Rocce

Calcare



Che cos'è il calcare e come viene utilizzato?


Calcare: Il campione mostrato è largo circa due pollici (cinque centimetri).

Che cos'è il calcare?

Il calcare è una roccia sedimentaria composta principalmente da carbonato di calcio (CaCO3) sotto forma di calcite minerale. Si forma più comunemente in acque marine chiare, calde e poco profonde. Di solito è una roccia sedimentaria organica che si forma dall'accumulo di gusci, coralli, alghe e detriti fecali. Può anche essere una roccia sedimentaria chimica formata dalla precipitazione del carbonato di calcio dall'acqua del lago o dell'oceano.

Un ambiente che forma calcare: Una vista subacquea di un sistema di barriera corallina dalle isole Kerama nel Mar Cinese Orientale a sud-ovest di Okinawa. Qui l'intero fondale marino è coperto da un'ampia varietà di coralli che producono scheletri di carbonato di calcio. Un'immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti di Curt Storlazzi.

Ambiente di formazione del calcare: marino

La maggior parte dei calcari si forma in acque marine poco profonde, calme e calde. Quel tipo di ambiente è dove gli organismi in grado di formare gusci e scheletri di carbonato di calcio possono facilmente estrarre gli ingredienti necessari dall'acqua dell'oceano. Quando questi animali muoiono, il loro guscio e i detriti scheletrici si accumulano come sedimenti che potrebbero essere litificati in calcare. I loro prodotti di scarto possono anche contribuire alla massa di sedimenti. I calcari formati da questo tipo di sedimento sono rocce sedimentarie biologiche. La loro origine biologica è spesso rivelata nella roccia dalla presenza di fossili.

Alcuni calcari possono formarsi mediante precipitazione diretta del carbonato di calcio dall'acqua marina o dolce. I calcari formati in questo modo sono rocce sedimentarie chimiche. Si pensa che siano meno abbondanti dei calcari biologici.

Oggi la Terra ha molti ambienti che formano calcare. La maggior parte di essi si trova in zone di acque basse tra 30 gradi di latitudine nord e 30 gradi di latitudine sud. Il calcare si sta formando nel Mar dei Caraibi, nell'Oceano Indiano, nel Golfo Persico, nel Golfo del Messico, intorno alle isole dell'Oceano Pacifico e all'interno dell'arcipelago indonesiano.

Una di queste aree è la piattaforma Bahamas, situata nell'Oceano Atlantico a circa 100 miglia a sud-est della Florida meridionale (vedi immagine satellitare). Lì, abbondanti coralli, molluschi, alghe e altri organismi producono enormi quantità di detriti scheletrici di carbonato di calcio che ricoprono completamente la piattaforma. Questo sta producendo un ampio deposito di calcare.

La piattaforma delle Bahamas: Un'immagine satellitare della NASA della Bahamas Platform dove oggi si verifica la formazione attiva di calcare. La piattaforma principale è larga oltre 100 miglia e vi si è accumulato un grande spessore di sedimenti di carbonato di calcio. In questa immagine le aree blu scuro sono acque oceaniche profonde. La piattaforma Bahamas poco profonda appare come blu chiaro. Ingrandisci l'immagine.

Ambiente a formazione di calcare: evaporativo


Stalattite calcarea: Una goccia d'acqua pende ed evapora sulla punta di una stalattite. Immagine di National Park Service.

Il calcare può anche formarsi attraverso l'evaporazione. Stalattiti, stalagmiti e altre formazioni rupestri (spesso chiamate "speleotemi") sono esempi di calcare che si è formato attraverso l'evaporazione. In una grotta, goccioline d'acqua che filtrano dall'alto entrano nella caverna attraverso fratture o altri spazi dei pori nel soffitto della caverna. Lì potrebbero evaporare prima di cadere sul pavimento della caverna. Quando l'acqua evapora, qualsiasi carbonato di calcio che è stato dissolto nell'acqua verrà depositato sul soffitto della caverna. Nel tempo, questo processo di evaporazione può provocare un accumulo di carbonato di calcio a forma di ghiacciolo sul soffitto della caverna. Questi depositi sono noti come stalattiti. Se la gocciolina cade sul pavimento ed evapora lì, una stalagmite potrebbe crescere verso l'alto dal pavimento della caverna.

Il calcare che compone queste formazioni di caverne è noto come "travertino" ed è una roccia sedimentaria chimica. Una roccia conosciuta come "tufo" è una pietra calcarea formata dall'evaporazione in una sorgente calda, riva del lago o altra area.

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Composizione di calcare

Il calcare è per definizione una roccia che contiene almeno il 50% di carbonato di calcio sotto forma di calcite in peso. Tutti i calcari contengono almeno qualche percento di altri materiali. Queste possono essere piccole particelle di quarzo, feldspato, minerali argillosi, pirite, siderite e altri minerali. Può contenere anche grandi noduli di chert, pirite o siderite.

Il contenuto di carbonato di calcio del calcare gli conferisce una proprietà che viene spesso utilizzata nell'identificazione della roccia: si effervisce a contatto con una soluzione fredda di acido cloridrico al 5%.

Gesso: Un calcare a grana fine di colore chiaro formato dai resti scheletrici del carbonato di calcio di piccoli organismi marini.

Coquina: Questa foto mostra l'hash shell noto come Coquina. La roccia mostrata qui è di circa due pollici (cinque centimetri) di diametro.

Tufo: Un calcare poroso che si forma dalla precipitazione del carbonato di calcio, spesso ad una sorgente calda o lungo la costa di un lago in cui le acque sono sature di carbonato di calcio.

Varietà di calcare

Esistono molti nomi diversi usati per il calcare. Questi nomi si basano su come si è formata la roccia, il suo aspetto o la sua composizione e altri fattori. Ecco alcune delle varietà più comunemente usate.

Gesso: un calcare morbido con una trama molto fine che di solito è bianco o di colore grigio chiaro. È formato principalmente dai resti di gusci calcarei di microscopici organismi marini come i foraminiferi, o resti calcarei di numerosi tipi di alghe marine.
Coquina: un calcare scarsamente cementato composto principalmente da detriti di guscio rotto. Si forma spesso su spiagge dove l'azione delle onde segna frammenti di conchiglie di dimensioni simili.
Calcare fossilifero: Un calcare che contiene fossili evidenti e abbondanti. Questi sono normalmente fossili di gusci e scheletri degli organismi che hanno prodotto il calcare.
Calcare litografico: Un calcare denso con una granulometria molto fine e molto uniforme che si presenta in letti sottili che si separano facilmente per formare una superficie molto liscia. Alla fine del 1700, fu sviluppato un processo di stampa (litografia) per riprodurre le immagini disegnandole sulla pietra con un inchiostro a base di olio e quindi usando quella pietra per stampare più copie dell'immagine.
Calcare Oolitico: Un calcare composto principalmente da "ooliti" di carbonato di calcio, piccole sfere formate dalla precipitazione concentrica di carbonato di calcio su un granello di sabbia o frammento di conchiglia.
Travertino: Un calcare che si forma per precipitazione evaporativa, spesso in una grotta, per produrre formazioni come stalattiti, stalagmiti e flowstone.
Tufo: Un calcare prodotto dalla precipitazione di acque cariche di calcio in una sorgente calda, riva del lago o altro luogo.

Calcare crinoidale: Un calcare che contiene una quantità significativa di fossili crinoidi. I crinoidi sono organismi che hanno la morfologia di una pianta staminale ma in realtà sono animali. Raramente, crinoidali e altri tipi di calcare, hanno la capacità di accettare uno smalto brillante e hanno colori interessanti. Questi esemplari possono essere trasformati in insolite gemme organiche. Questo cabochon è di circa 39 millimetri quadrati ed è stato tagliato dal materiale trovato in Cina.

Pietra calcarea arenacea: Questa immagine è una vista microscopica di una superficie levigata del calcare Loyalhanna della contea di Fayette, in Pennsylvania. Il Loyalhanna è un'arenaria calcarea tardiva del Mississippio a calcare arenaceo, composta da granuli di sabbia silicea incorporati in una matrice di carbonato di calcio o legati da un cemento di carbonato di calcio. È disseminato di elementi che hanno indotto i geologi a discutere se è di origine marina o di dune eoliane. Questa vista mostra circa un centimetro di roccia tra gli angoli opposti della foto con granelli di sabbia che misurano circa 1/2 millimetro di diametro. Il Loyalhanna è valutato come un aggregato antiscivolo. Quando viene utilizzato per realizzare pavimentazioni in calcestruzzo, i granelli di sabbia in particelle aggregate esposte su una superficie bagnata della pavimentazione forniscono trazione per i pneumatici, conferendo alla pavimentazione una qualità antiscivolo.

Kit rock e minerali: Ottieni un kit di rocce, minerali o fossili per saperne di più sui materiali della Terra. Il modo migliore per conoscere le rocce è avere campioni disponibili per prove ed esami.

Usi di calcare

Il calcare è una roccia con un'enorme varietà di usi. Potrebbe essere l'unica roccia che viene utilizzata in più modi di qualsiasi altra. La maggior parte del calcare viene trasformato in pietrisco e utilizzato come materiale da costruzione. È usato come pietrisco per basamento stradale e zavorra della ferrovia. È usato come aggregato nel calcestruzzo. Viene cotto in un forno con scisto frantumato per produrre cemento.

Alcune varietà di calcare si comportano bene in questi usi perché sono rocce forti e dense con pochi spazi dei pori. Queste proprietà consentono loro di resistere bene all'abrasione e al congelamento-disgelo. Sebbene il calcare non si comporti altrettanto bene in questi usi come alcune delle rocce di silicato più dure, è molto più facile da estrarre e non esercita lo stesso livello di usura su attrezzature da miniera, frantoi, schermi e letti dei veicoli che lo trasportano .

Alcuni usi aggiuntivi ma anche importanti del calcare includono:

Pietra dimensionale: Il calcare viene spesso tagliato in blocchi e lastre di dimensioni specifiche per l'uso in edilizia e in architettura. È usato per rivestimenti in pietra, piastrelle per pavimenti, gradini di scale, davanzali di finestre e molti altri scopi.
Granuli per coperture: Frantumato fino a una granulometria fine, il calcare frantumato viene utilizzato come rivestimento resistente alle intemperie e al calore su tegole e coperture impregnate di asfalto. Viene anche usato come top coat su tetti costruiti.
Pietra Flussante: Il calcare schiacciato viene utilizzato nella fusione e in altri processi di raffinazione del metallo. Nel calore della fusione, il calcare si combina con le impurità e può essere rimosso dal processo come scorie.
Cemento Portland: Il calcare viene riscaldato in un forno con scisto, sabbia e altri materiali e macinato a polvere che si indurirà dopo essere stato miscelato con acqua.
AgLime: Il carbonato di calcio è uno degli agenti neutralizzanti l'acido più convenienti. Se frantumato in particelle di sabbia o più piccole, il calcare diventa un materiale efficace per il trattamento di terreni acidi. È ampiamente usato nelle aziende agricole di tutto il mondo.
Lime: Se carbonato di calcio (CaC03) viene riscaldato ad alta temperatura in un forno, i prodotti saranno un rilascio di anidride carbonica (CO2) e ossido di calcio (CaO). L'ossido di calcio è un potente agente di neutralizzazione degli acidi. È ampiamente usato come agente di trattamento del suolo (ad azione più rapida di aglime) in agricoltura e come agente di neutralizzazione degli acidi dall'industria chimica.
Riempitore per alimenti per animali: I polli hanno bisogno del carbonato di calcio per produrre gusci d'uovo forti, quindi il carbonato di calcio viene spesso offerto loro come integratore alimentare sotto forma di "graniglie di pollo". Viene anche aggiunto all'alimentazione di alcuni bovini da latte che devono sostituire grandi quantità di calcio perso durante la mungitura dell'animale.
Miniera di polvere di sicurezza: Conosciuto anche come "polvere di roccia". Il calcare polverizzato è una polvere bianca che può essere spruzzata su superfici di carbone esposte in una miniera sotterranea. Questo rivestimento migliora l'illuminazione e riduce la quantità di polvere di carbone che l'attività si attiva e rilascia nell'aria. Ciò migliora l'aria per la respirazione e riduce anche il pericolo di esplosione prodotto da particelle sospese di polvere di carbone infiammabile nell'aria.

Il calcare ha molti altri usi. Il calcare in polvere viene utilizzato come riempitivo in carta, vernice, gomma e plastica. Il calcare frantumato viene utilizzato come pietra filtrante nei sistemi di smaltimento delle acque reflue in loco. Il calcare in polvere è anche usato come assorbente (una sostanza che assorbe gli inquinanti) in molte strutture a carbone.

Il calcare non si trova dappertutto. Si verifica solo nelle aree colpite da rocce sedimentarie. Il calcare è necessario in altre aree ed è così importante che gli acquirenti pagheranno cinque volte il valore della pietra nelle spese di consegna in modo che il calcare possa essere utilizzato nel loro progetto o processo.

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