VALORI DI ABBASSAMENTO PER DISSOLUZIONE DI SUPERFICI CARSICHE
ZNIŽEVANJE KRAŠKEGA POVRŠJA ZARADI
KOROZIJE
FRANCO CUCCHI & FABIO FORTl & FURIO ULCIGRAI
Izvleček	UDK 551.44(450.36)
Cucchi Franco & Fabio Forti & Furio Ulcigrai: Zniževanje kraškega površja zaradi korozije
Raziskave raztapljanja karbonatnih kamnin na krasu Furlanije - Julijske krajine (SV Italija) kažejo, da se površje, izpostavljeno vremenskim dogajanjem, povprečno zniža za 0,02 mm/leto. Vrednosti znižanja so v mejah od 0,04 mm/leto do 0,01 mm/leto in so odvisne predvsem od petrografskih značilnosti kamnine.
Ključne besede: korozija, površinsko zniževanje karbonatnih kamnin, italijanski kras.
Abstract	UDC 551.44(450.36)
Cucchi Franco & Fabio Forti & Furio Ulcigrai: Degradation by dissolution of carbonate rocks
Research on the dissolution of carbonate rocks in the karsts of Friuli - Venezia Giulia region (NE of Italy), indicate that the average degradation of surfaces exposed to atmospheric agents is 0,02 mm/ year. The values of degradation ranges are included from 0,04 mm/year to 0,01 mm/year and depend essentially on petrographic characteristics of the rocks.
Key words: Karst dissolution, carbonate atmospheric degradation, Karst of Italy.
Address - Naslov
Franco Cucchi & Furio Ulcigrai
Istituto di Geologia e Paleontologia,
Universita di Trieste
Italia
Fabio Forti
Commissione Grotte " E. Boegan",
S.A.G.-C.A.I.
Trieste
Italia
RIASSUNTO
I risultati delle misure sull'entita deH'abbassamento per dissoluzione delle superfici carbonatiche eseguite nella regione Friuli - Venezia Giulia con la metodologia del micrometro portano a definire in 0,02 mm il valore medio annuo: I'abbassamento varia da 0,04 a 0,01 mm/anno essenzialmente in funzione delle caratteristiche litologico-petrografiche.
PREMESSA*
Per misurare il valore di abbassamento per dissoluzione di una superficie carsica, uno dei parametri fra i piü interessanti per chi studia i fenomeni carsici, i ricercatori triestini hanno proposto tempo fa una metodologia che consente di misurare, direttamente sul posto, I'entita dell'abbassamento utilizzando un particolare strumento, posizionato su chiodi opportunamente infissi nella roccia in posto. Lo strumento e costituito da un telaio rigido a tre piedi sul quale e montato un micrometro la cui punta viene avvicinata delicatamente alia superficie consentendo di definire il progressive abbassamento rispetto alio zero strumentale.
La forma dei chiodi, costruiti al tomio di precisione in acciaio, molibdeno e vanadio, due a testa sferica ed uno a testa piatta, posizionati secondo i vertici di un triangolo equilatero, consente la ripetitivita delle misure in condizioni sempre uguali.
Misure ripetute ad intervalli regolari (solitamente un anno, in alcune stazioni 6 mesi) consentono di calcolare il valore medio annuo di dissoluzione, di definire il rapporto precipitazione/soluto, di quantificare la massa rocciosa asportata.
Sono ormai piu di quindici anni che una stesso operatore, utilizzando lo stesso strumento va assumendo misure in stazioni opportunamente ubicate e divenute viapiü numerose; e quindi e possibile tracciare un bilancio complessivo e proporre i valori indicativi di corrosione media, che confermano I'estremalentezzadeU'evoluzione dei fenomeni carsici.
Ricerca eseguita anche grazie a finanziamenti C.N.R., M.RI. e M.U.R.S.T. 60 % dal 1980 in poi, coordinati nel tempo da G. A. Venzo, F. Ulcigrai, F. Cucchi. Durante I'lntemational Karstological School tenutasi a Lipica nel settembre 1993, e statapresentataunavideocassetta VHS, delladuratadi 12 minuti, in cui conimmagini venivano presentati i risultati di questa ventennale ricerca. II video e stato redatto da Action Video di R Forti (Trieste) per conto dell'Istituto di Geologia e Paleontologia deU'Universita di Trieste con finanziamento M.U.R.S.T. 60 %.
assegnando al valore di abbassamento delle superfici carsiche in condizioni climatiche simili a quelle dellanostraregione un ordine di grandezza di alcuni centesimi di millimetro all'anno.
STAZIONI DI MISURA SPARSE IN REGIONE
Le stazioni di misura sono ubicate in quattro aree della regione caratterizzate da rocce carbonatiche afFioranti in condizioni morfologiche e climatiche diverse: il Carso triestino, il monte Canin, le Prealpi Carniche presso Pradis, il monte Avanza (figura 1).
Sul Monte Avanza sono posizionate due stazioni ubicate su calcari leggermente metamorfosati del Paleozoico: 1'abbassamento misurato, in condizioni climatiche di alta montagna con una piovosita annuale di circa 1800 mm, varia da 0,03 a 0,01 mm/anno nelle tre stazioni.
A Pradis, sui fianchi e sul fondo della forra del T. Cosa, in calcari biomicritici (essenzialmente frammenti di Rudiste in cemento micritico) cretacici, sono posizionate due stazioni di misura che indicano in 0,015 mm/anno il valore medio di abbassamento. 11 clima e temperato collinare, la piovosita annua di quasi 2000 mm.
Sul monte Canin, ove le condizioni climatiche sono di alta montagna con altissima piovosita e frequenti nevicate (temperatura media annua 3°C, precipitazioni superiori a 3000 mm/anno) le 5 stazioni sono ubicate su calcari micritici piu o meno fossiliferi della Formazione dei Calcari del Dachstein. Le stazioni sono posizionate su superfici a diversa inclinazione, da pochi gradi alia subverticalita: tuttavia i valori di abbassamento della superficie fmora misurati sono molto simili per tutte le stazioni, con valori medi di 0,015 mm/anno.
Sul Carso triestino vi sono a tutt'oggi 21 punti di misura della dissoluzione sparsi ed ubicati su diversi tipi di rocce carbonatiche (alcuni sono duplicati sullo stesso afFioramento e quindi fanno praticamente parte di un'unica stazione di misura) ed e stata recentemente attivata una stazione sperimentale nella quale 24 campion: di roccia, raccolti in diverse aree carsiche italiane, sono esposti agli agenti atmosferici.
La stazione sperimentale e posizionata nei pressi della Grotta Gigante ad una quota di circa 275 m, ove e anche in funzione, ormai da un trentennio, una stazione meteorologica ufificialmente riconosciuta, il che consente di conoscere con esattezza e continuita le caratteristiche climatiche dell' area ed in particolare I'entita delle precipitazioni.
II Carso triestino e caratterizzato da un clima mediterraneo tendente al continental, con inverni lunghi e freddi, primavere variabili e calde estati che si prolungano nell'autunno. La temperatura media annua e di 12°C con escursioni mediamente comprese fra 6°C e 11 °C, minimi di -15°C e massimi di 34°C. L'umidita media e del 70 %; le precipitazioni sono mediamente di 1350 millimetri all'anno distribuiti secondo 135 giornate con precipitazioni, di cui circa 105 con valori superiori al mm. 1 massimi assoluti di piovosita giornaliera risultano dell'ordine di 163 mm (106 mm e il valore massimo giornaliero medio), con i periodi piü piovosi concentrati in settembre (media di 144 mm in 12 giorni) e in novembre (media di 163 mm in 13 giorni). Mediamente inoltre si ha grandine 3 giorni all'anno, neve
7 giorni all'anno, brina28 giorni all'anno (solo indicembre 10 giorni), rugiada47 enebbia 15 giorni all'anno.
In queste condizioni meteoclimatiche rabbassamento medio misurato nelle stazioni sparse sul Carso triestino risulta di 0,02 mm anno (figura 3), con valori minimi di 0,01 mm competenti a dolomie cristalline cretaciche (Stazione VC, n°6) e valori massimi di 0,03 mm competenti a calcari micritici cretacici (Stazione GG, n°l). Ne deriva una perdita in peso media di 550 mg/dm^/anno.
Le stazioni sparse sul territorio sono una dozzina, di cui 8 particolarmente significative.
La Stazione n° 1 (Stazione GG) e ubicata presso la Crotta Gigante, nelle immediate vicinanze della sopracitata stazione meteorologica utilizzata. E'posta su un affioramento di calcari fossiliferi cretacici (wackestone sensu Dunham, biomicrite sensu Folk) inclinato di 15°. Dal punto di vista mineralogico la roccia e composta da Calcite (92,53 %), Dolomite (2,38 %) e per il 5,09 % da residuo insolubile.
La Stazione n°2 (Stazione CS) e ubicata nei dintorni di Borgo Crotta Gigante ed e posta su un affioramento di calcari fossiliferi cretacici (wackestone sensu Dunham, biomicrite sensu Folk) inclinato di 10°. Dal punto di vista mineralogico, la roccia e composta da Calcite (91,05 %), Dolomite (2,50 %), con un residuo insolubile del 6,45 %.
La Stazione n°3 (Stazione VP) e ubicata a pochi centimetri dalla stazione n°2 (e quindi sullo stesso litotipo) ma al centro di una "kamenitza" del diametro di 15 cm.
La Stazione n°4 (Stazione DO) e ubicata sul fianco di una vasta dolina, su un affioramento di calcari fossiliferi cretacici inclinato di 17°. La roccia ha le stesse caratteristiche petrografiche di quella che caratterizza le stazioni n°2 e 3, con Calcite (92,63 %), Dolomite (2,37 %) e il 5 % di residuo insolubile.
La Stazione n°5 (Stazione BD) e ubicata nei pressi dell'abitato di Opicina su un affioramento di calcari cretacici (wackestone sensu Dunham, intrabiomicrite sensu Folk) che all'analisi mineralogica risultano composti da Calcite (91,95 %), Dolomite (2,85 %) e residuo insolubile per il 5,20 %.
La Stazione n°6 (Stazione VC) e ubicata in una Valletta e posizionata su rocce dolomitiche cretaciche (dolomite anedrale da ricristallizzazione) che all'analisi chimica risultano composte da Dolomite (85,65 %), Calcite (10,13 %) e per il 4,22 % di residuo insolubile.
La Stazione n°7 (Stazione ML) e ubicata sulle pendici orientali di un rilievo (il Monte Lanaro) su un affioramento di calcari cretacici (mudstone sensu Dunham, fossiliferous micrite sensu Folk) che all'analisi chimica risultano essere composti da Calcite (91,95 %), Dolomite (2,85 %) e per il 5,20 % da residuo insolubile.
La Stazione n°8 (Stazione BR) e ubicata sul fianco settentrionale del Monte Carso in destra della Val Rosandra, su un affioramento suborizzontale di calcari paleocenici (packestone sensu Dunham, recristallized biomicrite sensu Folk) che risultano composti prevalentemente da Calcite (93,0 %) e da Dolomite (2,07 %), con il 4,93 % di residuo insolubile.
STAZIONE SPERIMENTALE
Nella stazione speriraentale di borgo Grotta Gigante sono stati esposti nel 1987 ben 24 campioni rocciosi provenienti dall'Alto Adige, dal Veneto, dalla Toscana, dalle Marche, dall'Abruzzo, dalla Puglia, dalla Sicilia, dalla Sardegna, dal Friuli - Venezia Giulia.
Si tratta di alcuni calcari micritici piu o meno fossiliferi triassici (n°51, 52, 58), di calcari detritici organogeni (n°53, 60, 61, 73), di campioni di "Biancone" (n°54), "scaglia grigia" (n°55), "Rosso Ammonitico" (n''56 e n°59) in facies nodulare chiara, "scaglia rossa" (n°57) con selce, di "Calcare massiccio" (n°72), di "Ammonitico rosso superiore" siciliano (n°74), di diverse dolomie (n°64,65,66,67), di calcari dolomitici (n°68), di gesso cristallino (n°69 e 70), di marmo (n°71). Un paio di campioni (calcari afferenti alia Formazione dei Calcari del Carso triestino: n°62 corrispondente alia stazione n°8, n°63 corrispondente alia stazione n°5) sono stati prelevati sul Carso triestino presso stazioni di misura operative da tempo.
1 valori di dissoluzione delle rocce carbonatiche esposte variano fra 0,04 e 0,01 mm/ anno, quelli delle rocce gessose sono di circa 1 mm/anno (figura 4). Valori alti competono a calcareniti mioceniche abbruzzesi e scaglia rossa veneta (0,04 mm/anno per il n°73 e 0,035 mm/aimo per il n°57 rispettivamente); valori bassi competono ai campioni dolomitici (n°65 e n°66 con 0,01 mm/anno). Non risulta essere stato interessato da dissoluzione il marmo di Carrara (n°71).
OSSERVAZIONI
L'entitä della dissoluzione superficiale delle rocce carbonatiche, misurata sul terreno in condizioni naturali con la metodologia del micrometro appoggiato a chiodi fissi nella roccia, risulta essere molto bassa, mediamente compresa fi^a 0,04 e 0,01 millimetri all'anno. Si tratta di valori che non sembrano tanto influenzati dalle condizioni climatiche (entita e regime delle precipitazioni e temperatura media) quanto dalle caratteristiche litologico-petrografiche.
Va quindi ribadito che, data in particolare la lentezza con cui si evolvono le forme carsiche, nell'analisi delle morfologie dissolutive (tanto delle "grandi forme" quanto delle "microforme", ma in particolare delle prime) e nella ricostruzione dell'evoluzione del carsismo epigeo ed ipogeo, e essenziale riconoscere un ruolo primario alle caratteristiche litologiche e strutturali delle masse rocciose interessate.
BIBLIOGRAFIA
(solamente i lavori dedicati ai risultati di questa ricerca, in ordine di presentazione)
Forti, F., 1981: Metodologia per lo studio della dissoluzione con il sistema della misura con micrometro.- Atti e Memorie Comm. Grotte "E! Boegan", vol. 20 (1980), Trieste, 75-82.
Forti, F., 1983: Misure della dissoluzione carsica e dell'accrescimento delle stalagmiti (nota preliminare).- Atti 4° Conv. Spel. F.-V.G., Pordenone 1979, 193-198.
Forti, F., 1984: Misure sulla dissoluzione delle rocce carbonatiche nella regione Friuli -Venezia Giulia.- Atti 3° Congresso Triveneto di Speleologia, Vicenza 1984.
Cucchi, F. & F. Forti & S. Stefanini & F. Ulcigrai, 1985: Mesures de erosion karstique et du concretionnement dans le Karst de Trieste (Italic).- Spelunca, Memoires n° 14 (1987), 87-90.
Stefanini, S. & F. Ulcigrai & F. Forti & F. Cucchi, 1985: Resultats experimenteis sur les degradement des principaux roches carbonatees du Karst de Trieste (Italic).- Spelunca, Memoires n° 14 (1987), 91-94.
Cucchi, F. & F. Forti, 1987: Misure di dissoluzione di rocce carbonatiche: le ricerche a Trieste.- Atti e Memorie Comm. Grotte "E. Beogan", vol. 25 (1986), Trieste, 97-102.
Cucchi, F. & F. Forti & F. Finocchiaro, 1987: Carbonate surface solution in the Classical Karst- Int. Journ. Speleol., 16 (3-4, 1987), 125-138.
Cucchi, F. & F. Forti, 1988: La stazione di misura della dissoluzione superficiale a Borgo Grotta Gigante (Carso triestino, Italia).- Atti e Memorie Comm. Grotte "E. Boegan", vol. 28 (1988), 87-93.
Cucchi, F. & F. Forti, 1989: Misure in situ di rocce carbonatiche,- Atti X Congr. Naz. Speleologia, Castellana Grotte, settembre 1987, 623-634.
ZNIŽEVANJE KRAŠKEGA POVRŠJA ZARADI KOROZIJE
Povzetek
V Furlaniji - Julijski krajini (SV Italija) smo neposredno merili zniževanje oziroma raztapljanje kraškega površja, izpostavljenega vremenskim pogojem, na več kot 50 mestih. Podatki so redno letno odčitavani s pomočjo mikrometrskega inštrumenta, postavljenega na kline iz nerjavečega jekla, zavrtane v kamnino.
Merilna mesta so na različnih karbonatnih kamninah: dolomit, apnenec (mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone), dolo-limestone, karbonatne breče, lapomati apnenec, itd, vključno dva vzorca sadre.
Podatki, nekateri beleženi preko 15 let kažejo, daje zniževanje površja na karbonatnih kamninah, izpostavljenih vremenskemu delovanju, 0,02 mm/leto. Vrednosti zniževanja so med 0,04 mm/leto in 0,01 mm/leto in so odvisne predvsem od petrografskih značilnosti kamnine (mudstones se npr. znižujejo dvakrat hitreje od grainstones).
DEGRADATION BY DISSOLUTION OF CARBONATE ROCKS
Summary
More then in 50 located in Friuli - Venezia Giulia region (NE Italy) stations we make direet measurements on the degradation and the dissolution of the karst surface exposed to atmospheric agents. The data are relies yearly on a special micrometric instrument layed on steiniess-steel nails driven into the rock.
The stations are on many types of carbonates: dolostone, limestones (mudstones, wackestones, packstones, grainstones, boundstones), dolo-limestones, carbonate breccias, marly limestones, etc. Two samples of gypsum are exposed too.
The data, more of then collected since 15 years , point out that the average degradation of carbonate surfaces exposed to atmospheric agents is 0,02 mm/year.
The values of degradation ranges are included from 0,04 mm/year to 0,01 mm/year and depend essentially on petrographic characteristics of the rocks (e. g, mudstones have a degradation twice as the grainstones one).
Fig. 1: Ubicazione delle stazioni di misura Sl. 1: Lega opazovalnih mest
MAGRAMMADIDISSOLUZIONE
\teiQmiik= 0.0272
79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 temf 0
Fig. 2; Abbassamento ml tempo della stazione n.2 (CS) Sl. 2: Zniževanje na opazovalnem mestu 2 (CS)
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Fig. 3: Valori di ahbassamento nelle stazioni sparse sul Carso triestino Sl. 3: Vrednosti znižanj na opazovalnih mestih na Tržaškem Krasu
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Fig. 4: Valori di ahbassamento nella stazione sperimentale SI. 4: Vrednosti znižanja na poskusnem mestu