Rocce sedimentarie

La maggior parte delle rocce esposte sulla superficie terrestre è sedimentaria, costruita granulo dopo granulo con frammenti di rocce più antiche.

Una spiaggia sabbiosa, una riva fangosa e un fondale lacustre coperto di conchiglie sono tutti sedimenti: materiali sciolti che possono diventare roccia. L’USGS osserva che la maggior parte delle rocce esposte in superficie è sedimentaria e si è formata da particelle di rocce più antiche disgregate dall’acqua o dal vento. Per formarne una serve una sequenza di passaggi, ciascuno dei quali lascia una traccia nella roccia finale.

La disgregazione della roccia

L’alterazione è il deterioramento o la disgregazione della roccia sul posto. Il BGS ne distingue tre tipi. Nell’alterazione fisica l’acqua penetra nelle fratture e gela. Il ghiaccio è circa il 9% meno denso dell’acqua (USGS), quindi occupa circa un decimo di spazio in più e allarga la frattura. Quando si scioglie, entra altra acqua e il ciclo ricomincia. Nell’alterazione chimica l’acqua piovana, che ha disciolto diossido di carbonio dall’aria, è leggermente acida e reagisce lentamente con i minerali della roccia. Nell’alterazione biologica le radici crescono nelle fratture e gli animali scavatori separano i frammenti di roccia.

L’erosione porta via i frammenti. Gravità, vento, pioggia, fiumi, mare e ghiacciai trasportano tutti frammenti di roccia, che possono allontanarsi molto dalla roccia di origine. La deposizione avviene quando il vento, l’acqua o il ghiaccio che trasportano il sedimento rallentano e lo abbandonano. Durante la sedimentazione i granuli si separano in base alle dimensioni. A metà degli anni 1600 lo scienziato danese Niccolò Stenone notò che le particelle più grandi o più pesanti si depositano per prime e le più piccole per ultime, e che piccole variazioni di dimensioni o composizione producono livelli chiamati strati. La stratificazione è la caratteristica più evidente delle rocce sedimentarie.

Dal sedimento alla roccia

Mentre si accumulano nuovi strati, quelli più antichi vengono sepolti. Il peso sovrastante avvicina i granuli ed espelle l’acqua: è la compattazione. Poi i minerali trasportati dall’acqua che scorre negli interstizi crescono attorno ai granuli e li uniscono, come il cemento lega la sabbia nella malta. La Geological Society elenca fra i cementi comuni calcite, silice, ossidi di ferro e minerali argillosi. Insieme, compattazione e cementazione trasformano il sedimento sciolto in roccia solida.

I nomi delle rocce sedimentarie

Le rocce sedimentarie clastiche sono formate da frammenti, o clasti, di rocce più antiche e prendono il nome dalle dimensioni dei granuli. Dal più piccolo al più grande si distinguono argilla, limo e sabbia; i granuli più grandi di 2 mm sono ciottoli. Le argilliti sono formate soprattutto da argilla, le siltiti da limo, le arenarie da sabbia e i conglomerati da ciottoli in una matrice di sabbia o fango. Altre rocce sedimentarie sono prodotte dagli esseri viventi. Quando muoiono molti organismi, i loro gusci o scheletri possono accumularsi formando selce o calcare; il calcare può formarsi anche quando i minerali precipitano direttamente dall’acqua.

Le rocce sedimentarie conservano una documentazione che le altre rocce perdono. Secondo l’USGS, i fossili si trovano quasi esclusivamente nelle rocce sedimentarie. Le rocce magmatiche sono troppo calde quando si formano, mentre il calore e la pressione che producono le rocce metamorfiche distruggono generalmente i fossili. Piante e animali che muoiono nell’acqua o nelle vicinanze vengono sepolti rapidamente dal sedimento: per questo la documentazione fossile è fortemente sbilanciata verso la vita marina.