Di Giulia Ferrini | Aggiornato il 30 agosto 2022

Gli agenti atmosferici sono il processo naturale che degrada le rocce e i minerali nella loro posizione originale. Sebbene spesso confuso con l’erosione, l’erosione non trasporta materiale; l'erosione lo sposta. L'erosione dei silicati, un sottoinsieme chimico dell'erosione, svolge un ruolo fondamentale nel modellare la superficie terrestre, nella regolazione dei cicli biogeochimici globali e nel sostegno dei nutrienti dell'ecosistema.

Identificazione

I minerali di silicato dominano la crosta terrestre, costituendo circa il 95% della sua massa, e sono la spina dorsale della maggior parte delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche. Se raccogli un comune campione di granito o basalto, quasi sicuramente hai in mano una roccia di silicato.

Composizione

Ogni minerale silicato è costruito attorno a un tetraedro di silicio-ossigeno:un atomo di silicio legato a quattro atomi di ossigeno agli angoli di un tetraedro. Questi tetraedri si collegano insieme per formare catene, fogli o strutture tridimensionali, conferendo ai silicati le loro diverse strutture e proprietà. I silicati rappresentano circa il 25% di tutti i minerali conosciuti e il 40% di quelli più abbondanti.

Meccanismi di esposizione agli agenti atmosferici

Gli agenti atmosferici procedono attraverso forze fisiche, chimiche e biologiche, che possono agire in modo indipendente o sinergico.

• Atmosferica fisica frattura la roccia senza alcun cambiamento chimico. L'espansione termica, ovvero i cicli di gelo-disgelo nei climi freddi, è un fattore determinante.
• Adempimenti chimici altera la composizione minerale. Nell'invecchiamento dei silicati, l'acqua, l'anidride carbonica e gli acidi dissolvono la struttura silicio-ossigeno, rilasciando ioni in soluzione.
• Adempimenti biologici coinvolge organismi (piante, microbi, licheni) che producono acidi o intrappolano la CO₂, migliorando la decomposizione chimica.

Il quadro generale:feedback sul clima

I ricercatori SigurdurR.Gislason (Istituto di scienze della Terra, Islanda) ed EricH.Oelkers (Géochimie et Biogéochimie Experimentale, Francia) hanno dimostrato che l'erosione dei silicati agisce come un termostato a lungo termine. Convertendo la CO₂ atmosferica in minerali carbonatici stabili, rimuove i gas serra dall'atmosfera su scale temporali geologiche. Circa un terzo di questa riduzione di CO₂ avviene su isole vulcaniche e terreni continentali, a causa in gran parte della rapida erosione del basalto. La temperatura è un modulatore chiave:un aumento di 1°C aumenta i tassi di alterazione chimica di circa il 10%. Tuttavia, molti silicati sono legati all'interno di minerali compositi come le argille, il che rallenta la dissoluzione e rende la loro alterazione altamente dipendente dal clima.

Impatto sui sistemi terrestri

Circa il 90% delle rocce esposte in superficie sono silicati. La loro esposizione agli agenti atmosferici rilascia nutrienti essenziali che nutrono le comunità vegetali, collegando direttamente la geologia alla produttività dell’ecosistema. Sebbene l’erosione dei silicati alla fine stabilizzi la CO₂ atmosferica, il processo opera su scale temporali di milioni di anni. Anche con un invecchiamento accelerato, si prevede che i livelli di CO₂ rimarranno al di sopra delle concentrazioni preindustriali nel prossimo futuro, sottolineando l'importanza di una gestione equilibrata del clima.

In sintesi, l'erosione dei silicati è una pietra angolare del sistema dinamico della Terra:media il clima, sostiene la vita e scolpisce la crosta del pianeta.