Rivista Environnement

IL SUOLO

L'effetto della roccia madre sul processo di formazione del suolo è determinante e si manifesta in maniera preponderante soprattutto all'inizio della pedogenesi.

ROCCIA MADRE E PROPRIETÀ DEL SUOLO

di Eleonora Bonifacio

Le Alpi sono una montagna giovane, cioè di formazione relativamente recente, come è evidente anche dalle forme appuntite dei suoi monti. L'erosione tende man mano ad attenuare le asperità. È l'esperienza che possiamo fare quando sulla spiaggia costruiamo una torre di sabbia, e l'acqua a poco a poco l'arrotonda e la spiana.
Gli ambienti montani, con la varietà di minerali che compongono le rocce emergenti e il sottosuolo, sono ideali per evidenziare l'effetto che il materiale d'origine (detto materiale parentale), esplica sulle caratteristiche del suolo. Infatti il rilievo accentuato e la conseguente instabilità di molte situazioni determinano, attraverso crolli e scivolamenti dei fronti, un continuo ringiovanimento del profilo del suolo, mantenendolo a quegli stadi giovanili di sviluppo in cui è massima l'influenza della roccia.
L'effetto della roccia madre si manifesta infatti in maniera preponderante soprattutto all'inizio della pedogenesi, il processo di formazione del suolo; con il procedere dei processi di alterazione dei minerali della roccia, le caratteristiche iniziali si perdono a favore di quelle indotte dagli altri fattori - soprattutto climatici - e le proprietà della fase minerale del suolo vengono a dipendere da quelle dei nuovi minerali che si formano. Nei suoli equatoriali (caldi e umidi), che mostrano l'evoluzione più spinta, la composizione della frazione minerale del suolo è poco variabile: prevalgono materiali con bassa potenzialità come riserva di elementi nutritivi per i vegetali, indipendentemente dalla roccia di origine. La fertilità di questi suoli è quindi quasi esclusivamente legata al riciclo della sostanza organica e poco alla fase minerale. Rimanendo in climi più prossimi a noi, la presenza di carbonati tende a diminuire con il procedere dell'evoluzione a del suolo, rendendolo meno basico e differenziandolo dal materiale d'origine.
Alla base di queste affermazioni vi è il concetto di processi pedogenetici: quelle variazioni che avvengono nel suolo sotto l'influenza dei fattori di formazione e che hanno come risultato lo sviluppo del profilo del suolo e delle sue proprietà. I processi pedogenetici sono riconducibili a flussi di materia e di energia che avvengono tra il suolo e l'ambiente circostante: atmosfera, idrosfera, biosfera e litosfera. Tramite questi processi, materiali possono essere addizionati al suolo, possono essere persi, possono essere traslocati da una porzione all'altra del profilo e possono essere trasformati. Se escludiamo - semplificando il sistema - materiali di origine lontana e trasportati per lunghe distanze dal vento, dobbiamo riconoscere come preponderante il ruolo della roccia madre, cioè della roccia dalla cui alterazione quel suolo è stato originato. Dall'alterazione dei minerali che la compongono derivano gli elementi che determinano le proprietà che rendono il suolo capace di svolgere il suo ruolo nell'ecosistema. Ruolo che non solamente è quello di supporto alla vegetazione naturale o all'agricoltura, ma anche quello di regolatore di sostanze inquinanti, di purificatore delle acque, di sistema in grado di preservare la biodiversità.

Proprietà chiave nello svolgimento di questo ruolo è la Capacità di Scambio Cationico (CSC) del suolo, ovvero la capacità che il suolo ha di trattenere ioni positivi sulla superficie dei suoi componenti organici e minerali e di rilasciarli quando la quantità degli stessi ioni, nell'acqua che circola nel suolo, diminuisca oltre un certo livello. Poiché i vegetali sono in grado di assorbire elementi dalla soluzione del suolo, è chiaro come sia essenziale che questa sia adeguatamente rifornita. Non solo, grazie alla CSC (ed al suo equivalente anionico, in grado di trattenere ioni carichi negativamente), il suolo può trattenere fertilizzanti forniti in dosi superiori al fabbisogno, limitando quindi l'inquinamento della falda, o diminuire l'acidità dell'acqua in caso di piogge acide. Nel determinare la capacità scambiante di un suolo, la roccia madre gioca un ruolo fondamentale che si somma a quello della sostanza organica. Se però l'uomo può agire abbastanza facilmente sulla quantità di sostanza organica nel suolo, tutt'altro discorso vale per la frazione minerale che bisogna quindi conoscere a fondo.
Gli elementi liberati dall'alterazione della roccia madre possono essere traslocati fuori dal sistema suolo, (lisciviati in termine tecnico), ma se in soluzione raggiungono determinate concentrazioni, possono anche precipitare, cioè depositarsi sotto forma di nuovi composti dando origine ai minerali di neoformazione o pedogenetici. I minerali pedogenetici possono avere caratteristiche completamente diverse da quelle dei minerali della roccia e, molto spesso, determinano un aumento delle caratteristiche che rendono il suolo adatto a sostenere la vegetazione. È questo il caso dei minerali che si originano dall'alterazione delle serpentiniti, le pietre verdi presenti anche in Valle d'Aosta. Con lo sviluppo del suolo abbiamo un netto miglioramento nella fertilità. Tutto bene, quindi? Purtroppo no, perché come può dirci chiunque abbia un minimo di dimestichezza con il territorio, i suoli sviluppati su pietre verdi sono tendenzialmente poco fertili. Dobbiamo infatti considerare un'altra caratteristica del complesso di scambio: la sua composizione, ovvero i rapporti tra le specie chimiche trattenute sulle superfici. Nel caso di suoli su serpentinite, il complesso di scambio mostra un'elevata proporzione di magnesio, elemento presente nei minerali della roccia che, quando viene liberato dall'alterazione, tende ad adsorbirsi sulle fasi neoformate, pronte ad accoglierlo. Il rapporto tra il calcio - essenziale per i vegetali - e il magnesio - non essenziale - è fortemente sbilanciato a favore di quest'ultimo diminuendo la fertilità del suolo. Nel caso dei suoli su pietre verdi però un'altra caratteristica, sempre legata alla roccia madre, limita la fertilità dei suoli: nelle serpentiniti sono frequentemente presenti metalli potenzialmente tossici per i vegetali, quali nichel e cromo. Anch'essi rilasciati durante l'alterazione si ritrovano in quantità talmente elevate nel suolo che la vegetazione che naturalmente vi si sviluppa mostra una elevatissima specializzazione, con meccanismi fisiologici che le permettono di sopravvivere in un ambiente, da questo punto di vista, fortemente ostile. Meccanismi che le piante coltivate dall'uomo non hanno. Man mano che lo sviluppo del suolo procede, le caratteristiche negative tendono ad attenuarsi: nei climi umidi il magnesio rilasciato viene lisciviato con il tempo, mentre il calcio tende ad accumularsi poiché i vegetali stessi, assorbendolo e rilasciandolo in superficie con la morte della pianta, ne impediscono la lisciviazione.
Un esempio decisamente più positivo è quello relativo alla composizione del complesso di scambio in suoli che si sviluppano su micascisti: la quantità di potassio rilasciata durante l'alterazione evita le carenze di questo elemento essenziale.
E che dire dei carbonati, dei calcari alpini? Dall'alterazione di queste rocce si origina un suolo in tempi relativamente brevi; i carbonati sono infatti più facilmente alterabili dei silicati. Il suolo avrà inizialmente un pH basico come il carbonato di calcio da cui trae origine; solo quando avrà avuto modo di espletarsi l'azione acidificante della sostanza organica, il pH potrà scendere. La realtà è però più complessa. Se la roccia fosse composta esclusivamente da carbonati, la formazione di minerali pedogenetici non potrebbe avvenire, in realtà però le rocce carbonatiche non sono pure: contengono al loro interno quantità variabili di altri minerali che vengono anch'essi alterati e, dagli elementi che li costituiscono, si possono originare i minerali pedogenetici. Molte rocce carbonatiche contengono però pochissimo residuo non calcareo (<5%) e pertanto, anche in zone umide, dove la dissoluzione del calcare è molto pronunciata, danno origine a suoli con potenza limitata. Diventa quindi essenziale il ruolo della sostanza organica che, con la sua presenza, garantisce le caratteristiche di fertilità del suolo e determina un notevole contrasto di pH all'interno del suolo stesso: l'humus viene a poggiare direttamente sulla roccia calcarea in alterazione, inducendo un pH acido in superficie, cui corrispondono valori elevati immediatamente al di sotto dello strato umifero. È quindi possibile osservare l'instaurarsi di una vegetazione acidofila, quale ad esempio il rododendro in ambiente alpino, anche su substrati calcarei.
È comune però osservare, su substrati calcarei alpini, suoli ben sviluppati, di potenza elevata. Come conciliare questa osservazione con lo scarso residuo non carbonatico di cui abbiamo precedentemente parlato? Una probabile risposta riporta nel discorso quel processo che abbiamo tralasciato per semplicità all'inizio: l'apporto di materiali trasportati dal vento. È stato infatti stimato che negli ultimi diecimila anni, cioè dalla fine dell'ultima glaciazione, l'apporto eolico di materiali in ambiente alpino sia responsabile della creazione di circa 70 cm di suolo. Nello stesso lasso di tempo, la potenza di suolo che può svilupparsi da una roccia carbonatica con residuo silicatico del 5% è solo 5-10 cm. Dove l'apporto eolico fornisce adeguate quantità di materiali di partenza, la presenza di notevoli quantità di calcio fornite dai calcari favorisce lo sviluppo di fillosilicati ad elevata capacità di scambio, determinando ottime caratteristiche di fertilità.
Un ultimo esempio per citare un tipo di suolo particolarmente affascinante per il contrasto cromatico all'interno del profilo: orizzonti chiari, sbiancati, sono sovrapposti ad orizzonti bruno giallastri; le proprietà dei diversi orizzonti sono molto diverse e a zone in cui le riserve di elementi nutritivi e la capacità di scambio sono decisamente scarse si contrappongono altre in cui le proprietà chimiche sono migliori. Si tratta dei Podzol, presenti in Valle nelle zone a maggiore piovosità o alle quote più elevate, sotto conifere o arbusti acidofili, ma sempre su rocce acide, tipicamente gneiss e graniti. Dall'alterazione della roccia vengono rilasciate notevoli quantità di alluminio che, grazie alla presenza della sostanza organica fornita dalle conifere, ad alto potere complessante, molto acida e solubile, viene traslocato nelle zone più profonde del profilo, lasciando in prossimità della superficie un residuo bianco, prevalentemente quarzoso e ormai inalterabile, dotato di CSC bassissima. Il pH di questi suoli è sempre acido è può sovente raggiungere valori molto bassi.
Una corretta lettura del substrato, abbinata alla conoscenza di tutti i processi che possono avvenire nel suolo, è quindi un ottimo strumento di partenza per capire le proprietà del suolo in ambienti dove lo sviluppo pedologico non è molto spinto, come le zone montane dove le caratteristiche della roccia madre non sono ancora cancellate dal succedersi dei processi pedogenetici.