Scienza della Terra

Fonte del torrente

Erosione e deposizione da parte di fiumi e torrenti

Erosione da deflusso

Quando i torrenti si muovono sul terreno, trasportano materiali erosi. I torrenti erodono continuamente materiale dalle loro rive, specialmente lungo le curve esterne dei meandri. Alcuni di questi materiali sono trasportati in soluzione. Molti minerali sono composti ionici che si dissolvono facilmente in acqua, quindi l’acqua sposta questi elementi verso il mare come parte del carico dissolto che il torrente trasporta. Quando l’acqua freatica filtra attraverso strati di terreno e roccia, i minerali si dissolvono e vengono portati via. L’acqua freatica contribuisce alla maggior parte dei componenti dissolti che i corsi d’acqua trasportano. Una volta che un elemento è completamente dissolto, sarà probabilmente trasportato nell’oceano, indipendentemente dalla velocità del flusso. In alcune circostanze, l’acqua del torrente potrebbe saturarsi di materiali dissolti, nel qual caso gli elementi di quei minerali potrebbero precipitare fuori dall’acqua prima che raggiungano l’oceano.

Un altro modo in cui i fiumi e i torrenti spostano materiali erosi dal tempo è come carico sospeso. Questi sono pezzi di roccia che vengono trasportati come solidi mentre il fiume scorre. A differenza del carico disciolto, la dimensione della particella che può essere trasportata come carico sospeso è determinata dalla velocità della corrente. Quando una corrente scorre più velocemente, può trasportare particelle sempre più grandi. Più grande è la dimensione delle particelle che possono essere trasportate da un flusso, maggiore è la competenza del flusso. Se un torrente ha una pendenza ripida o un gradiente, avrà una velocità maggiore, il che significa che sarà in grado di trasportare materiali più grandi in sospensione. In fase di piena, i fiumi scorrono molto più velocemente e fanno più erosione perché l’acqua aggiunta aumenta la velocità del torrente. Le particelle di sabbia, limo e argilla generalmente costituiscono il carico sospeso di un torrente (Figura 10.2). Quando un corso d’acqua rallenta, sia perché la pendenza del corso d’acqua diminuisce o perché il corso d’acqua supera le sue sponde e allarga il suo canale, il corso d’acqua depositerà le particelle più grandi che ha trasportato per prime.

L’ultimo modo in cui i fiumi e i torrenti spostano i materiali erosi è come carico del letto. Questo significa che anche se l’acqua del fiume è in grado di urtare e spingere queste particelle, non è in grado di raccoglierle e trasportarle continuamente. Il carico del letto è chiamato così per il fatto che queste particelle vengono spinte e fatte rotolare lungo il letto del torrente mentre l’acqua scorre. Occasionalmente una particella di dimensioni maggiori viene spinta nella parte principale del flusso del torrente, ma poi si deposita di nuovo sul letto del torrente perché è troppo pesante per rimanere sospesa nell’acqua. Questo è chiamato salinità, che impareremo più avanti in questo capitolo con il trasporto di particelle da parte del vento. I torrenti con alte velocità e gradienti ripidi fanno una grande quantità di discesa nel letto del torrente, che è principalmente realizzata dal movimento delle particelle che compongono il carico del letto. Le particelle che si muovono lungo il letto di un torrente non si muovono continuamente, ma piuttosto in piccoli passi o salti con periodi di stazionamento nel mezzo.

Erosione dei torrenti e dei fiumi

Come un torrente muove l’acqua da alte quote, come le montagne, verso basse quote, come l’oceano, che è a livello del mare, il lavoro del flusso cambia. Alle alte quote, i torrenti sono solo all’inizio, con piccoli canali e forti pendenze. Questo significa che il torrente avrà un’alta velocità e farà un sacco di lavoro erodendo il suo letto del torrente. Più alta è l’elevazione, più lontano è il torrente da dove alla fine incontra il mare. Il livello di base è il termine che indica il punto in cui un torrente incontra il livello del mare o l’acqua stagnante, come un lago o l’oceano. I torrenti lavoreranno per tagliare i loro letti fino a raggiungere il livello di base.

Quando un torrente si sposta dalle aree di alta montagna verso aree più basse e vicine al livello del mare, il torrente è più vicino al suo livello di base e fa più lavoro erodendo i bordi delle sue rive che scendendo nel suo letto. Ad un certo punto nella maggior parte dei torrenti, ci sono curve o anse nel canale del torrente chiamate meandri (Figura 10.3). Il torrente erode materiale lungo le sue rive esterne e deposita materiale lungo le curve interne di un meandro mentre scorre verso l’oceano (Figura 10.4). Ciò causa la migrazione laterale di questi meandri nel tempo. L’erosione del bordo esterno delle rive del torrente inizia il lavoro di scolpire una pianura alluvionale, che è un’area piana che circonda il canale del torrente.

Deposizione del fiume e del torrente

Una volta che un torrente si avvicina all’oceano, è molto vicino al suo livello di base e ora deposita più materiali di quanti ne eroda. Come hai appena imparato, un posto dove un fiume deposita materiale è lungo i bordi interni dei meandri. Se mai deciderai di cercare l’oro o di cercare artefatti di una vecchia città o civiltà, dovrai setacciare questi depositi. L’oro è uno degli elementi più densi sulla Terra. I torrenti sono pigri e non vogliono mai trasportare più materiali dello stretto necessario. Farà cadere prima le particelle più pesanti e più grandi, ecco perché potresti trovare l’oro in un deposito di ruscello. Immaginate di dover portare tutto ciò di cui avete bisogno per una settimana camminando per molti chilometri. All’inizio potreste non badare affatto al peso di ciò che state portando, ma man mano che vi stancate, cercherete di lasciar cadere prima le cose più pesanti che state portando!

Quando un fiume esonda o trabocca il suo canale, l’area in cui il torrente scorre è improvvisamente molto più ampia e meno profonda di quando era nel suo canale. Questo rallenta la velocità del flusso del torrente e fa sì che il torrente lasci cadere gran parte del suo carico. Gli agricoltori che utilizzano le aree di pianura alluvionale intorno al fiume Nilo fanno affidamento su questi depositi per fornire nutrienti ai loro campi ogni anno quando il fiume inonda le sue rive. In fase di piena, un fiume costruisce anche degli argini naturali in quanto le particelle di dimensioni maggiori costruiscono un’area più alta intorno ai bordi del canale del fiume (Figura 10.5).

Quando un fiume incontra acqua stagnante o un terreno quasi piatto, depositerà il suo carico. Se questo avviene in acqua, un fiume può formare un delta. Dalle sue sorgenti in montagna, lungo un percorso di molti chilometri, i fiumi trasportano i materiali erosi che formano il loro carico. Improvvisamente il fiume rallenta tremendamente la sua velocità e lascia cadere l’enorme carico di sedimenti che ha trasportato. I delta sono depositi di sedimenti relativamente piatti, spesso di forma triangolare, che si formano dove un grande fiume incontra l’oceano. Il nome delta deriva dalla lettera maiuscola greca delta, che è un triangolo, anche se non tutti i delta hanno questa forma. Un delta di forma triangolare si forma quando il canale della corrente principale si divide in molti distributori più piccoli. Come il canale si sposta avanti e indietro lasciando cadere i sedimenti e spostandosi in una nuova posizione del canale si forma un ampio deposito triangolare.

Ci sono tre tipi di letti che compongono un delta (Figura 10.6). Le prime particelle che si staccano sono i sedimenti più grossolani e questi formano strati inclinati chiamati letti di prua che costituiscono il bordo anteriore del delta. Più al largo, in acque più calme, sedimenti più leggeri e a grana più fine formano strati sottili e orizzontali. Questi sono chiamati letti di fondo. Durante la fase di inondazione, l’intero delta può essere coperto da sedimenti più fini che si sovrappongono al delta esistente. Questi sono chiamati letti topset. Questi si formano per ultimi e giacciono sopra il resto del delta.

Non tutti i grandi fiumi formano delta quando incontrano l’oceano. La formazione di un delta dipende dall’azione delle onde e delle maree. Se l’acqua è tranquilla come un golfo o un mare poco profondo, un delta può formarsi. Se i sedimenti sono portati via, allora non si formerà alcun delta. I sedimenti portati a riva e distribuiti lungo le coste dal trasporto longshore formano le nostre spiagge e le isole barriera.

Se un fiume o un torrente raggiunge improvvisamente un terreno quasi piatto, come un’ampia valle piatta o una pianura, si sviluppa un ventaglio alluvionale alla base del pendio (Figura 10.7). Un ventaglio alluvionale è una cima curva, un deposito a forma di ventaglio di sedimenti grossolani che cadono quando il torrente perde improvvisamente velocità. Il ventaglio si espande in una curva nella direzione della terra piatta, poiché molti canali di flusso si muovono attraverso la superficie curva del ventaglio alluvionale, formando e deformando molti canali mentre i sedimenti si depositano. I ventagli alluvionali si formano generalmente nelle regioni più aride.

Riassunto della lezione

• I fiumi e i torrenti erodono la terra mentre si spostano dalle altezze più elevate al mare.
• I materiali erosi possono essere trasportati in un fiume come carico disciolto, carico sospeso, o carico del letto.
• Un fiume erode profondamente la terra quando è lontano dal suo livello di base, l’elevazione dove entra in acqua ferma come l’oceano.
• Quando un fiume sviluppa delle curve, chiamate meandri, forma un’area ampia e piatta conosciuta come pianura alluvionale.
• Al termine di un corso d’acqua, si può formare un delta o un ventaglio alluvionale dove il fiume lascia cadere gran parte del carico di sedimenti che trasporta.