I GHIACCIAI


I ghiacciai si formano per compattazione della neve al di sopra del limite delle nevi permanenti. La formazione di un ghiacciaio dipende dal bilancio tra da quanta neve cade nel corso delle stagioni fredde e quanta se ne scioglie nei periodi caldi dell'anno.
Un accumulo progressivo di neve può formare un nevaio che si trasforma in ghiacciaio quando l'aria tra i cristalli di neve viene espulsa per compattazione. Raggiunto un determinato spessore, il ghiacciaio si muove per gravità dal suo punto di origine verso quote più basse. Dove la neve rimane anno dopo anno, trasformandosi in ghiaccio, è detta zona di accumulo e alimentazione, mentre la parte più avanzata, dove il ghiaccio si scioglie dando origine ai corsi d'acqua, è detta zona di ablazione.

La velocità con cui si muove un ghiacciaio può essere molto diversa, da pochi centimetri a decine di metri al giorno. Il risultato dello scivolamento a valle della pesante massa ha come conseguenza l'erosione del fondo su cui si muove. Un ghiacciaio può scavare profonde incisioni, con fianchi allargati e levigati, dette valli glaciali.

La superficie del ghiacciaio si copre di detrito che cade dai versanti montuosi. Blocchi e frammenti di rocce di varie dimensioni sono spinti davanti alla lingua di ghiaccio (morena frontale), altri si accumulano ai lati (morene laterali). Una diminuzione di volume lascia sul terreno cordoli morenici, la cui geometria rispecchia il progressivo cambiamento di forma e di dimensione del ghiacciaio.

La forma di una morena e il materiale che la compone sono caratteristiche che permettono di riconoscere la posizione di ghiacciai che non esistono più.

I resti delle morene frontali sono una serie di collinette che conservano una disposizione arcuata. In genere, sono formate da detrito di varie dimensioni, misto a limo fine e molto fine, derivante dall'erosione dei differenti tipi di rocce incontrate dal ghiacciaio nel suo percorso. I ciottoli più grossolani presentano forme di levigazione e striature lasciate dalla potente pressione abrasiva subita durante il tragitto.


Massiccio dell'Adamello, ghiacciaio del Pisgana


LE GLACIAZIONI


Verso la metà del 1800, alcuni geologi svizzeri, in particolare L. Agassiz, osservando le colline che circondano i laghi alpini, vi riconobbero antiche morene e ipotizzarono che i ghiacciai delle Alpi avessero in passato dimensioni molto diverse da quelle attuali. Inoltre, questi e altri depositi morenici ai piedi delle Alpi, come altrove in Europa e nel mondo, registravano un alternarsi di avanzamenti e ritiri delle lingue di ghiaccio.

Morfologia della stessa area con la copertura glaciale e nella fase interglaciale
Furono riconosciuti almeno quattro episodi di glaciazione avvenuti nell'ultimo milione d'anni, che vennero denominati, dal più antico, Gunz, Mindel, Riss e Wurm, separati da periodi progressivamente più caldi, nel corso dei quali i ghiacci si ritiravano.

Forma scavata nella roccia dall'erosione glaciale e dell'acqua piovana, detta marmitta dei giganti
L'espansione delle calotte polari nelle fasi glaciali assorbiva molta dell'acqua terestre disponibile, sottraendola ai bacini marini, mentre nelle fasi di scioglimento, grandi quantità di acqua erano trasportate da grossi e numerosi corsi d'acqua.
Pertanto, alle varie fasi climatiche corrisponde una variazione del livello del mare: durante l'espansione dei ghiacciai alpini (fasi glaciali) il livello delle acque del Mediterraneo si abbassava (regressione marina), mentre allo sciogliersi delle grandi masse di ghiaccio (fasi interglaciali, simili all'attuale), il livello dell'acqua marina si alzava e le zone più basse venivano sommerse (trasgressione marina).

Le variazioni delle linee di costa per effetto dell'espandersi e del ritirarsi dei ghiacciai sono in parte controbilanciate dai movimenti della stessa crosta terrestre: un continente gravato da una spessa coltre di ghiacci tende progressivamente ad abbassarsi (subsidenza), mentre la rimozione del peso provoca nelle masse continentali il processo opposto. Anche i fondali marini tendono ad abbassarsi quando sono appesantiti da grossi spessori di sedimenti e di acqua. Nel suo insieme, il processo di abbassamento e sollevamento della crosta terrestre, in risposta a una diversa pressione soprastante, è chiamato isostasia e contribuisce alle variazioni nella posizione del livello delle acque marine sulle terre emerse.


LE OSCILLAZIONI EUSTATICHE


Il livello dei mari è variato nel tempo sia in positivo che in negativo. Il fenomeno è ricollegato principalmente alla espansione e alla riduzione di grandi quantità di ghiaccio che hanno determinato, rispettivamente, l'abbassamento e l'innalzamento del livello dell'acqua nei mari. La diversa posizione delle linee di costa nel passato geologico deriva oltre che dalla quantità di acqua disponibile negli oceani, anche dai movimenti del substrato roccioso, cioè da sollevamenti oppure abbassamenti del suolo. Oltre al processo di isostasia, che interessa le aree con alterna presenza di spesse coperture glaciali, la crosta terrestre può subire su tempi molto lunghi sollevamenti o abbassamenti anche come risultato dei movimenti tettonici. Questo processo può essere accelerato nelle aree di tettonica particolarmente attiva, come quella mediterranea che si trova schiacciata tra le placche africana e europea.

Dopo le intuizioni di Agassiz, numerosi studi hanno confermato l'alternarsi, nel corso del Quaternario, tra circa 1.800.000 e 10.000 anni fa, di diverse fasi glaciali e interglaciali. Uno di questi studi si basa sull'analisi degli isotopi dell'ossigeno che sono presenti nell'acqua e nell'atmosfera con differenti percentuali:
al 99,759% (17O),
allo 0,2039% (18O)
e allo 0,0374% (16O).
La quantità dei due isotopi stabili (16O e 18O) dipende dalla temperatura e quello più pesante (18O) è più abbondante nelle acque a bassa temperatura.

L'16O, più leggero, evapora più facilmente ed è pertanto più abbondante anche nell'acqua piovana. Questo porta a una maggiore concentrazione di 16O nelle aree che si trovano a latitudini più fresche e piovose e nella neve, specie nelle calotte polari.

Negli oceani attuali il contenuto medio dei due isotopi (SMOW: Standard Mean Oceanic Water) è costante in ogni parte del mondo: 18O/16O = 1/500 = 0.2%

Nel corso dei periodi glaciali, il rapporto isotopico 18O/16O si discosta dalla media standard ed è sbilanciato a favore dell'16O. Gli organismi marini conservano con cuscio calcareo il rapporto tra gli isotopi dell'ossigeno come era al momento della loro formazione e questo ha consentito di ricostruire l'andamento delle temperature medie globali degli ultimi 700.000 anni.

La curva dei rapporti isotopici presenta picchi di massimo e picchi di minimo che sono stati numerati. Questi corrispondono alla variazione delle temperature negli oceani (stadi isotopici) che, insieme alle indagini geologiche hanno consentito di ricostruire una curva delle oscillazioni eustatiche del livello del mare.

L'ultima glaciazione (Wurm, tra 80.000 e 10.000 anni fa) corrisponde allo stadio isotopico 2 e raggiunse un minimo eustatico fino a -130 m. Durante le fasi climatiche più temperate, il livello del mare si trovava più o meno allo 0 attuale. L'unica eccezione con il mare a +6 m sopra il livello attuale è stata registrata in coincidenza dello stadio isotopico 5, corrispondente all'ultimo periodo interglaciale (Riss-Wurm, tra 120.000 e 80.000 anni fa).

In diversi casi, ad esempio in alcuni depositi tirreniani (stadio isotopico 5) in Calabria, si trovano i segni di livelli marini anche intorno ai 100 m sopra il livello del mare, quota mai raggiunta dal mare nel Tirreniano. In questo caso la posizione delle spiagge fossili è dovuta al rapido sollevamento dell'area per spinte tettoniche della crosta terestre, successivo alla deposizione dei sedimenti marini.