EROSIONE ED ALTERAZIONE: MODELLI, TASSI, MISURE - A cura di Stefano FURLANI, a.a. 2019-2020 - Moodle@Units

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EROSIONE ED ALTERAZIONE: MODELLI, TASSI, MISURE - A cura di Stefano FURLANI, a.a. 2019-2020 - Moodle@Units
EROSIONE ED ALTERAZIONE:
MODELLI,
TASSI,         A cura di Stefano FURLANI, a.a. 2019-2020
MISURE
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Programma

OBIETTIVI DEL CORSO
EROSIONE ED ALTERAZIONE: MODELLI, TASSI, MISURE - A cura di Stefano FURLANI, a.a. 2019-2020 - Moodle@Units
IN QUESTA LEZIONE
   Processi che demoliscono le rocce quando queste
    vengono in contatto con fluidi o con sforzi
    meccanici sulla loro superficie

 Il profilo di alterazione
 Processi che fratturano la roccia
 Processi che alterano la roccia
 Quantificazione degli sforzi e trasferimenti di
  massa associati alla degradazione ed all’erosione
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DEGRADAZIONE ED EROSIONE

   La degradazione (weathering) riguarda i
    processi di alterazione della roccia che
    avvengono in situ e si divide in d. chimica, d.
    meccanica e d. biologica

   L’erosione (erosion) riguarda la rimozione del
    materiale precedentemente alterato o la
    rimozione ad opera dell’agente rimovente
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   I processi di degradazione sono normalmente
    estremamente più lenti dei processi di
    erosione, che possono essere anche molto
    veloci in occasione di eventi eccezionali;

   I tassi sono molto variabili a seconda del tipo di
    rocce o suoli presenti
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PROCESSI CHE FRATTURANO LE ROCCE
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FRATTURAZIONE
   La produzione di frammenti di dimensioni ridotte si
    chiama triturazione (comminution):
     Frammenti piccoli sono più facilmente trasportabili;
     I materiali fratturati sono meno resistenti del materiale
      integro;
     Le fratture forniscono facili vie di penetrazione per
      acqua ed aria, controllando il flusso di acqua nel
      sottosuolo;
     Fratturazione e frammentazione aumentano la
      superficie esposta totale, aumentando quindi la
      superficie a disposizione per i processi di alterazione
      chimica e biologica
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SUPERFICIE ESPOSTA

   Se partiamo da un cubo 10 cm x 10 cm x 10 cm e
    lo suddividiamo in 8 miliardi di clasti, aumentiamo
    la superficie reattiva di 4 ordini di grandezza
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STRESS TERMICO
   Le rocce, quando
    scaldate, si
    espandono.
    L’espansione non –
    uniforme della roccia
    o dei minerali che la
    costituiscono
    produce sforzi.
    Quando gli sforzi
    eccedono la                 Figueiredo et al. (2008)
    resistenza dei
    materiali, allora le       Disintegrazione dei granuli
    rocce si spaccano.          (granular disintegration), che
    Solitamente questi          produce rocce spigolose
    sforzi sono confinati      Separazione dei frammenti
    nei primi centimetri        (spallation), che produce blocchi
    dalla superficie.           arrotondati
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RELAZIONE VOLUME-TEMPERATURA
   Coefficiente di espansione volumetrica termica

                  α = 1/V (dV/dT)p

V = volume, T= Temperatura, p= costante di
pressione

α varia da 1 a 10 x 10-6 °C-1
Per una roccia con α = 10 x 10-6 °C-1, una massa
rocciosa di 1 m si allungherà di 1 mm.
EFFETTI SULLA ROCCIA
   Se tutta la roccia è omogenea e si espande e
    contrae uniformemente, non ci sono grossi danni;

   Solitamente però non funziona così: l’espansione
    termica viaria da minerale a minerale. Molti
    minerali sono anisotropici nelle proprietà
    dell’espansione termica. Inoltre la temperatura
    all’interno della roccia non è uniforme.

   Il risultato è che si produce stress termico
ESPANSIONE TERMICA CALCITE
 Quarzo (Hall et al. 2008):
α = 7,7 x 10-6 °C-1 K-1 (asse c)
α = 13,3 x 10-6 °C-1 K-1 (asse a)

 Calcite (Siegesmund et al. 2008):
α = 26 x 10-6 °C-1 K-1 (asse c)
α = -6 x 10-6 °C-1 K-1 (asse a)

Nelle rocce comuni, il quarzo ha il più alto coefficiente di
espansione termica, il feldspato di calcio il più basso
(Lane, 1994)
CICLI GIORNALIERI
   I cicli giornalieri di
    riscaldamento/raffred
    damento non-
    uniforme sono causati
    dall’insolazione,
    modulati dal tempo         Furlani e Cucchi (2008)
    meteo e dalla
    stagione disintegrano
    la roccia, attraverso il
    distaccamento dei
    singoli minerali
    (Gomez-Heras et al.,
    2006).

   Es. durante gli incendi
TASSI DI RISCALDAMENTO/RAFFREDDAMENTO

   Gradienti (dT/dt)>2°C/min portano a danneggiamento
    irreversibile delle rocce (Yatsu, 1988);

   Es, fuoco che scalda la superficie rocciosa di oltre
    100°C per 30 min, ma anche l’insolazione giornaliera
    può eccedere il numero di Yatsu (esempio il passaggio
    di una nube).

   Anche la scabrezza della roccia (roughness) può
    causare effetti di ombreggiamento e quindi insolazione
    differenziale, come anche l’albedo, ecc.
   La profondità di penetrazione dell’onda termica nella
    roccia è legata a due fattori:

   (1) la scala temperale del ciclo termico, varia da secondi
    ad anni (es. fulmine o cicli climatici). Per variazioni
    cicliche, le variazioni (es. giornaliere) possono essere
    approssimate a delle sinusoidi;

               T=T0+Tampe-z/z*sin(2πt/P) –(z/z*))
                  T ad ogni profondità z in ogni istante t

   (2) l’indice di diffusività termica della roccia (varia al
    massimo di qualche ordine di grandezza).
FOLGORITI
   Fluttuazioni di temperatura della superficie rocciosa
    sull’ordine dei 30°C si riducono a 5°C a 0.4 m di
    profondità;

   Es: se teniamo la diffusività costante a 1 mm2/s
    (ragionevole per la maggior parte delle rocce):
       z* per 15 min di perturbazione sarà 17 mm,
       per 1 giorno sarà 0,17 m,
       per 1 anno sarà 3.2 m,

   Possiamo aspettarci sforzi termici a causa del passaggio
    di nuvole o incendi (qualche decina di millimetri), cicli
    diurni (qualche decimetro), cicli annuali (qualche metro).
CRIOCLASTISMO
   Il congelamento può rappresentare una significativa causa
    di frattura delle rocce;

   L’acqua si espande di circa l’11% in volume quando diventa
    ghiaccio, ma questo non è la principale causa di
    crioclastismo, in quanto il sistema geomorfico non è chiuso;

   L’acqua può infatti muoversi all’interno delle fratture nella
    roccia;

   L’acqua gela più facilmente nelle fratture aperte, ed è
    particolarmente efficace a temperature tra -3 e -10 °C. A
    temperature più basse, la viscosità effettiva dell’acqua
    aumenta, riducendo l’acqua trasportata alla lente di ghiaccio
    in accrescimento
CARATTERISTICHE DEL CRIOCLASTISMO NELLE ROCCE

   Il ciclo annuale è più efficiente rispetto alle
    variazioni giornaliere, in quanto c’è più
    migrazione di acqua nell’ammasso roccioso
    (Walder e Hallet, 1986)

   Hales e Roering (2005) hanno dimostrato che
    la maggior parte della produzione di ghiaioni su
    versanti acclivi avviene in una banda di
    elevazione che corrisponde ad un range di
    temperatura che sta nella finestra termica.
SFORZI TERMICI IN PROFONDITÀ
   E’ il caso dei cunei poligonali di ghiaccio, che si formano quando il
    suolo ghiacciatosi spezza secondo un pattern rettilineo con
    spaziatura dell’ordine di circa 10 m durante episodi freddi protratti
    nel tempo:

                         Lord Howe (Alaska)
ALTRI PROCESSI DI FRATTURAZIONE
   Aloclastismo (in
    ambienti aridi,
    sulla costa)

   Alterazione
    biologica da radici
    (legata al ciclo di
    vita della pianta).
    Questo tipo di
    alterazione riflette
    la necessità della
    pianta di ancorarsi
    al suolo per
    contrastare vento
    e processi di
    creeping. Durante
    gli eventi ventosi,
    il suolo vicino alla
    base degli alberi
    di muove
FRATTURE E RESISTENZA DELLE ROCCE
   Le rocce fratturate sono meno resistenti della
    roccia intatta.

         COME QUANTIFICARE LA RESISTENZA?

   Esistono numerose classificazioni sulla resistenza
    delle rocce, la maggior parte per scopi
    ingegneristici (Beniawski, 1973; Barton, et al.,
    1974). Selby (1980) ha sviluppato una
    classificazione per problemi legati all’evoluzione
    del territorio
CLASSIFICAZIONE DI SELBY (1980)
   La classificazione di Selby (1980) considera la
    resistenza misurata della roccia intatta, stato
    dell’alterazione, movimento dell’acqua ed il
    numero, orientazione, dimensioni, continuità e
    riempimento delle fratture

   Questa classificazione empirica da molta
    importanza alla resistenza della roccia intatta
   Moore et al. (2003) sostiene che l’orientazione delle fratture
    è l’unico parametro di controllo sull’arretramento dei
    versanti, mentre elevazione, aspetto, pendenza e lunghezza
    del versante non sono correlati a questo tipo di erosione
ALTERAZIONE CHIMICA DELLE ROCCE
ALTERAZIONE CHIMICA
   Le rocce sulla superficie terrestre sono esposte
    all’alterazione chimica. I minerali possono essere
    alterati producendo suoli bruno-rossastri, grotte, caliche
    bianche. Queste trasformazioni sono fondamentali
    perché:
       In qualche caso rappresenta la forma primaria di erosione, e
        può penetrare in profondità attraverso le fratture;
       L’alterazione chimica modifica le proprietà fisiche delle
        rocce. La precipitazione di gesso, silice o carbonato può
        cementare il suolo;
       L’alterazione chimica dei silicati è parte del ciclo del
        carbonio che controlla la CO2;
       Può essere osservata dal punto di vista delle proprietà della
        fase solida (mineralogia, porosità) nel regolite, o da una
        prospettiva dei materiali sciolti rilasciati in soluzione.
PH - CARBONATI
                 L'acqua pura scioglie poco il
                 carbonato di calcio (16 mg/l);

                 l'acqua in contatto con
                 l'atmosfera contiene disciolta
                 una piccola quantità di CO2
                 sufficiente ad aumentare la
                 solubilità del carbonato ci calcio
                 (70 mg/l a 0oC, e 50 mg/l a
                 15oC);

                 sotto una copertura vegetale o
                 sotto la neve, l'acqua si
                 arricchisce ancor più di CO2, e
                 può disciogliere fino ad alcune
                 centinaia di mg/l di carbonato di
                 calcio.
PH - SILICATI
    La maggior parte dei silicati si dissolvono a tassi più alti
    con pH alti e bassi, a tassi inferiori con pH neutri (4-8)

                           Wang et al. (2018)
CARSISMO E CLIMA

   Regioni fredde: il gelo inibisce la corrosione carsica superficiale per
    parecchi mesi l'anno. Però sotto la neve si formano sacche d'aria
    ricche di anidride carbonica che rende l'acqua di fusione più
    aggressiva;

   clima temperato: la corrosione è frenata dall'aumento della
    temperatura, ma è favorita dalla presenza di vegetazione;

   regioni calde e secche: la corrosione superficiale è ostacolata
    dall’alta temperatura e dalla scarsa copertura vegetale. In queste
    regioni la corrosione profonda è possibile poichè le acque di
    condensazione sono molto più fredde sottoterra che in superficie;

   regioni calde tropicali: la corrosione è intensa in superficie ed in
    profondità, a causa principalmente della vegetazione.
CONTROLLO BIOLOGICO
   Anche le piante e microbi influenzano i tassi di
    alterazione (Taylor et al., 2009).

                                          Gadd, Nature
                                          Microbiology
                                          (2017)
Cosa si trova sopra la roccia?

IL PROFILO DI DEGRADAZIONE
IL PROFILO DI DEGRADAZIONE/ALTERAZIONE

   Il profilo di degradazione rappresenta la
    struttura fisica in cui avvengono i processi di
    alterazione

   Si tratta della zona di passaggio tra l’atmosfera
    e la roccia non alterata;

   E’ una zona fondamentale per molti processi di
    versante;
   Le rocce si trovano
    progressivamente
    esposte a processi
    di degradazione che
    producono materiali
    che vanno dalle
    rocce alterate ai
    suoli

   Le rocce vengono a
    trovarsi nella zona di
    reazione (ai processi
    di alterazione) a
    causa dei processi
    erosivi, più che alla
    tettonica che muove
    verso l’alto le rocce
    rispetto ad un
    datum (geografico)
IL PROFILO DI ALTERAZIONE

   Le rocce portate
    in superficie sono
    posizionate in
    una zona reattiva
    nella quale
    avvengono una
    serie di processi
    di alterazione
   Il regolite è lo strato
    di roccia alterata al
    massimo grado

   Tre strati all’interno
    del regolite. Dal
    basso:
        Fratture nella
         roccia
        Saprolite, meno
         alterato del livello
         sottostante (non è
         stato sottoposto a
         sforzi)
        Regolite mobile
         (suolo. Può essere
         organizzato in
         strati. Il materiale
         si muove sia
         orizzontalmente
         che verticalmente
PARAMETRI: 1 SFORZO

    Cambio di volume
     rispetto al volume della
     roccia madre, la roccia
     si frantuma è aumenta
     in volume1

    Varia tra 0 e 3=300%

    Le fratture cambiano
     l’orientazione delle
     rocce nel profilo.
1calcolato sulla base della concentrazione di Zr, un elemento non intaccato dai processi di
alterazione (εZr, W).
PARAMETRI: 2 MOBILITÀ DEL MATERIALE

   Le parti «reattive» più profonde
    del profilo sono date dalle
    fratture ad alto angolo,
    principalmente di origine
    tettonica;

   Verso l’alto, le fratture sono via
    via più ossidate, con macchie
    ed aloni. Sopra il primo strato,
    le rocce sono ancora intatte,
    ma completamente ossidate;

   La densità delle fratture poi
    aumenta verso l’alto                 Profilo di equilibrio in
    (saprolite), e la loro               a) rocce stratificate
    orientazione diventa parallela       b) omogenee
    alla superficie.
SPESSORE ED ETÀ DEI PROFILI
   Lo spessore del profilo di
    degradazione pu dare
    informazioni qualitative
    sull’età del profilo stesso

   Su affioramenti in roccia, il
    bedrock inalterato può essere
    presente già in superficie, e le
    fratture sono l’unica
    manifestazione
    dell’alterazione;

   In altre aree, i profili possono
    essere spessi decine di metri
    ed i processi di alterazione
    possono aver lavorato per
    milioni di anni, in particolare
    se i tassi di erosione sono
    bassi.
DENTRO IL PROFILO: LA ZONA CRITICA
   Si definisce zona critica tutto
    ciò che si trova tra il top della
    copertura vegetale alla base
    della falda;

   In questa zona, l’interazione
    tra roccia, aria, acqua ed
    organismi controlla i nutrienti
    e la struttura dell’ambiente
    (Bratnley et al., 2007);

   Il profilo di alterazione
    rappresenta la struttura fisica
    di questa zona in cui
    avvengono i processi di
    alterazione
   La maggior
    parte dei
    minerali in
    questa zona si
    trovano in
    disequilibrio
    con le soluzioni
    circolanti nel
    profilo,
    innescando
    quindi processi
    di alterazione
LO STRATO SUPERIORE: IL SUOLO

   l'insieme di processi fisici, chimici e biologici che
    portano alla formazione di un suolo, nel corso del
    tempo, a partire dal cosiddetto substrato pedogenetico
    (sapropel), è detto pedogenesi;

   Per la formazione di un suolo non è sufficiente
    l’alterazione dei minerali delle rocce, dal momento che
    la differenza tra un suolo e un accumulo di sedimento
    non pedogenizzato è la presenza di sostanza organica
    mescolata alla componente minerale;

   Interviene anche l'azione di una componente biologica.
Effetto sui materiali del
                                 Processo                                         Descrizione
                                                      suolo
                                 Eluviazione          Traslocazione               Asportazione di materia da uno strato di suolo
                                 Illuviazione         Traslocazione               Deposizione di materia in uno strato di suolo
                                 Dilavamento          Sottrazione                 Allontanamento in soluzione di materiali
                                 Arricchimento        Aggiunta                    Aggiunta di materiale al suolo
                                 Erosione superficialeSottrazione                 Asportazione di materiale dalla superficie del suolo
                                 Cumulazione          Aggiunta                    Deposizione di materia alla superficie del suolo
                                 Decarbonatazione     Traslocazione               Rimozione del carbonato di calcio da uno o più orizzonti di suolo
                                 Carbonatazione       Traslocazione               Deposizione di carbonato di calcio in uno o più orizzonti di suolo
                                 Salinizzazione       Traslocazione               Accumulo di sali solubili (solfati, cloruri) in uno o più orizzonti di suolo
                                 Desalinizzazione     Traslocazione               Rimozione di sali solubili da uno o più orizzonti di suolo
                                 Alcalinizzazione     Traslocazione               Aumento della percentuale di ioni sodio nel complesso di scambio

PROCESSI
                                 Dealcalinizzazione   Traslocazione               Rimozione di ioni sodio da un orizzonte natrico
                                                                                  Movimento meccanico di particelle tra orizzonti, con la produzione di
                                 Lisciviazione        Traslocazione
                                                                                  orizzonti distinti, eluviale e illuviale
                                                                                  Rimescolamento biologico o fisico dei materiali del suolo, con
                                 Pedoturbazione       Traslocazione

SULLA
                                                                                  omogeneizzazione del profilo
                                                      Traslocazione               Rimozione per via chimica dell'alluminio, del ferro e della sostanza
                                 Podzolizzazione
                                                      Trasformazione              organica con accumulo residuale di silice in uno strato eluviato

SUPERFICIE
                                                                                  Rimozione per via chimica della silice con accumulo residuale di
                                                      Traslocazione
                                 Desilicizzazione                                 ferro, alluminio e minerali inalterabili, con possibile formazione di
                                                      Trasformazione
                                                                                  croste e strati induriti
                                 Decomposizione       Trasformazione              Alterazione di materiali, sia minerali che organici

(SUOLO) -
                                 Sintesi              Trasformazione              Genesi di composti complessi, sia minerali che organici
                                                      Aggiunta                    Iscurimento di un orizzonte minerale di suolo per mescolamento con
                                 Melanizzazione
                                                      Trasformazione              sostanza organica umificata
                                                                                  Schiarimento di un orizzonte di suolo per rimozione della sostanza

PEDOGENESI
                                 Leucinizzazione      Trasformazione
                                                                                  organica
                                 Lettieramento        Aggiunta                    Accumulo di residui, sia vegetali che animali, alla superficie del suolo
                                 Umificazione         Trasformazione              Produzione di humus a partire da materiale organico grezzo
                                 Paludizzazione o
                                                      Trasformazione              Accumulo di sostanza organica in sedimenti profondi (torba)
                                 impaludamento
                                                                                  Trasformazioni nella sostanza organica (evoluzione verso composti
                                                                                  umici stabili) in seguito all'instaurarsi di condizioni di maggiore
                                 Maturazione          Trasformazione
                                                                                  ossigenazione (ad esempio dopo cessazione di condizioni di
                                                                                  saturazione idrica)
                                 Mineralizzazione     Trasformazione              Decomposizione della sostanza organica fino a ioni minerali
                                                                                  Liberazione del ferro in seguito all'alterazione dei minerali primari,
                                 Brunificazione                                   sua dispersione e successiva ossidazione e idratazione. Con livelli di
                                                      Traslocazione
                                 Rubefazione                                      ossidazione e idratazione crescenti, si producono nel suolo colori
                                                      Trasformazione
                                 Ferruginazione                                   bruni (brunificazione), rosso-bruni (rubefazione) e rossi
                                                                                  (ferruginazione).
                                                                                  Riduzione del ferro, in condizioni di saturazione idrica, con produzione
                                 Gleyzzazione         Traslocazione
                                                                                  di suoli con colori smorti (grigio-blu, grigio-verde) alternati a
                                 (gleificazione)      Trasformazione
                                                                                  screziature vivaci

Classificazione di Buol (1980)   Allentamento         Trasformazione
                                                                                  Aumento del volume dei pori, per attività di pedofauna, radici,
                                                                                  lisciviazione di particelle, effetti fisici
                                                                                  Diminuzione del volume delle porosità, per collasso, compattazione o
                                 Indurimento          Trasformazione
                                                                                  riempimento di vuoti per illuviazione
FUNZIONI DI PRODUZIONE DELLA REGOLITE
                              MOBILE
EFFETTI

   Nel tempo, i processi di degradazione
    trasformano la roccia in saprolite e suolo;

   C’è un bilanciamento tra perdita in massa del
    bedrock e creazione del regolite
   Il limite più importante nel profilo di alterazione
    è il contatto tra la roccia sana e il regolite
DA ROCCIA A REGOLITE
   Affinché il materiale sia trasportato verso il basso del
    versante, il materiale disponibile deve essere di
    dimensioni adatte ai processi di trasporto (Anderson e
    Humphrey, 1989);

   Ci sono modelli che spiegano le modalità di
    mobilizzazione del materiale verso la zona di reazione;

   Il punto cardine non è la trasformazione chimica o la
    fratturazione meccanica, ma il trasporto del materiale. Il
    confine identifica la profondità alla quale i processi di
    trasporto operano sulla base del bedrock, dell clima e
    della vegetazione.
   Ci sono due modelli per spiegare la produzione di
    regolite mobile:
     Dietrich (1995) ha proposto che la produzione di
      regolite mobile cala esponenzialmente con l’aumento
      della profondità.
     Carson e Kirkby (1972) propongono il modello a
      «gobba», con un massimo ad una determinata
      profondità
DENUDAZIONE E MODALITÀ DI MISURA
   Il weathering interessa tutti quei processi che
    fratturano e dissolvono la roccia, producendo
    strati di roccia alterata o regolite.

        COME POSSIAMO MISURARE
         I TASSI DI ALTERAZIONE?
DENUDAZIONE
   La denudazione (denudation) è il processo erosivo di
    rottura e rimozione delle rocce dalla superficie della
    Terra; rappresenta il logorio del terreno ad opera del
    weathering, dell’erosione, dell’acqua e del ghiaccio in
    movimento e delle onde. La denudazione è il risultato di
    processi sia endogeni che esogeni;

   I processi endogeni sollevano la superficie e la
    espongono la crosta ai processi esogeni;

   La denudazione coinvogle tre tipi di processi:
       1. Weathering (alterazione, degradazione)
       2. Mass wasting (deposizione di materiali altrove)
       3. Erosion (erosione)
PERDITA DI MASSA
   La denudazione connota una perdita di massa;

   La massa è persa sia in termini di sedimenti che di materiali
    disciolti

          Etot = Ediss + Epart (denudazione totale specifica)

   Più facile misurarla in termini di carico fluviale

   Monitoraggio del materiale rimosso dai corsi d’acqua;
   Le particelle solide dominano il trasporto dalle
    montagne agli oceani

   I fiumi trasportano circa 4 volte più materiale sotto
    forma di particolato (5277x106 T/anno) che in
    forma sciolta (1383x106 T/anno);

   Questi dati non comprendono il materiale
    trasportato sul fondo perché più difficile da
    misurare, quindi il particolato totale è ancora più
    alto.
QUALE DEI DUE TIPI DI CARICHI (SOLIDO O SCIOLTO) PREVALE?

Carico sedimentario e di materiali sciolti dei principali fiumi nel mondo (Summerfield, 1991)
TASSO DI DENUDAZIONE MEDIO TOTALE
   Il tasso di denudazione medio totale è la somma del carico
    sospeso e disciolto diviso per l’area di drenaggio e la densità
    della roccia (media=2650 kg/m3) e si aggira su 129
    µm/anno (0,129 mm/anno);

   Il rapporto tra carico sciolto e particellato varia notevolmente
    a seconda del fiume (es. tra 0.02 a 11.3);

   La maggior parte dei fiumi con carico sciolto/particellato >1
    si trovano nell’Artico (a causa di bassa pendenza e paludi
    della tundra)

   Il Fiume Giallo ed il Rio delle Amazzoni portano circa il 50%
    del carico sospeso totale
   Il Fiume Giallo ed il Rio delle Amazzoni portano
    circa il 50% del carico sospeso totale

      Wittmann et al. (2011)     Encyclopedia Britannica
CARICO SOLIDO DEI FIUMI ADRIATICI
 I fiumi piccoli, in particolare quelli che
 nascono su terreni montani, scaricano
 quantità sproporzionate di sediment
 agli oceani;

 Siccome i fiumi più piccolo sono più
 soggetti agli eventi catastrofici, essi
 tendono a scaricare i loro sedimenti in
 periodi di tempo molto brevi, ad
 esempio durante le piene;

 L’impatto dei piccolo fiumi di montagna
 è particolarmente evidente sulle coste,
 come in Adriatico, dove il 75% dei 145
 milioni di tonnellate del carico
 sedimentario proviene da fiumi con
 bacini con aree minori di 7000 km2
 (Milliman et al., 2016).                     Milliman et al. (2016)
TASSI DI MICROEROSIONE
THE MICRO
EROSION
METER (MEM)

   The micro erosion
    meter allows to
    collect from 1 to 3
    measure for each
    station

   Measures must be
    collected for many
    years
THE TRAVERSING MICRO EROSION METER
(TMEM)

   Many measuring
    points can be
    obtained for each
    station

   A statistical analysis
    of erosion rates can
    be carried out

   Data canbe directly
    downloaded to the
    laptop
THE AUTOMATIC MICRO EROSION METER
(AMEM)

• It is completely
  authomatized

• Hundreds of data
  can be obtained in
  few time

• Data can be
  collected also on
  vertical or sub-
  vertical surfaces
THE LASER SCANNER
COASTAL PROCESSES

 • The littoral zone is interested both by
   marine processes and subaerial
   processes

 • Subaerial processes decrease toward
   the sea, while marine and, on the
   contrary, marine processes increase

           DE WAELE & FURLANI (2013) – Treatise on Geomorphology
COASTAL VS SUBAERIAL LOWERING RATES

        From FURLANI et al. (2009) - Geomorphology
LOWERING RATES IN THE MID-TIDAL
ZONE

 1,2 m    MSL

                FURLANI & CUCCHI (2013) - Marine Geology
INLAND RATES AND COASTAL RATES

    From De Waele & Furlani (2013) – Treatise on Geomorphology
VARIAZIONI
GIORNALIERE
• Le variazioni di quota, sull’ordine
  del centesimo di millimetro, sono
  legate alle variazioni giornaliere di
  temperatura e unidità

• Le variazioni microtopografiche
  sono maggiori con temperature
  maggiori

                                 FURLANI et al. (submitted)
TRANSPORT-LIMITED EROSION
   Questa condizione proposta da Carson e kirkby
    (1972) è definita come lo stato dove i tassi di
    erosione dipendono solamente dai tassi dei
    processi di trasporto del materiale;

   Non si considerano i tassi di alterazione

   Il focus riguarda esclusivamente la capacità dei
    processi di trasporto per la quantificazione dei
    tassi (rates) e delle modalità (pattern) di
    evoluzione del territorio
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