La Slovacchia occidentale cela un segreto geologico di straordinaria importanza scientifica: il rilievo del Plavecký hradný vrch, situato presso Plavecké Podhradie ai margini occidentali dei Piccoli Carpazi, ospita un sistema cavernicolo unico in Europa, dove le acque profonde ricche di solfuro di idrogeno hanno lentamente dissolto i calcari mesozoici secondo un meccanismo speleogenetico detto speleogenesi ipogena da acido solforico (SAS – Sulfuric Acid Speleogenesis).
Questo fenomeno, descritto in dettaglio negli articoli pubblicati su International Journal of Speleology e su Geomorphology, rappresenta uno dei rari casi documentati in cui la formazione carsica non è imputabile alle acque meteoriche ricche di anidride carbonica, ma alle acque ascendenti provenienti dalle profondità della Terra.[1][2]
Genesi ipogena e il ruolo dell’idrogeno solforato
La ricerca speleologica condotta da Pavel Bella e colleghi dell’istituto geologico della Repubblica Ceca, insieme a esperti polacchi e slovacchi, ha rivelato un’architettura ipogena affascinante.
Le tre principali grotte interessate—Plavecká jasky?a, Plavecká priepas? e la grotta Pec—si sono formate in calcari triassici fratturati, lungo sistemi di faglie profonde orientate secondo il lineamento tettonico noto come Vienna Basin Transfer Fault, che marca il contatto strutturale tra i Piccoli Carpazi e il settore nord-orientale del Bacino di Vienna (più precisamente, la Záhorská nížina, la depressione della Pianura di Zahorje).[2][1]
Le acque salienti provenivano dalle zone petrolifere e anidritiche del Bacino di Vienna, trasportando con sé concentrazioni significative di H?S (solfuro di idrogeno), noto comunemente come sulfano o gas puzzolente.
Quando queste acque riscaldate emergevano in corrispondenza della tavola d’acqua nelle cavità, l’idrogeno solforato veniva ossidato per reazione con l’ossigeno disciolto presente nella zona freatica, dando origine a acido solforico (H?SO?). Questo acido, una volta formato, si è rivelato enormemente più efficiente dell’acido carbonico (H?CO?) nel dissolvere i carbonati calcarei, determinando un’accelerazione drastica dell’erosione e della formazione del vuoto speleologico.[1][2]
Morfologie diagnostiche: pavimenti a corrosione piatta e nicchie di falda
La ricerca geomorfologica ha identificato una suite di forme caratteristiche della speleogenesi da acido solforico, morfologie che permettono agli speleologi e ai geologi di riconoscere il “marchio” di questo processo anche in assenza di evidenze dirette di H2S attuale.
In primo luogo, le pareti a corrosione orizzontale (flat corrosion floors), che troncano i fratture di alimentazione (feeders) con caratteristiche nicchie di livello freatico (wall water-table notches). Queste nicchie, millimetriche o decimetriche, marcano la posizione della tavola d’acqua durante fasi di stabili di dissoluzione. In secondo luogo, le cavità di rimpiazzo (replacement pockets) e le cupole di tetto (ceiling cupolas), forme che derivano dalla convezione termica nella zona freatica saturo. Un elemento particolarmente affascinante sono i bordi di calce popcorn (calcite popcorn rims), depositati sulle sponde delle fratture alimentatrici quando la tavola d’acqua è calata e queste fratture hanno iniziato a funzionare come bocchette di evaporazione, in cui l’acqua di condensazione rilasciava ioni di calcio per degassamento di CO2 e perdita di acqua.[2][1]
Evidenze mineralogiche: gesso e jarosite come testimoni chimici
Un’ulteriore prova della speleogenesi da acido solforico risiede nella mineralogia secondaria conservata nelle cavità. I ricercatori hanno rinvenuto depositi di gesso (solfato di calcio deidrato, CaSO4·2H2O), noto come sottoprodotto della reazione tra H2SO4 e calcare (CaCO3+ H2SO4 ? CaSO4? + H2O + CO2). Oltre al gesso, sono stati ritrovati rari ma significativi cristalli di jarosite (KFe3?(SO4)2(OH)6), un minerale solfatato di ferro che si forma a bassa temperatura in ambienti ricchi di solfuro. La ricerca mineralogica è stata completata mediante diffrattometria ai raggi X (XRD), che ha confermato la presenza di caolinite idrata, illite, clinocloro e montmorillonite, silicati allumino-ferrosi alterati, il cui sviluppo è coerente con il rilascio di ioni metallici dalla roccia carbonato in condizioni solfatiche.[1][2]
Archivio dei livelli: cronologia pleistocenica e subsidenza tettonica
Uno dei risultati più rilevanti della ricerca consiste nella ricostruzione della storia evolutiva del margine Carpazi-Bacino di Vienna attraverso lo studio dei livelli di grotta (cave levels), cioè serie di passaggi pressoché orizzontali localizzati a diverse quote altimetriche, ciascuno corrispondente a una fase di stabilità relativa della tavola d’acqua.[2][1]
Nella grotta Pec sono stati identificati tre livelli principali, localizzati tra 295 e 283 m s.l.m., probabilmente formatisi nel Pleistocene inferiore tardivo (stimato a >0,99–1,07 milioni di anni fa, sulla base di magnetostratigrafia e datazione U-series).[1]
Nella Plavecká jasky?a la struttura è ancora più articolata, con cinque livelli distinti fra 225 e 214 m s.l.m.:[1]
- I due livelli più elevati risalgono al Pleistocene medio antico (>600.000 anni);
- Un livello intermedio a circa 220 m si formò nel Pleistocene medio interno (appartenente all’intervallo >270.000 anni);
- I livelli inferiori si svilupparono nel Pleistocene medio tardivo (>270.000 anni).
La distribuzione verticale di questi livelli riflette fedelmente l’abbassamento progressivo del Bacino di Vienna (la subsidenza cosiddetta “neotettonica”), processo che controllò il graduale approfondimento della rete idrografica superficiale e, conseguentemente, il progressivo abbassamento della tavola d’acqua in corrispondenza del margine carbonatico. Ogni livello rappresenta un “istante geologico” in cui le acque ascendenti trovarono un equilibrio temporaneo, incidendo orizzontalmente la roccia; quando la subsidenza riprese, la tavola d’acqua scese ulteriormente, abbandonando il vecchio livello e creando uno nuovo più profondo.[2][1]
Separazioni verticali di soli pochi metri tra livelli consecutivi suggeriscono anche l’influenza di cicli climatici pleistocenici, periodi alternati di abbondanza idrica (pluviale) e siccità relativa che modulavano i rigurgiti delle acque profonde.[1]
Significato scientifico e implicazioni per l’idrogeologia degli ultimi 1 milione di anni
La ricerca nel Plavecký Karst ha fornito una ricostruzione dettagliata del quadro idrogeologico e tettonico del margine occidentale dei Carpazi durante il Pleistocene. Le acque termali ascendenti (riscaldate dai depositi sedimentari sepolti del Bacino di Vienna, a temperature stimate tra gli 11,6 e i 13,6 °C, ossia circa 3 °C sopra la media annuale regionale) rappresentano un segnale geodinamico diretto, evidenziando i percorsi ascendenti lungo la rete di faglie che collegano le zone petrolifere sepolte alla superficie.[2][1]
Inoltre, il Plavecký Karst documenta come la speleogenesi ipogena da acido solforico non sia un fenomeno relitto limitato a antichissimi episodi orogenetici, ma una forma di carstificazione che può persistere per milioni di anni, modulato dal ritmo della subsidenza tettonica e dalle trasformazioni degli equilibri geochimici nelle zone di circolazione profonda.[2][1]
Riconoscimento internazionale e collaborazione scientifica multidisciplinare
Gli studi sul Plavecký Karst sono stati condotti grazie a una collaborazione scientifica senza precedenti tra istituzioni slovacche (Stato della Protezione della Natura della Repubblica Slovacca e Agenzia delle Grotte Slovacche), ceche (Istituto Geologico dell’Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca a Praga), e polacche (Istituto di Scienze Geologiche dell’Accademia Polacca a Varsavia e Università Jagellonica di Cracovia). Il contributo di tecniche sofisticate—datazione U-series, paleomagnestismo, analisi isotopica di ossigeno e carbonio, diffrattometria ai raggi X e micromorfologia del sedimento—ha reso possibile una lettura straordinariamente ricca della storia geologica conservata in queste grotte straordinarie.[1][2]
I risultati sono confluiti in articoli pubblicati su prestigiosi periodici internazionali, tra cui International Journal of Speleology (2019, 2022) e Geomorphology (2025), ponendo il Plavecký Karst al centro dell’attenzione della comunità speleologica internazionale come caso di studio esemplare di speleogenesi ipogena sostenuta da acque ricche di acido solforico in ambiente tettonico attivo.[2][1]
Riferimenti bibliografici
Bella, P., Hercman, H., Kdýr, Š., Mikysek, P., Pruner, P., Littva, J., Minár, J., Gradzi?ski, M., Wróblewski, W., Velšmid, M., Bosák, P. (2022). Sulfuric acid speleogenesis and surface landform evolution along the Vienna Basin Transfer Fault: Plavecký Karst, Slovakia. International Journal of Speleology, 51(2), 105–122. https://doi.org/10.5038/1827-806X.51.2.2420[1]
Bella, P., Bosák, P., Mikysek, P., Littva, J., Hercman, H., Pawlak, J. (2019). Multi-phased hypogene speleogenesis in a marginal horst structure of the Malé Karpaty Mountains, Slovakia. International Journal of Speleology, 48(2), 203–220. https://doi.org/10.5038/1827-806X.48.2.2265[2]
Fonti
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[42] Aspetti insoliti e curiosi dei pipistrelli https://www.scintilena.com/aspetti-insoliti-e-curiosi-dei-pipistrelli/04/07/
[43] Karst Science Days 2025: il 14 novembre 2025 il simposio … https://www.scintilena.com/karst-science-days-2025-il-14-novembre-2025-il-simposio-internazionale-sulla-scienza-del-carsismo/11/14/
[44] “Irish Speleology” numero 22 in uscita https://www.scintilena.com/irish-speleology-numero-22-in-uscita/11/06/
[45] 6th EuroSpeleo Protection Symposium in September in Germany – Scintilena https://www.scintilena.com/6th-eurospeleo-protection-symposium-in-september-in-germany/11/12/
[46] Carsismo e speleogenesi nelle quarziti, l’ultimo lavoro di Francesco Sauro – Scintilena https://www.scintilena.com/carsismo-e-speleogenesi-nelle-quarziti-lultimo-lavoro-di-francesco-sauro/07/11/
[47] Selezione dalle Fonti Originali – Scintilena https://www.scintilena.com/servizi-per-la-speleologia/selezione-dalle-fonti-originali/
[48] Slovenia: monitoraggio continuo delle acque carsiche sotterranee https://www.scintilena.com/slovenia-monitoraggio-continuo-delle-acque-carsiche-sotterranee/05/08/