Tutti gli agricoltori sanno che l’inverno, grazie alle gelate del suolo (purtroppo sempre più rare e di breve durata), è un forte alleato nel creare le condizioni ideali per la preparazione dei letti di semina primaverili. Infatti l’alternanza gelo/disgelo, agisce come una vera e propria lavorazione del terreno e a volte, quando si presenta di forte entità è un meccanismo capace anche di correggere anche il compattamento dovuto al calpestio.
Quali sono le forze che agiscono durante l’alternanza tra gelo e disgelo?
L’acqua contrariamente alla maggior parte delle altre sostanze, nel passaggio dalla fase liquida a quella solida aumenta di volume. Mediamente l’aumento di volume corrisponde al 9% rispetto al volume occupato dall’acqua a 4°C (temperatura alla quale è massima la densità) . Tale aumento di volume è alla base della disgregazione delle zolle di terreno umido, perchè successivamente, quando la temperatura risale sopra lo zero, l’acqua che le teneva insieme passando allo stato liquido, non è più in grado di mantenere la loro forma e struttura.
La forza che esercita l’acqua durante il congelamento e quindi l’espansione, non è dovuta soltanto a quella quota presente nello strato di terreno soggetto a congelamento, perché, sin da esperimenti condotti nel 1930 è noto che l’espansione volumetrica del sistema acqua-suolo è superiore al 9% (come scritto sopra). Infatti il congelamento dell’acqua presente nelle porosità degli strati più superficiali, richiama, durante le fasi di congelamento, l’acqua presente negli strati più profondi e si instaura così un flusso di acqua liquida verso il terreno che sta per congelarsi (che si espande quindi di un volume superiore al 9%).
Il primo riflesso positivo è perciò legato ad una maggiore capacità di frattura a carico del suolo più superficiale ma secondariamente si ha un effetto (temporaneo) anche sugli strati più profondi che risultano più asciutti (lo avrete sicuramente notato durante delle lavorazioni eseguite a carico di suoli congelati).
Il terreno gelato è quindi un potente alleato anche ci perchè offre la possibilità di effettuare lavorazioni, principalmente attraverso l’uso di estirirpatori, evitandoci (ove lo strato ghiacciato non sia troppo approfondito da compromettere l’integrità delle attrezzature) di compattare e destrutturare i terreni imbibiti d’acqua e di agire su strati profondi più asciutti e quindi maggiormente fratturabili.
Note a margine:
Come riportato sopra a differenza della maggior parte delle altre sostanze, per le quali la forma solida presenta una densità maggiore rispetto alla forma liquida, il ghiaccio è meno denso dell’acqua liquida. La densità dell’acqua è infatti massima a 4 °C, temperatura alla quale l’acqua è liquida. Ciò è dovuto appunto alla natura dei legami idrogeno, che tengono le molecole dell’acqua liquida più strette di quanto non lo siano allo stato solido.
Il fenomeno dell’espansione dell’acqua a basse temperature costituisce un vantaggio per tutte le creature che vivono in ambienti di acqua dolce d’inverno. L’acqua, raffreddandosi in superficie, aumenta di densità e scende verso il fondo innescando correnti convettive che raffreddano uniformemente l’intero bacino. Quando la temperatura in superficie scende sotto i 4 °C questo processo si arresta, e per la spinta di Archimede l’acqua più fredda rimane in superficie, dove, con un ulteriore calo della temperatura, forma uno strato di ghiaccio. Se l’acqua non avesse questa particolarità, i laghi ghiaccerebbero interamente, e di conseguenza tutte le forme di vita presenti morirebbero. (fonte: wikipedia)
