Speleopoiesi

Mentre il termine speleogenesi indica l'insieme dei fenomeni chimici e fisici che portano alla formazione di una grotta, il termine speleopoiesi comprende i fenomeni chimici e fisici che portano ad un accumulo di materiale al suo interno, fino a un eventuale riempimento totale.

Il materiale che si accumula in una cavità può essere suddiviso in depositi fisici, chimici e biologici; se poniamo attenzione alla loro provenienza possiamo suddividerli in depositi autigeni cioè presenti in loco, oppure allotigeni cioè provenienti dall'esterno; infine, può essere fatta una ultima distinzione in depositi permanenti, i quali rimangono e non sono più rimossi, e depositi temporanei, quali sabbie e argille che si depositano al decrescere di una piena per essere poi rimosse da quella successiva.

Di maggiore interesse sia per gli aspetti suggestivi che per l?imponenza del fenomeno, sono i depositi chimici, costituiti più comunemente da carbonato di calcio e la cui genesi è illustrata dalla nota formula : CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2 che letta da sinistra a destra rappresenta la corrosione, da destra a sinistra il concrezionamento.

Le concrezioni, come è stato già detto, si formano in ambiente vadoso in quanto è necessario l'elemento gassoso, assente in ambiente freatico. Infatti, se consideriamo una goccia d'acqua satura che scende lentamente in una frattura della roccia e sbocca in una cavità maggiore, essa subisce una diminuzione di pressione, e pertanto libera anidride carbonica e deposita carbonato di calcio. Il deposito può avvenire anche per innalzamento della temperatura, cosa frequente in grotta nei pressi degli imbocchi, ma insignificante in profondità; l'evaporazione dell'acqua, che potrebbe anch'essa provocare precipitazione di carbonato di calcio, non avviene nelle grotte perché l?atmosfera ha un'umidità relativa del 100%.

I tipi di concrezione in grotta sono di una varietà di forme vastissima; tuttavia è possibile distinguerle in concrezioni di parete, di soffitto e di pavimento a seconda del luogo dove si formano.

Considerando le concrezioni che si formano sul soffitto di una cavità, nel caso in cui la goccia d'acqua sbocchi in una posizione da cui per giungere al pavimento deve immediatamente staccarsi, allora si formeranno stalattiti singole o, nel caso in cui l'acqua provenga da una fessura, si formeranno cortine.

I tipi possibili di concrezione di soffitto sono due: le stalattiti e le eccentriche; le stalattiti si suddividono a loro volta in stalattiti vere e proprie e cannule dette anche spaghetti.
Il meccanismo di formazione di questi due ultimi tipi è analogo; l'elemento che le differenzia è la velocità di distacco dell'acqua, infatti, se essa è sufficientemente lenta si ha la stalattite vera e propria; man mano che aumenta si hanno stadi intermedi fino a giungere alla cannula classica, che è un tubicino vuoto con pareti di carbonato di calcio sottili e fragili; superata anche la velocità di formazione delle cannule non si hanno più concrezioni.
Alla categoria delle eccentriche si fanno appartenere quel tipo di concrezioni che non seguono la legge di gravità per accrescersi; ciò accade nei seguenti casi: quando una stalattite è sottoposta a ventilazione notevole e costante; quando intervengono geminazioni macrocristalline di calcite o aragonite; quando, a causa del canalicolo di alimentazione estremamente sottile e del lunghissimo tempo di ritenzione della goccia (che praticamente non deve mai staccarsi), i microcristalli che si accrescono all'interno della goccia stessa non subiscono l?effetto di gravità e possono assumere direzioni del tutto casuali.

Passiamo ora ad esaminare le concrezioni di parete , che possono essere di due tipi:
le vele e le concrezioni di splash; nel primo caso, la goccia percorre un tratto di parete prima di distaccarsi, depositando carbonato di calcio lungo tutto il percorso, dando luogo in tal modo ad una concrezione dalla forma estesa e sottile: appunto la vela.
Nel secondo caso si hanno concrezioni di tipo mammellonare, che si sviluppano in presenza di stillicidio abbondante: le gocce rimbalzano sulle pareti; se trovano adeguate condizioni quali escrescenze depositano il carbonato di calcio che si accresce appunto in forma di mammelloni.

Le concrezioni di pavimento si riassumono nelle seguenti forme: stalagmiti, tazzette e pisoliti.

Le stalagmiti, che per inciso rappresentano le concrezioni di maggiori dimensioni in grotta, vengono generate dall'impatto sul terreno di una goccia che si distacca dal soffitto; il loro accrescimento avviene a sezione circolare, in quanto la goccia al suolo si disperde in modo radiale, e il deposito è massimo al centro; di conseguenza inizialmente assumono la forma di calotta sferica, e man mano che gli strati si sovrappongono, i bordi tendono ad allargarsi e a divenire più ripidi, fino a che non diventano verticali; a questo punto inizierà l'accrescimento in altezza.
I fattori che influenzano l'accrescimento stalagmitico sono due: la qualità di acqua relativamente allo spessore, il suo contenuto il suo contenuto in anidride carbonica relativamente alla velocit? di accrescimento in altezza. Si possono verificare casi in cui alla sommità di una stalagmite vi sia un foro in luogo della consueta vaschetta; ciò accade a causa di temporanea variazione chimica dell'acqua che da concrezionante diventa aggressiva. La stalagmite e la corrispondente stalattite, accrescendosi tendono ad unirsi formando una colonna, che ovviamente non si svilupperà più in altezza ma in larghezza.

Le tazzette si formano quando l'acqua scorre su un terreno in leggera pendenza. In queste condizioni la massima saturazione si ha a livello di superficie e quindi la deposizione avviene lungo i bordi delle eventuali asperità emergenti, che pertanto tendono a divenire sempre più vaste e ad unirsi formando cordonature sempre più ampie. Se per una causa qualsiasi un bordo si rompe, l'acqua esce solo da questa zona, che si incrosta rapidamente ripristinando il cordone. Caratteristica saliente delle terrazze è l'omogeneità del livello dei bordi.

All'interno di vaschette o comunque di depressioni, possono instaurarsi le condizioni favorevoli per la formazione di pisoliti o perle di grotta. Il meccanismo di formazione è il seguente: lo stillicidio in una pozza d'acqua provoca agitazione e quindi lo svolgimento di anidride carbonica e la precipitazione di carbonato di calcio, sia sulle pareti che su qualsiasi corpo estraneo; lo stillicidio stesso provoca l'agitazione delle perle cosicché ruotano e non si saldano alle pareti, assumendo di conseguenza la forma sferica o cilindrica a seconda del tipo di moto. Altro tipo di riempimento può essere costituito da mineralizzazioni che si manifestano sotto forma di macrocristalli che possono dar luogo anche ad eccentriche improprie.

Infine abbiamo i riempimenti dovuti a depositi biologici, costituiti da guano e da ossa, il primo derivante dall'attività organica di pipistrelli e uccelli; nell'evoluzione di questi sedimenti interviene l'attività di microrganismi e i prodotti dell'alterazione delle rocce carbonatiche su cui si depositano.