Il calcare è un termine collettivo per un gruppo di rocce sedimentarie costituito da almeno il 50% di calcite, un minerale formato da carbonato di calcio. Se parte del calcio viene rimpiazzata dal magnesio, la risultante roccia carbonatica di magnesio si chiama calcare dolomitico. Il calcare ha una varietà di origini e può essere precipitato in acqua o secreto da organismi marini come il corallo; può anche consistere in gusci di organismi marini morti.
Clastico e nonclastico
Esistono due tipi principali di rocce sedimentarie: clastiche o detritiche - costituite da piccoli frammenti di roccia - e non classico, chiamato anche chimico e inorganico. Il calcare clastico è costituito da grani biogenici, o clasti, piuttosto che da frammenti di roccia erosi, come nel caso delle arenarie. Questi cloni biogenici sono frammenti di guscio o di ossa di organismi marini morti e si accumulano affondando sul fondo del mare o in qualsiasi altro specchio d'acqua. Crescono anche in ambienti marini come le barriere coralline. Il calcare non clastico, come i travertini, si forma attraverso la precipitazione di cristalli di carbonato in acque poco profonde e in acque sotterranee, queste ultime formando stalagmiti e stalattiti nelle caverne.
Esposizione chimica e meccanica
Anidride carbonica nel l'atmosfera, insieme agli ossidi di zolfo e di azoto nelle aree urbane e industriali inquinate, si dissolve nell'acqua piovana e nelle acque sotterranee per formare acidi deboli. Questi acidi reagiscono con i carbonati nel calcare e sciolgono la roccia, formando doline e caverne. Il calcare è anche soggetto a agenti atmosferici meccanici, specialmente nei climi secchi, dall'azione abrasiva del vento che trasporta frammenti di roccia e altri detriti. Questa combinazione di agenti atmosferici chimici e meccanici rende il calcare molto vulnerabile al deterioramento quando esposto all'atmosfera.
Porosità e fratture
Il calcare formatosi attraverso l'accumulo di gusci e materiale scheletrico ha un'alta porosità iniziale - - un termine che si riferisce ai vuoti tra i frammenti solidi. Questa porosità diminuisce con la compattazione nel tempo man mano che più materiale viene depositato e i frammenti cementano insieme. L'acqua acida proveniente dall'atmosfera o dal terreno scioglie parte di questo materiale compattato, creando una porosità secondaria. Il movimento della terra nel tempo geologico causa la frattura del calcare. L'ingresso di acqua acida allarga ulteriormente le fratture. Quando esposto, questo effetto di dissoluzione appare sulla superficie come una rete di fessure e doline chiamate karst.
Vantaggi e problemi ingegneristici
Formazioni calcaree come paesaggi, grotte e barriere coralline rendono spettacolari attrazioni turistiche . Se usato come materiale da costruzione, il calcare ha un processo di invecchiamento grazioso e attraente per secoli, nonostante la sua vulnerabilità al deterioramento. L'elevata porosità e cavità del calcare ne fanno una falda acquifera efficiente per l'approvvigionamento idrico pubblico in Texas, Irlanda e nel mondo. Tuttavia, le formazioni calcaree presentano gravi problemi di ingegneria per la costruzione di strade, gallerie e edifici. Cavità e strati rocciosi inclinati possono non essere sempre identificati durante un'indagine sul sito di costruzione e possono diminuire, causando un improvviso crollo di fondazioni, edifici e gallerie.
