fino alla falda freatica sottostante e rimangono solo torri e rilievi residuali. Sulla nuova superficie concava torna a dominare l'idrografia superficiale.

Evoluzione del paesaggio carsico 

Gli aspetti descritti sopra variano molto in base al tipo di clima e alla composizione degli strati rocciosi. 
In Lessinia, ad esempio, abbiamo uno strato in basso di calcari teneri: le ooliti di San Vigilio, uno strato molto resistente agli agenti: il rosso ammonitico e infine, più in alto, un calcare abbastanza tenero: il biancone. 
L'erosione differenziata degli strati determina morfologie carsiche molto particolari come monoliti a forma di fungo, dove il peduncolo oolitico è protetto dal rosso ammonitico; le "città di roccia", strutture squadrate perché l'erosione avviene prevalentemente in verticale, creando grossi blocchi; i ponti naturali, come quello di Veja, dovuto al franamento della volta di una grotta, di cui rimane solo l'ingresso; i "Gaspari", simili alle piramidi di terra.

Monolite a fungo e città di roccia (Valle delle Sfingi) a Camposilvano, Ponte di Veja 

Formazione dei Gaspari - Monolite in località Gaspari