Il ciclo litogenetico
La formazione delle rocce avviene all’interno di un ciclo litogenetico che si articola secondo tre processi:
Processo magmatico
Il magma generato al livello della base del LID, nella parte superiore della astenosfera, risale nella crosta e raggiunge la superficie formando delle camere (camere magmatiche) dalle quali, attraverso dei condotti (condotti vulcanici) giunge fino alla superficie dando origine ai corpi vulcanici ed a tutte le manifestazioni connesse. In questo modo, attraverso il rapido raffreddamento del magma fuoriuscito (lava), oppure, attraverso l’eruzione più o meno esplosiva del materiale magmatico, vengono formate le rocce magmatiche effusive e le rocce piroclastiche (tufi e ignimbriti). Altre volte il magma risale ma non raggiunge la superficie e quindi cristallizza assai lentamente all’interno della crosta terrestre. Vengono così formate le rocce magmatiche intrusive.
Processo sedimentario
Quando le rocce magmatiche vengono sottoposte agli agenti atmosferici e vengono in contatto con la biosfera, sono soggetti a dei processi definiti complessivamente processi erosivi:
a) processi fisici e meccanici dovuti alla gravità o all’azione dinamica di acqua, vento e ghiaccio (fratturazione indotta, esfoliazione, reptazione e dilavamento, erosione idrica e criodinamica, deflazione) e alla degradazione meteorica (abrasione e corrasione, esarazione, crioclastismo, termoclastismo, aloclastismo, idroclastismo, idratazione minerale, bioclastismo e bioturbazione) operati da acqua, vento, ghiaccio, escursione termica e umidità
b) processi chimici di alterazione attraverso (dissoluzione e lisciviazione, idratazione, ossidazione e riduzione, carbonatazione, idrolisi)
b) processi di alterazione biologica meccanica (bioturbazione, bioclastismo) o biochimica (chelazione)
I prodotti dell’erosione vengono poi trasportati meccanicamenteo disciolti in soluzione fino alla loro deposizione. Il sedimento costituisce il terreno, ossia il materiale eroso semplicemente deposto. Una volta deposto il materiale comincia a subire ulteriori cambiamenti anche a causa della sostanza organica proveniente dagli organismi viventi, poi comincia il seppellimento, dove viene liberata tutta l’acqua e la sostanza organica e quindi inizia la diagenesi che termina con la litificazione, che può avvenire per compattazione o cementazione, nella quale vengono formate le rocce sedimentarie.
La parte trasportata in soluzione può precipitare in zone diverse da quelle in cui è avvenuta la dissoluzione per mutate condizioni fisiche e chimiche, in particolare per variazioni di T e P, del potenziale di ossidoriduzione o del chimismo dell’acqua (es. ph).
Possiamo distinguere quindi 4 fasi principali di tale processo:
Processo metamorfico
Una volta create le rocce possono subire dei cambiamenti a causa delle mutate condizioni fisiche dell’ambiente in cui si sono formate. Gli atomi presenti nella roccia originaria si riorganizzeranno a formare specie mineralogiche diverse capaci di sopportare le mutate condizioni di P e/o T (processo metamorfico). Queste due grandezze termodinamiche determinano il grado di metamorfismo di una roccia. A volte in questo processo di trasformazione può prevalerne una rispetto all’altra oppure possono intervenire insieme. Questi cambiamenti portano quindi alla formazione di rocce metamorfiche.
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Processi di rifusione
Le rocce metamorfiche possono essere riportate in superficie da movimenti tettonici e dall’erosione delle rocce deposte sopra di esse, oppure, per processi di rifusione, ritornare nella fase magmatica.
