Doline e Speleobotanica

 

Cenni sulla vegetazione delle doline, dei baratri e delle Grotte del Carso per i corsi di introduzione alla speleologia

Le doline, le grotte e gli abissi costituiscono delle caratteristiche distintive dell’ambiente carsico. Queste morfologie rappresentano un ambiente a sè, che si sottrae al grande clima generale a causa della modificazione della temperatura, dell’umidità e, per quanto riguarda le grotte, anche della luce.
La dolina (termine derivante dalla parola slava “dol” significante “valle”) è uno dei fenomeni piu’ vistosi e facilmente riscontrabili nei territori carsici attigui alla città di Trieste, come si può osservare esaminando una carta topografica della zona.
Oltre alle particolarità morfologiche queste strutture presentano interessanti aspetti dal punto di vista climatico e vegetazionale legati alla loro forma ed alle loro dimensioni.

Genesi delle doline

La formazione di questi fenomeni è legata a due cause principali che possono agire singolarmente oppure combinate: la dissoluzione e il crollo.
Formazione per dissoluzione: per spiegare questa causa dobbiamo prendere in esame la struttura chimica della roccia carbonatica, nota come calcare, avente una certa superficie e profondità.
Il massiccio di origine sedimentaria non è per sua natura e formazione omogeneo, ma presenta delle discontinuità (strati); con il passare del tempo la massa in esame subisce delle modificazioni di origine meccanica dovute a spinte tettoniche che creano al suo interno delle fratturazioni. La roccia che prendiamo in esame è costituita da carbonato di calcio (CaCO3) notoriamente insolubile acqua. L’acqua meteorica però porta con sé in soluzione una certa percentuale (che varia in base alla temperatura) di anidride carbonica (CO2) con la quale costituisce un acido debole.L’acqua penetrando nella cotica erbosa, i cui strati superiori sono ricchi di materia organica in decomposizione, si arricchisce ulteriormente di CO2 ed entrata in contatto con la roccia calcarea sottostante, forma dei legami chimici dando luogo alla formazione del bicarbonato di calcio (Ca(HCO3)2) solubile in acqua. Questo sale viene perciò portato verso il basso percolando lungo le fratture presenti nella roccia fino a raggiungere i livelli piu’ bassi dove viene raccolto da un sistema drenante e raggiunge il livello di falda della zona.

La reazione chimica avviene secondo il meccanismo:

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2

con direzione da sinistra verso destra a basse temperature ed alta pressione parziale di CO2 (avendo quindi azione dissolutiva), mentre variando il senso della reazione avviene il fenomeno opposto di deposizione che è noto come concrezionamento calcitico; si vengono così a creare quei magnifici fenomeni che ornano gli ambienti ipogei delle aree carsiche temperate.
L’azione dell’acqua quindi, si svolge inizalmente in superficie dove lentamente scioglie la roccia, allarga i passaggi, formando doline, grize (pietraie), campi solcati e quant’altri fenomeni carsici epigei facilmente osservabili. Sotto la superficie il meccanismo chimico di dissoluzione da luogo alla nascita di pozzi, gallerie, sale, complessi sotterranei a volte di dimensioni gigantesche. Nel contesto della dolina la dissoluzione opera in due zone distinte: il fondo provocando l’abbassamento ed il trasporto in profondità dei materiali provenienti dai fianchi, ed il bordo dove il meccanismo agisce allargando la struttura. Vista in sezione una dolina può apparire da una modesta conca fino ad uno stretto imbuto, con i fianchi ricoperti dalla terra e il fondo tubiforme ricolmo di materiale terroso e litico in profondità. (Vista in pianta ci apparirà invece come una struttura circolare o semicircolare).
In alcuni casi i pozzi drenanti sono ancora aperti e quindi visitabili con le tecniche speleologiche, come ad esempio l’Abisso di Basovizza, (profondità 80m) l’Abisso Plutone (115m), e l’Abisso del Diavolo (130m). Nel caso che la giacitura degli strati, come spesso avviene, non sia perfettamente orizzontale, potremmo trovare delle doline con un versante dolce (a franappoggio), corrispondente all’orizzonte degli strati, ed un altro ( a reggipoggio) corrispondente alle teste, piuttosto erto e con gradoni verticali la cui altezza dipende dalla potenza degli strati stessi. Queste doline hanno solitamente una forma più allungata. A volte può succedere che con il tempo alcune doline confinanti aumentando di dimensione vengano a contatto; nel punto d’incontro si forma una selletta che tende ad abbassarsi mettendo in contatto le due entità facendole in tal modo divenire un ambiente unico allungato tale da formare una caratteristica “vallecola” il cui asse principale può variare direzione a seconda delle posizioni delle doline dalle quali ha avuto origine. Questa particolare morfologia è nota con il nome sloveno di uvala. Un bell’esempio è costituito dal Baratro dei Cavalli nei pressi di Sgonico (Ts).
Formazione per crollo: la genesi di questo tipo di dolina per quanto riguarda la struttura superficiale visibile, è prettamente tettonica essendo dovuta ad un collassamento meccanico della massa rocciosa, mentre il meccanismo profondo di origine rimane sempre quelllo dissolutivo, anche se a volte può essere intervenuta una componente erosiva e quindi meccanica. Per meglio comprendere il fenomeno pensiamo ad un corso d’acqua sotterraneo che mediante i meccanismi sopra menzionati scava dei vani più o meno grandi (sale e gallerie). La volta di questi vasti ambienti si autosostiene, ma con il passare del tempo (migliaia di anni !) la superficie esterna dell’orizzonte carsico tende ad abbassarsi consumata dagli agenti atmosferici, mentre sulla volta di questi vuoti il processo dissolutivo continua ad operare; si arriva così ad un punto nel quale lo spessore della volta non è piu’ sufficiente a reggere il proprio peso e crolla riempiendo in parte il vano sottostante. Questo processo ha originato l’interessante dolina nota con il nome di Risnik (nei pressi di Divaca, in Slovenia) che avrebbe occluso alcuni ambienti della Kacna Jama (Abisso dei Serpenti) alla profondità di 200m. Altri notevoli esmpi sono costituiti da alcune doline nei pressi di S.Canziano, sempre in territorio sloveno. Alcune volte la cavità rimane visibile almeno in una delle sue diramazioni come ad esempio: Grotta Azzurra nei pressi di Samatorza, Grotta Ercole a Gabrovizza, Grande Paradana nella Selva di Tarnova (Slovenia), Voragini di S.Canziano (Slovenia) dove il fiume che ha scavato i vani è ancora visibile. Altri segni ben evidenti di crolli, anche se non si tratta di doline vere e proprie, sono rappresentati dalla Grotta Noè, della Fornace e dell’Edera ad Aurisina, e dalla Grotta dei Cacciatori a Slivia.

Tali fenomeni sono ulteriormente complicati dal fatto che spesso le due cause genetiche coesistono, ed in ogni caso i processi dissolutivi dopo un tempo sufficientemente lungo, tendono a modificarle confondendo le tracce dei crolli.

Le dimensioni delle doline sono estremamente variabili, andando da pochi metri di profondità e diametro (quelle di gran lunga piu’ numerose), ad altre enormi; qui di seguito ne riporteremo alcuni esempi:

Dolina Lunghezza in metri Larghezza in metri Profondità in metri
Percedol (Opicina) 450 300 30
presso Case Coisce (M.teErmada) 400 300 33
Veliche Nive (Aurisina) 600 450 40
Foiba Basovizza 350 300 40
Dei Caprioli (Prosecco) 500 375 50
S.E Monte Lanaro 500 350 50
Sud di S.Canziano (Slo) 600 500 60
Cobolli (S.Canziano) 650 400 60
Risnik (Divaca-Slo) 500 400 70
Conca di Orle (Fernetti) 350 400 90
Grande Paradana (Selva di Tarnova-Slo) 250 200 90

Esamineremo ora i motivi che rendono le doline degli ambienti particolari ed interessanti dal punto di vista climatico e vegetazionale oltre che morfologico.

Ambiente e clima delle Doline.

Una delle particolarità delle doline, come già visto, sta nel fatto che sul loro fondo si accumulano grosse quantità di terra, quindi, avendo presenti le caratteristiche pietrose del Carso, è facile comprendere perché moltissime di queste “valli” siano state interessate per secoli dalle coltivazioni. Questa attività rimane viva ancor oggi, anche se in progressiva diminuzione, in quanto sostituita dalla più produttiva agricoltura a livello industriale. Nei secoli l’uso da parte dell’uomo di questi ambienti ha modificato in parte le specie naturalmente presenti, ma dato l’alto numero di questi fenomeni, spesso lontani dai centri abitati, o comunque non adatti alla coltivazione, risulta possibile ancor oggi, uno studio di tali strutture.

Per quanto riguarda il clima delle doline è necessario aver ben presente il concetto della stratificazione diretta, nota più comunemente con il nome di inversione termica. In pratica possiamo osservare che la temperatura diminuisce con la profondità. Nel caso di una giornata con calma di vento, scendendo verso il fondo della dolina e rilevando con una certa frequenza la temperatura, noteremo che più aumenta la profondità più questa diminuisce; questi luoghi agiscono quindi da trappola di aria fredda, presentando pure un’elevata umidità relativa. La temperatura, pur mantenendosi costantemente al di sotto di quella esterna, non rimane però costante durante l’arco dell’anno, e le doline si presentano infatti molto fredde

e umide d’inverno, mentre sono abbastanza calde e secche d’estate, pur rimanendo sempre come oasi climatiche popolate da una vegetazione continentale nel contesto dell’altipiano carsico caratterizzato da un clima submediterraneo più favorevole.

Volendo fare un’equivalenza potremmo dire che scendere in una dolina equivale in parte a salire un colle; ma, mentre la temperatura sul Carso diminuisce di 0,6°C per ogni 100m di elevazione, nelle doline scendendo di 100m, si ha una diminuzione di ben 7°C. Questo sta a significare che il gradiente termico della dolina è dodici volte maggiore di quello esterno. In altre parole, limitandoci al valore medio del gradiente, potremmo dire che scendere in una dolina per 50m, equivale a salire un rilievo di 50m * 12 =600m, che vanno poi aggiunti alla quota del piano di campagna in cui si apre la dolina. Per quanto riguara poi l’umidità, all’interno questa risulta essere molto maggiore di quella che si ha all’esterno durante l’inverno, la primavera e l’autunno, mentre durante l’estate è leggermente inferiore di quella esterna. L’instaurarsi di un clima locale viene indicato come topoclima dolinare.

In corrispondenza a queste variate condizioni climatiche assistiamo ad una mutata situazione vegetazionale. La Flora presenta carattere settentrionale, e nella quasi totalità è costituta da specie geofite, specie munite di bulbi e rizomi, ricchi di scorte alimentari, che permettono alla pianta una fioritura precoce proprio nel momento in cui è maggiore la differenza di temperatura fra dolina ed ambiente esterno; questo clima è similare a quello delle fasce altimetriche più elevate, dove incontriamo generalmente tali specie. La primissima primavera (periodo febbraio-marzo) corrisponde inoltre al periodo in cui la radiazione solare all’interno della dolina è massima, in quanto lo strato arboreo non ha ancora emesso le foglie. Le specie geofitiche dimostrano quindi che per la loro fioritura l’elemento scatenante è l’aumento delle ore di luce.

Data la morfologia del sito, i versanti risultano ribaltati; ovvero il versante Nord è esposto a Sud e viceversa con una conseguente asimmetria di versante: mentre il pendio settentrionale accoglie la vegetazione più termofila, il versante meridionale più umido e fresco ospita le specie mesofile del bosco carsico e di dolina. Sul fondo delle doline il bosco è caratterizzato dalla presenza del carpino bianco (Carpinus betulus) e di altre specie che vivono normalmente a quote più elevate.

Spesso sul fondo delle doline si aprono delle grotte o delle voragini; si può assistere così ad un’ulteriore modificazione climatica dovuta ad una progressiva diminuizione di luce ed ad un contemporaneo aumento dell’umidità dovuto all’intenso stillicidio ed all’evaporazione lenta, ma continua, che si effettua dalle vaste superfici delle pareti e dai bacini d’acqua sotterranei qualora presenti. Queste variazioni microclimatiche influenzano la colonizzazione di questa zona da parte dei vegetali e le associazioni che vi si trovano si differenziano al variare dei parametri ambientali, determinando una seriazione della vegetazione. Questo è particolarmente evidente nel caso dei pozzi verticali; qualora questi si aprano sul fondo delle doline l’associazione che vi si trova è il tipico Asaro-Carpinetum betuli, caratterizzato da uno strato arboreo di Carpino bianco, (Carpinus betulus) nocciolo (Corylus avellana), rovere e cerro (Quercus petrea e Q. cerris). Il sottobosco è dato dalle specie sciafile (amanti dell’ombra), come l’asaro (Asarum europaeum), il bucaneve (Galanthus nivalis), la primula (Primula vulgaris), ed altre svariate specie molte delle quali geofite.

Le Fanerogame (piante superiori) dominano perciò la cosidetta “fascia liminare” e tra queste è particolarmente frequente ed abbondante l’edera (Hedera helix). Queste si possono osservare fin dove la luce si riduce a circa 1/200 della luce esterna. Subito sotto a questa fascia, scendendo lungo il pozzo, si trova la fascia delle felci, (Pteridofite) tra le quali molto comuni risultano essere l’erba rugginina (Asplenium trichomanes), la felce dolce (Polypodium vulgare e P. interjectum ) e la lingua cervina (Phyllitis scolopendrium); più esternamente invece è ritrovabile la ruta di muro (Asplenium ruta-muraria), che assieme all’erba rugginina si può trovare in molti altri ambienti (compresi i muretti cittadini), mentre le altre tre specie sono legate (nelle zone carsiche triestine!) all’imboccatura delle grotte e possono definirsi criptofile (amanti dei luoghi nascosti). Le felci rimangono fertili, (cioè producono spore mediante le quali si riproducono), finchè la luce rimane pari a circa 1/700 di quella esterna.

Fanerogame e felci hanno dunque popolato quella zona che risente delle variazioni esterne di luminosità; a questa zona è stato attribuito il nome di “zona fotovariabile” in quanto in essa penetra ancora una notevole quantità di luce, inoltre temperatura ed umidità presentano notevoli variazioni sia nel corso dell’anno, sia nel corso della giornata.

Sottostante a questa, s
i trova la “zona fotostabile” con luminosità scarsa, temperatura ed umidità costanti. E’ questa la fascia dei muschi (Briofite); tra le varie specie frequentissimo è il Thamnium alopecurum; i muschi raggiungono zone fin dove vi è una luminosità pari a circa 1/1000 di quella esterna.

Strette parenti dei muschi sono le Epatiche, vegetali a struttura laminare, generalmente rappresentate da due specie, la Marchantia polymorfa ed il Conocephalum conicum. Sotto questa fascia le pareti, ormai costantemente umide, sono ricoperte da una patina verdastra di Alghe verdi (Cloroficee) e Alghe azzurre (Cianoficee). Queste ultime sopportano condizioni di luce estremamente ridotte, anche inferiori a 1/2000 della luce esterna. Le Cianoficee sono organismi unicellulari o filametosi, contenenti svariati pigmenti, ma non la clorofilla b, la quale è posseduta solamente dalle piante superiori, dalle felci, muschi e alghe verdi. Tra i pigmenti posseduti ricordiamo la clorofilla a e la ficocianina le quali impartiscono alle cellule una colorazione verde- azzurra molto caratteristica. Scendedo ulteriormente nella grotta giungeremo in una zona di oscurità assoluta dove nessun vegetale propriamente detto (cioè con clorofilla) può sopravvivere. Tuttavia possono essere presenti funghi microscopici, muffe e batteri che vivono sulle sostanze organiche in decomposizione, come tronchi, fogliame ed organismi morti caduti all’interno dall’ingresso.

E’ interessante notare come questa zonazione verticale sia regolata dalla crescente efficienza con la quale i vari gruppi sistematici sono capaci di contenere la perdita d’acqua verificatasi tramite traspirazione.

In un certo senso dunque, le voragini riassumono in sé molti milioni di anni di storia evolutiva, poichè la distribuzione verticale della vegetazione, procedendo dal basso verso l’alto, riproduce l’ordine di emersione dall’acqua dei vegetali che gradatamente hanno conquistato l’ambiente subaereo popolando così ogni nicchia ecologica del Pianeta.

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