AMBIENTE DESERTICO E DESERTIFICAZIONE - CRIEA

Corso di Geologia - Laurea in Economia Ambientale
PARTE II - PROCESSI SUPERFICIALI
AMBIENTE DESERTICO
E
DESERTIFICAZIONE

Ambiente desertico
I deserti sono aree caratterizzate da un bilancio idrico negativo, cioè da un deficit
di precipitazioni e da un regime climatico variabile, con forti oscillazioni per
quanto riguarda soprattutto l’intesità, frequenza e durata delle precipitazioni.
Circa il 25% della superficie emersa del globo terrestre è caratterizzata da
condizioni desertiche.
Il deflusso superficiale delle acque è di natura effimera e i processi eolici hanno
un ruolo dominante su quelli idrici. Le saltuarie precipitazioni hanno un carattere
torrenziale e generano piene rovinose e improvvise.
In una zona desertica le precipitazioni annuali sono inferiori a 250 mm.
La mancanza o il carattere molto sparso della vegetazione favoriscono l’alta
erosione.

Non sempre la formazione di condizioni desertiche è subordinata alle sistema
globale di circolazioni atmosferica e possiamo quindi avere diversi tipi di deserti:
Tipo di deserto Origine Esempi
Sub tropicale al centro di aria secca discendente tra i 20-30N e S Sahara, Australia, Kalahari
Continentale all’interno dei continenti e quindi lontano dalle zone umide Gobi
“rainshadow” alle spalle di rilievi che fungono da barriere per le masse
umide atmosferiche
Costiero correnti marine di upwelling raffreddano le masse Atacama, Cascades, Sierra
d’aria costiere Nevada, Peru, SW Africa
Polare regioni dove aria fredda e secca origina poche piogge Groenlandia, Antartica
Le zone semi-aride alla periferia dei deserti sono pericolose a causa del carattere
erratico e instabile del loro clima: i periodi di siccità non hanno durata fissa e si
protraggono a volte per anni, alternandosi ciclicamente con periodi più umidi con
precipitazioni non prevedibili.

DISTRIBUZIONE MONDIALE DELLE ZONE ARIDE

AZIONE DEL VENTO
Nelle zone aride l’azione meccanica del vento è significativa e può trasportare notevoli quantità di
sedimento. Ciò produce una alta erosione del suolo con ricadute negative sull’agricoltura.
Il vento rimuove particelle di dimensioni corrispondenti alle sabbie medio-fini. L’azione del vento è molto
selettiva sulla granulometria e i depositi eolici sono caratterizzati dalla stessa classe granulomentrica.
I granuli si muovono per saltellamento, spinti dagli urti granulo-granulo che aumentano la capacità di
trasporto del vento anche ad una velocità inferiore a quella necessaria per iniziare la rimozione. In
genere 3/4 dei granuli si muove per saltellamento, il resto o viene trasportato in sospensione o si muove
per trazione sul terreno.

Durante il trasporto delle particelle, il vento diventa un fortissimo agente abrasivo che
erode e modella anche le rocce più compatte.
L’azione erosiva del vento si può distinguere in:
• deflazione: si abbassa il livello del suolo asportando i materiali fini e facendo addensare
materiale più grossolano, troppo pesante per essere mosso. Può provocare forme locali di
erosione differenziale come buche, docce, conche.
• logorio: il materiale messo in sospensione dal vento viene ulteriormente frammentato
dagli impatti tra le varie particelle soggette a turbolenza.
• abrasione: si esplica specialmente nei deserti pietrosi ed è proporzionale all’energia
cinetica dei granuli che colpiscono superfici solide. Queste superfici vengono levigate,
scanalate o incise (yardangs). L’abrasione è più efficace vicino al suolo e tende a formare
pareti e colonne in bilico chiamati mesas o butte.
La diversa litologia e compattezza delle rocce del substrato influenzano l’azione erosiva
del vento e le relative forme di erosione.
Azione erosiva del vento

Depositi eolici
La sabbia eolica si raccoglie in grandi masse i cosidetti mari di sabbia o erg e possono dare
origine a varie morfologi e tipi di depositi. Le zone di deflazione di chiamato reg.
Coltri di sabbia (sand sheets): accumuli di sabbia fine e ben cernita con superficie liscia e
perciò sono più resistenti all’erosione.
Accumuli da ostacolo: depositi sabbiosi che si formano alle spalle di un ostacolo per perdita di
competenza del vento in prossimità dell’ostacolo stesso.
Dune: possono essere di tipo barcane (trasversali), seif (logitudinali) o stellate a seconda della
direzione prevalente dei venti. Le dune hanno probabilmente origine quando un ostacolo
impedisce il flusso libero della sabbia in aree >5m diametro e su una superficie ruvida.
Le dune presentano un lato sottovento meno inclinato (stoss side) dove i granuli vengono
messi in movimento e trasportati fino alla cresta dalla quale precipitano per gravità lungo il
lato più inclinato (lee side). In questo modo la duna si accresce verticalmente e
contemporaneamente avanza orizzontalmente. Una barcana può avanzare di 6-16 metri ogni
anno.

Azione fluviale nelle regioni aride e semi-aride semi- aride
Nelle zone aride la pioggia cade irregolarmente e sottoforma di violenti acquazzoni, riempiendo nel
giro di poche ore i canali fluviali che sono secchi per la maggior parte dell’anno.
Spesso la capacità dei canali non è sufficiente per contenere il volume d’acqua e si producono estese
inondazioni.
Le piene sono improvvise e si manifestano come torrenti d’acqua e fango che scavano solchi
profondi (gullies) o lame di piena (sheetfloods). Alvei secchi (wadi o oued) vengono invasi da
repentinamente da acqua vorticosa che li allarga e si hanno divagazioni del sistema fluviali.
Le piene sono di breve durata perchè l’acqua si satura rapidamente di sedimento trasformandosi in
colate, con aumento degli attriti e rallentamento della velocità.
Questo regime idrico viene chiamato effimero, effimero perchè attivo solo per brevi periodi dell’anno. In
climi umido-temperati si hanno principalmente regimi idrici permanenti.
L’effetto di piena è più intenso in bacini endoreici (cioè in conche intermontane che spesso non
hanno deflusso al mare. I rilievi sono caratterizzati da numerose conoidi alluvionali che si
accrescono ad ogni evento di piena verso il centro del bacino. Oltre al detrito si formano anche
crostoni salini per la rapida evaporazione delle acque, rendendo il detrito di conoide molto
cementato.

Al posto delle conoidi, possiamo avere i pedimenti o glacis, una sorta di pianura erosiva
coperta da un sottile strato di deposito fluviale. I glacis sono prodotti dall’erosione laterale
di corsi d’acqua principalmente effimeri e adattati a smaltire le acque di piena. Nei glacis si
accumulano i depositi di smantellamento della rilievo durante le pioggie.
Se l’erosione del rilievo è molto spinta le gole si allargano e i due glacis si uniscono a
formare un pedepiano cosparso di colline residuali chiamate inselberg o bornhardt.
La parte centrale della depressione endoreica si chiama playa o sebkha e può essere sede di
un lago effimero, soggetto ad inondazioni stagionali e rapidamente evaporato. La
superificie è caratterizzata da depositi evaporitici e crostoni salini.

Conoidi alluvionali in ambiente arido

Caratteristiche di un ambiente di playa o sabkha

Problemi creati dal trasporto eolico

Suolo con alta salinità.

Atmospheric
Circulation
Patterns
Fig. 14.1

Erosion and deserts
Wind is often thought to be the most
important agent of erosion in deserts.
However, even in deserts, most of the
work of erosion is done by water.
Because there is so little water in
deserts, erosion is very intermittent.

Erosion and deserts
Typically, when storms take place in
desert regions, dry stream courses fill
quickly with water.
With little vegetation to hold water,
flash floods can be brief, but violent.

Erosion and deserts
When rainfall is unusually heavy,
desert soil may become saturated
with water and begin to flow.
This is known as a debris flow.

Fig. 14.2

Fig. 14.3

Wind
Direction
Fig. 14.4 Tom Bean

Rate of
Sand
Movement
as a
Function
of Wind
Velocity
Fig. 14.5

VENTO
• Trasporto di materiale: il vento e’ meno
denso dell’acqua e quindi puo’
trasportare solo piccole particelle,
principalmente sabbia e silt (l’argilla e’ in
genere molto coesiva e quindi piu’
difficile da erodere in assenza di acqua).
• Le particelle si muovono sia per
saltazione (saltation) tipico moto della
sabbia o per sospensione (suspension)
come polvere.

Il vento
La polvere dell’ambiente desertico
puo’ essere trasportata per grandi
distanze.
Nelle nevi delle Alpi si trovano spesso
strati piu’ scuri ricchi di polveri
provenienti dal Sahara, lontano piu’
di 1500 km.

Wind
• Wind-borne material can become
extremely concentrated in air:
in 1 km 3 , there may be up to 1000
tons of dust.
• Sand grains carried by wind get a
frosted exterior (diagnostic of eolian
transport).

Library of Congress
Dust Storm, 1937

Frosted and Rounded Wind-blown Sand
Walter N. Mack
Fig. 14.6

Deflation
• The process of removing all of the
small (easily moved) particles.
• As this process proceeds, only
larger rocks are left. This is known
as “desert pavement”.

Breck P. Kent
Deflation Hollow
Fig. 14.7

Formation of Desert Pavement
Fig. 14.9b

David Muench
Desert Pavement
Fig. 14.8a

E.R.Degginger
Ventifact
Fig. 14.9

Comstock
Yardangs in Iran
Fig. 14.10

Prevailing
Winds
Linear Dunes in Saudi Arabia
ERIM
Fig. 14.11

Loren McIntyre
Coastal Dunes in Peru
Fig. 14.12

Formation
of a
Wind- Wind-
shadow
Dune
Fig. 14.13

Dune Migration
Fig. 14.14

Dune
Migration
and the
Formation
of Cross
Bedding
Fig. 14.15

Types of Dunes
Fig. 14.17

E.R.Degginger
Pleistocene Loess
(Loess: depositi eolici in ambiente arido glaciale)
Fig. 14.18

Stephen C. Porter
Loess in
China
Fig. 14.19

Where deserts are
• Tropic of Capricorn, Tropic of Cancer
• High pressure subsiding air heats loses
moisture
• Center of continent
• Rain shadow
• Interaction with ocean currents: e.g., Atacama
Desert (Peru and Chile). Air moves from above
cold ocean waters to warm land and expands,
absorbing moisture.

Major Deserts of the World
Fig. 14.20

Venirce del deserto (Desert varnish)
• Strato di alterazione della
roccia con arricchimento di
ossidi di Fe and Mn
• Puo’ essere utilizzato per
misurare il tempo di
esposizione della roccia alle
condizioni aride.

Petroglyphs in Desert Varnish
Peter Kresan
Fig. 14.21

Streams and lakes in deserts
• Often streams in the desert dry
up before they reach the sea.
• Those that don’t dry up are
usually fed from a wetter area
(e.g., Colorado River).
• Interior drainages are common
in deserts — the two are linked.
Examples: Nevada, Tibetan
plateau

Peter Kresan
“Dry Dry wash” wash in Flood
Fig. 14.22a

Peter Kresan
The Day After
Fig. 14.22b

David Muench
Playa Lake
Fig. 14.23

Peter Kresan
Typical
Landscape
Formed by
Desert
Weathering
Fig. 14.24

Playa lakes
• Formed in a closed basin.
• Water accumulates after rain; may
last days to months before
complete evaporation, leaving a
playa, a flat lake bed of clay, silt,
and evaporites.

Faulting
Fig. 14.25a

Deposition of Alluvial Fans
Fig. 14.25b

Erosional Retreat Forms Pediment
Fig. 14.25c

Pediment Expands with Continued
Erosion
Fig. 14.25d

Evolution of a Mesa
Rivers Breach Resistant Cap
Fig. 14.26a

Evolution of a Mesa
Continued Erosion
Fig. 14.26b

Evolution of a Mesa
Long-continued Erosion
Fig. 14.26c