Stâlpii Pământului
Procese de percolare
Datorită precipitațiilor, versanții pot fi supuși unor procese importante de percolare. Acestea includ, de exemplu:
- eroziune cauzată de ploaile abundente (Splash erosion);
- eroziunea zonei (Sheet erosion);
- eroziunea în rigole (rill erosion);
- eroziune în făgașe (gully erosion)
Aceste procese sunt responsabile pentru îndepărtarea și îndepărtarea unor cantități mari de sedimente, ceea ce duce la definirea fenomenului de denudare a versanților (Fig.1).
Figura 1 – Denudarea versanților. Formele de eroziune prezente în Belvedere M.mo (CS).
Printre factorii care se adaugă proceselor, care condiționează cantitatea de alunecări si forma de modelare a versanților, sunt:
- climatici (intensitatea și durata precipitațiilor, temperatura);
- deplasarea apelor curgătoare (laminară sau turbulentă);
- caracteristicile solului/terenului/rocii de la suprafață (litologie; dimensiunea granulometrică, coeziunea, gradul de cimentare; permeabilitatea);
- topografia și morfologia versanților (declivitatea și lungimea versanților);
- acoperirea vegetală (densitate și tip);
- acțiunea umană (irigații, defrișări)
Piramidele sau stâlpii pământului
Printre formele de eroziune legate de apele de scurgere sunt „Piramidele Pământului” sau „Stâlpii Pământului”( Earth pillars). Acestea sunt constituite din roci detritice formate din blocuri litoide scufundate într-o matrice de sedimente mai fine. Prin urmare, aceste formațiuni sunt contituite dintr-o vastă eterogenitate granulometrică și litologică, adică pietriș, nisip, nămol și argilă (Fig.2).
Figura 2 – Stâlpii pământului Belvedere M.mo (CS). Observați eterogenitatea granulometrică.
Cum se formează?
Atunci când apele curg în pământ, încă necanalizate în rigole (râulețe), erodează cu ușurință sedimentul fin, fără a aduce vreun efect special blocurilor litoide care sunt competente și rezistente la eroziune. Aceste blocuri sunt capabile să protejeze sedimentul mai fin de dedesubt (care acționează ca o umbrelă reală), timp în care cel din jur este spălat și erodat. Prelungirea și repetarea proceselor de scurgere va duce în cele din urmă la formarea a numeroși „piloni/stâlpi” de material fin la capătul superior al cărora vor exista pietricele și blocuri care alcătuiesc calota (cap-stone) (Fig.3).
Figura 3 – – Eroziune cu „Organ Pipe” în loc. St Litterata, Belvedere M.mo (CS). Observați modul în care capacul-piatră pe partea de sus acționează ca o protecție.
Alunecare
Aceste forme de eroziune sunt efemere, deoarece ”piciorul” de bază poate fi îndepărtat de apă: matricea fină care susține blocurile grosiere este îndepărtată treptat, astfel încât piramidele/stâlpii, subțiați treptat, nu vor mai putea susține capacul protectoar de deasupra și, în consecință, se vor prăbuși (Fig.4).
Figura 4 – Alunecări de teren acoperite cu vegetație de-a lungul teraselor puternic gravate cu conglomerat de nisip, în apropiere de Belvedere M.mo (CS).
Aspecte geotehnice
Instabilitatea care apare în aceste depozite este puternic condiționată de gradul de abrupere a versanților și de caracteristicile fizico-mecanice ale litotipilor, în plus, un alt factor care contribuie la influențarea gradului de instabilitate este permeabilitatea solurilor.
În special, având în vedere alternanța orizonturilor caracterizate de componente granulometrice foarte variabile (a se vedea figura 2), se consideră necesar să se evidențieze diferitele comportamente fizico-mecanice-hidrogeologice pe care aceste orizonturi le asumă în generarea formelor specifice de eroziune descrise anterior.
Orizonturile litologice caracterizate prin componente granulometrice predominant fine (în cazul studiat: nisipuri fine, silturi și, rareori, argile) își asumă o permeabilitate scăzută datorită porozității primare, în principal datorită dimensiunii reduse a spațiilor intergranulare. Această caracteristică, împreună cu aclivitatea ridicată, face extrem de dificilă infiltrarea apei din precipitații, favorizând în schimb scurgerea, ducând la îndepărtarea materialului fin nelitificat. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, contribuția redusă a apelor de infiltrare generează, în straturile mai superficiale nelitificate, o creștere a plasticității și, în cazul fenomenelor de precipitații persistente, o creștere a gradului de lichiditate care duce la declanșarea fenemenelor de instabilitate.
Orizonturile nelitificate sau slab cimentate, caracterizate prin componente granulometrice medii-grosiere (nisipuri, pietriș și pietricele), au o permeabilitate medie-ridicată datorită porozității. Circulația apei subterane, compatibilă cu gradul de înclinație, are loc în principal în interconexiunile largi dintre granule. Aceste litotipuri presupun o rezistență la rupere medie-mare, garantată de valori ale unghiului de frecare cu mult peste 35-38 de grade.
Orizonturile litoide (gresii și conglomerate) iau un comportament complet diferit, atât permeabilitatea, cât și stabilitatea frontului depind de gradul de fracturare, geometria fracturilor și cimentarea rocii.
O evaluare atentă a gradului de stabilitate al acestor versanți depinde în principal de gradul de cunoaștere a geometriei orizonturilor litologice prezente și, mai presus de toate, de caracteristicile lor fizico-mecanice.
Software-ul e Geoapp
În aceste scenarii, este esențial să se evalueze cu precizie gradul de stabilitate al versantului prin intermediul unor programe software specifice, cum ar fi:
-
-
Slope – Stabilitatea taluzurilor: software care permite calculul stabilității taluzurilor în teren afânat sau stâncos cu metodele tradiționale ale geotehnicii (Echilibrul Limită), și metoda Elementelor Discrete cu care se poate calcula deplasarea taluzului și se poate examina ruptura progresivă. În condiții seismice, efectuează atât analize statice, cât și dinamice.
-
Veridicitatea datelor obținute prin programul de stabilitate depinde în mod substanțial de acuratețea parametrilor caracteristici terenului studiat. Prin urmare, pentru a face față unei verificări precise a stabilității, este necesar să se efectueze teste geotehnice pentru a cunoaște caracteristicile fizico-mecanice ale litotipurilor afectate.
Printre aplicațiile disponibile pe pagina web Geoapp (serviciu disponibil pentru efectuarea calculelor online) care pot fi utilizate pentru subiectul de mai sus, există, de exemplu:
Bibliografie și Mulțumiri
Fairbridge R.W. (1968) – Earth pillars or pyramids. In: Geomorphology. Encyclopedia of Earth Science. Springer, Berlin, Heidelberg.
Gutiérrez F., Gutiérrez M., Martín-Serrano Á. (2014) The Geology and Geomorphology of Spain: A Concise Introduction. In: Gutiérrez F., Gutiérrez M. (eds) Landscapes and Landforms of Spain. World Geomorphological Landscapes. Springer, Dordrecht.
Mulțumiri fotografilor C. Grosso Ciponte și M.A. Lancellotta pentru fotografiile spectaculoase raportate în acest articol.
