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Suolo, rocce e minerali
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Di cosa parla
- Il Suolo come Sistema Vivo e Dinamico: Il suolo è un sistema complesso, vivo e in continua evoluzione, caratterizzato da lente reazioni chimiche, fisiche e biologiche. Il processo di formazione e trasformazione, noto come pedogenesi, è estremamente lungo, rendendo il suolo una risorsa non rinnovabile su scala umana.
- Degrado del Suolo: Le principali cause di degrado in Europa includono l'erosione (perdita di strati fertili), la diminuzione di sostanza organica (verso la desertificazione), la compattazione (dall'uso di mezzi meccanici), la salinizzazione (aumento di sali come il sodio), frane e alluvioni, perdita di biodiversità (agricoltura intensiva), contaminazione (metalli pesanti, solventi) e impermeabilizzazione.
- Suolo come Sistema Aperto: Il suolo scambia continuamente sostanze con atmosfera, acque profonde, superficiali e organismi viventi. Può essere contaminato, ma ha anche un notevole potere inquinante, come nel caso dell'azoto che può dilavare o volatilizzare, e contribuisce alla formazione delle piogge acide.
- Definizioni di Suolo:
- Per la Chimica Agraria, è un sistema disperso plurifasico della crosta terrestre alterata, che sostiene la vita vegetale per una produzione economica.
- Per la Pedologia, è l'insieme di corpi naturali (anche modificati dall'uomo) contenenti materia vivente che sostiene le piante, con limiti definiti (aria/acqua superficiale in alto, roccia madre/aghiaccio in basso).
- Funzioni del Suolo:
- Produttiva: Massimizza la trasformazione dell'energia radiante in energia chimica.
- Protettiva: Funge da filtro e tampone per gli inquinanti, regolatore dei flussi idrici e mitigatore del rischio idrogeologico e dell'effetto serra.
- Naturalistica: Ospita riserve biotiche che costituiscono l'ecosistema del suolo.
- Componenti del Suolo: Il suolo è un sistema disperso composto da tre fasi:
- Solida (45-50%): Prevalentemente inorganica (dalla roccia madre) e organica (fino al 7%, parzialmente viva e morta).
- Liquida (23%): Soluzione circolante di acqua con sostanze disciolte o colloidi in sospensione.
- Gassosa (25%): Aria tellurica, simile all'atmosfera ma con meno O₂ e più CO₂.
- Profilo del Terreno e Orizzonti: La sezione del suolo rivela orizzonti distinti:
- O: Orizzonte organico superficiale (lettiera), assente nei suoli agrari per l'incorporazione.
- A: Il più fertile, ricco di sostanza organica e attività biologica; zona di eluviazione.
- B: Orizzonte illuviale, accumulo di sostanze provenienti dall'A.
- C: Roccia madre alterata fisicamente, non ancora suolo.
- R: Vera roccia madre sottostante.
- Ordini di Suoli: Esempi includono Histosol (torbiere, solo orizzonte O), Gelisol (zone fredde con ghiaccio permanente e alta sostanza organica) ed Entisol (suoli giovani, con orizzonte A direttamente sulla roccia madre, soggetti a erosione).
- Minerali e Rocce: Il suolo è determinato dalla roccia madre. I minerali si classificano in primari (formati dal magma) e secondari (da alterazione). Dal punto di vista chimico, in silicati (ossigeno e silicio) e non silicati (ossidi, carbonati, fosfati, solfati, solfuri).
- Degradazione delle Rocce: Causata da variazioni di temperatura (termoclastismo, crioclastismo), azione dell'acqua (erosione, trasporto), del vento (abrasione, trasporto di particelle) e attività biotiche (licheni, muschi, radici delle piante).
- Non Silicati Importanti:
- Carbonati: CaCO₃ (calcite, dolomite), correttivi per suoli acidi.
- Solfati: Gesso, usato per acidificare i suoli.
- Fosfati: Apatiti, unica fonte di P per i fertilizzanti.
- Ossidi: Fe (goethite), Al, e quarzo (SiO₂).
- Silicati e Sostituzione Isomorfa Eterovalente (SIE): La struttura fondamentale dei silicati è il tetraedro di silicio. I fillosilicati, formati da foglietti di tetraedri e ottaedri, producono argilla. La SIE è un processo chiave di alterazione in cui un catione di carica diversa sostituisce uno esistente nel cristallo, creando un eccesso di cariche negative. Questo fenomeno non altera la morfologia ma rende il minerale carico negativamente, conferendo al suolo la capacità di scambio cationico (CSC), essenziale per la fertilità e la ritenzione dei nutrienti (Ca, K, Mg, NH₄⁺). Senza alterazione, i minerali sarebbero inerti.