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Geologia della sedimentazione

Geologia della sedimentazione
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Anonim

Sedimentazione, nelle scienze geologiche, processo di deposizione di un materiale solido da uno stato di sospensione o soluzione in un fluido (solitamente aria o acqua). In linea di massima, comprende anche depositi dal ghiaccio glaciale e quei materiali raccolti sotto l'impeto della sola gravità, come nei depositi di talus, o accumuli di detriti rocciosi alla base delle scogliere. Il termine è comunemente usato come sinonimo di petrologia sedimentaria e sedimentologia.

tecnologia agricola: sedimenti

Il sedimento è una risorsa fuori posto il cui duplice effetto è di esaurire la terra da cui proviene e compromettere la qualità dell'acqua in cui entra.

La fisica del processo di sedimentazione più comune, la sedimentazione di particelle solide dai fluidi, è nota da tempo. L'equazione della velocità di assestamento formulata nel 1851 da GG Stokes è il classico punto di partenza per qualsiasi discussione sul processo di sedimentazione. Stokes mostrò che la velocità di assestamento terminale delle sfere in un fluido era inversamente proporzionale alla viscosità del fluido e direttamente proporzionale alla differenza di densità del fluido e del solido, al raggio delle sfere coinvolte e alla forza di gravità. L'equazione di Stokes è valida, tuttavia, solo per sfere molto piccole (con diametro inferiore a 0,04 mm [0,0015 pollici]) e quindi sono state proposte varie modifiche alla legge di Stokes per particelle non sferiche e particelle di dimensioni maggiori.

Nessuna equazione di velocità di sedimentazione, per quanto valida, fornisce una spiegazione sufficiente anche delle proprietà fisiche di base dei sedimenti naturali. La granulometria degli elementi clastici e il loro ordinamento, forma, rotondità, tessuto e imballaggio sono il risultato di processi complessi legati non solo alla densità e alla viscosità del fluido, ma anche alla velocità traslazionale del fluido che si deposita, alla turbolenza derivante da questo movimento e dalla ruvidità dei letti su cui si muove. Questi processi sono anche correlati a varie proprietà meccaniche dei materiali solidi spinti, alla durata del trasporto di sedimenti e ad altri fattori poco conosciuti.

La sedimentazione è generalmente considerata dai geologi in termini di trame, strutture e contenuto fossile dei depositi disposti in diversi ambienti geografici e geomorfi. Sono stati fatti grandi sforzi per distinguere tra depositi continentali, costieri, marittimi e altri nella documentazione geologica. La classificazione degli ambienti e dei criteri per il loro riconoscimento è ancora oggetto di vivace dibattito. L'analisi e l'interpretazione dei depositi antichi è stata avanzata dallo studio della sedimentazione moderna. Le spedizioni oceanografiche e limnologiche hanno fatto molta luce sulla sedimentazione nel Golfo del Messico, nel Mar Nero e nel Mar Baltico e in vari estuari, laghi e bacini fluviali in tutte le parti del mondo.

La sedimentazione chimica è compresa in termini di principi e leggi chimici. Sebbene il famoso chimico fisico JH van't Hoff abbia applicato i principi degli equilibri di fase al problema della cristallizzazione delle salamoie e dell'origine dei depositi di sale già nel 1905, sono stati fatti pochi sforzi per applicare la chimica fisica ai problemi della sedimentazione chimica. Più di recente, tuttavia, è stato studiato il ruolo del potenziale redox (riduzione reciproca e ossidazione) e del pH (acidità-alcalinità) nella precipitazione di molti sedimenti chimici, e sono stati fatti nuovi sforzi per applicare principi termodinamici noti a l'origine dei depositi di anidrite e gesso, la chimica della formazione delle dolomiti e il problema delle pietre di ferro e dei relativi sedimenti.

Il geochimico considera anche il processo di sedimentazione in termini di prodotti chimici finali. Per lui la sedimentazione è come una gigantesca analisi chimica in cui i costituenti primari della crosta di silicato terrestre sono separati l'uno dall'altro in modo simile a quello ottenuto nel corso di un'analisi quantitativa del materiale roccioso in laboratorio. I risultati di questo frazionamento chimico non sono sempre perfetti, ma in generale i risultati sono notevolmente buoni. Il frazionamento geochimico, che iniziò al tempo di Precambrian, ha provocato un enorme accumulo di sodio nel mare, calcio e magnesio nei calcari e nelle dolomiti, silicio nei cherts letti e arenarie ortoquartzitiche, carbonio nei carbonati e depositi carbonacei, zolfo nel solfati a letto, ferro nelle pietre e così via. Sebbene la segregazione magmatica abbia, in alcuni casi, prodotto rocce monomineraliche come la dunite e la pirossenite, nessun processo igneo o metamorfico può eguagliare il processo di sedimentazione in un efficace isolamento e concentrazione di questi e altri elementi.