Il suolo si forma attraverso il processo di degradazione delle rocce. Gli agenti atmosferici sono la scomposizione delle rocce in particelle più piccole quando sono in contatto con l’acqua (che scorre attraverso le rocce), l’aria o gli organismi viventi. Gli agenti atmosferici possono verificarsi fisicamente, biologicamente o chimicamente.
Abrasione fisica: È la disintegrazione delle rocce in particelle più piccole senza alterazione della loro struttura molecolare. L’aria e l’acqua sono agenti dell’erosione fisica. Il vento soffia sulle rocce, forti acquazzoni di pioggia, onde d’acqua dal mare possono facilitare una graduale frammentazione delle particelle di roccia in sedimenti che alla fine diventano suolo.
Esposizione chimica: Nel weathering chimico le reazioni chimiche all’interno delle rocce creano cambiamenti nella loro composizione minerale. Esempi di reazioni chimiche che portano agli agenti atmosferici sono l’idrolisi, la carbonatazione, l’ossidazione e l’idratazione.
-Idrolisi: l’idrolisi si verifica quando l’acqua piovana penetra nelle rocce e lo ione idrogeno (H+) nell’acqua reagisce con gli ioni metallici nelle rocce con conseguente dissoluzione dei minerali della roccia.
-Carbonatazione: Durante la carbonatazione l’anidride carbonica dall’aria e dagli organismi viventi si dissolve in acqua per formare acido carbonico. Questo acidifica l’acqua nelle rocce portando ad un’ulteriore reazione chimica con i minerali della roccia.
-Ossidazione: nell’ossidazione l’ossigeno dell’aria reagisce con il ferro nelle rocce per formare ossidi di ferro. Questa reazione crea una colorazione marrone ruggine sulle rocce.
Il weathering biologico: In questo processo gli organismi biologici facilitano la frammentazione delle rocce. Le radici degli alberi e i muschi crescono o penetrano attraverso le rocce e creano dei pori che gradualmente staccano le rocce. Gli animali scavano attraverso le rocce e creano la disintegrazione. Microorganismi come i licheni (una relazione simbiotica tra funghi e alghe) rilasciano sostanze chimiche che disgregano i minerali della roccia.
Tabella 1: Gli otto elementi più abbondanti presenti nelle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche
Fattori che influenzano la formazione del suolo
I fattori che influenzano la formazione del suolo sono: clima, topografia, organismi viventi, materiale parentale e tempo.
Clima
Il clima contribuisce ampiamente alla formazione del suolo. L’andamento delle precipitazioni e della temperatura in un luogo influenza il tipo di suolo che si forma in quell’area. La pioggia fornisce l’acqua che facilita l’erosione chimica e fisica. Climi diversi in tutto il mondo creano diversità nella natura e nelle proprietà del suolo. Per esempio, il suolo è più esposto all’erosione, agli agenti atmosferici e alla lisciviazione in luoghi con precipitazioni elevate o pesanti. I suoli acidi sono anche più prevalenti in tali luoghi perché minerali come calcio, magnesio, potassio sono spesso sostituiti da H+ dall’acqua piovana. In alternativa, i luoghi con scarse precipitazioni sono meno vulnerabili alla lisciviazione. I suoli in queste regioni tendono verso un’alta alcalinità perché in assenza di lisciviazione i carbonati di calcio si accumulano negli strati superiori del suolo1. Le temperature più calde incoraggiano un’erosione rapida grazie al fiorire delle piante e delle attività microbiche, mentre i climi più freddi incoraggiano un’erosione graduale della roccia.
Topografia
La topografia può essere definita come la forma della superficie terrestre. La ripidezza di un terreno aumenta la sua vulnerabilità all’erosione dell’acqua e del vento, portando al movimento dei sedimenti rocciosi e al lavaggio verso il basso dei minerali rocciosi nelle valli.
I suoli nelle valli di queste regioni sono di colore più scuro, ricchi di materia organica e più fertili per la crescita delle piante, mentre i suoli sulle colline sono erosi, meno fertili e sfavorevoli alla crescita delle piante.
Gli organismi viventi
Gli organismi viventi giocano un ruolo chiave nella formazione del suolo. Un’area con un’alta vegetazione è solitamente ricca di humus. L’humus si accumula quando le foglie cadute e le parti morte delle piante vengono decomposte dai microorganismi del suolo per diventare materia organica. I microrganismi si nutrono di zuccheri e carboidrati nella materia organica, lasciando grassi e cere nel suolo. Questo è ciò che rappresenta l’humus.
Materiale parentale
Il materiale parentale del suolo è principalmente roccia erosa. Il materiale parentale può essere costituito da rocce sedimentarie, rocce ignee o sedimenti geologicamente giovani che sovrastano le rocce. Il tipo di suolo dipende dal materiale parentale da cui si è formato. Il suolo formato da rocce granitiche erose dal tempo diventa sabbia. Il granito contiene quarzo, un minerale di silicato molto resistente agli agenti atmosferici. Poiché il quarzo è molto resistente agli agenti atmosferici, il granito si disintegra in particelle di sabbia granulosa. Allo stesso modo, le rocce che contengono feldspato (un silicato minerale con bassa resistenza agli agenti atmosferici) si scompongono in particelle di argilla fine.
Tempo
Il tempo è un fattore chiave che tiene e si relaziona con tutti gli altri fattori di formazione del suolo. La formazione del suolo avverrà più rapidamente dove le condizioni climatiche, topografiche o biologiche sono favorevoli agli agenti atmosferici. Il tempo mostra anche da quanto tempo sono in gioco altri fattori di formazione del suolo. Le regioni con materiale parentale giovane sono di solito più fertili perché non hanno subito molti agenti atmosferici e quindi hanno una grande quantità di contenuti minerali ancora presenti. Allo stesso modo, i luoghi con materiale parentale più vecchio sottoposto a molti più agenti atmosferici avrebbero meno quantità di composizione minerale. Questi tipi di suoli dipendono maggiormente dalla materia organica per i loro nutrienti.