Laghi acidi sotterranei in una miniera della Alpi Apuane: effetti evidenti dell'AMD, Acid Mine Drainage (Acid Rock Drainage quando avviene in contesti naturali). Ovvero del processo di acidificazione che avviene nelle miniere dove sono presenti depositi di solfuri metallici in questo caso pirite. La perturbazione dell'ambiente sotterraneo attraverso lo scavo delle gallerie, mette i solfuri metallici in contatto con ossigeno e acqua avviando il processo di ossidazione che porta principalmente alla produzione di acido solforico. Acido che a sua volta porta in soluzione ulteriori metalli in un processo che una volta avviato si autoalimenta come un incendio propagandosi attraverso tutto ci che resta della mineralizzazione. Le acque raggiungono ph 2-3 ma anche prossimi allo zero e in alcuni casi molto particolari anche negativi.
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Yellow Boy, abbondanti depositi di idrossidi di ferro, costituiscono il fondale di questo lago acido (ph circa 3.5) Posto in una zona bassa della miniera, lo stesso riceve a volte apporti di acque esterne a ph più alto che tamponano la soluzione permettendo la precipitazione dei solfuri ossidati. |
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Speleotemi composti da idrossidi di ferro tramano il fondo delle vasche e delle colate. Spesso la componente batterica composta da Acidothiobacillus Ferroxidans e Thioxidans, forniscono le base morfologico su cui gli idrossidi precipitano creando forme e strutture filamentose. |
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Un piccolo lago isolato dagli apporti idrici esterni. Nonostante la presenza di rocce carbonatiche, il ph della soluzione non riesce ad essere tamponato e si presenta intorno a 2. Il colore rossastro tradisce l'estrema acidità della soluzione che oltretutto permette agli idrossidi di restare in soluzione. Sulla superfice si distinguono biofilm e filamenti di estremofili.   |
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Mineralizzazioni secondarie sotto forma di incrostazione amorfa, probabilmente melanterite, solfato eptaidrato di ferro, prodottosi per trasformazione dei minerali di pirite. |
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In molti punti delle gallerie il processo di ossidazione guidato dalle colonie batteriche, produce strutture e gocce gelatinose estremamente acide (ph 0-1). Queste colonie si presentano morfologicamente simili alle Snottiti presenti in molte grotte ipogeniche sulfuree dove una dominanza di batteri autotrofi chemiosintetici (Acidithiobacillus thioxidans) ricava energia dall'ossidazione dell'idrogeno solforato ma in questo caso l'abbondanza di solfuri metallici privilegia probabilmente colonie chemiosintetiche di Acidothiobacillus Ferrivorans.  |
Le acque fortemente acide, se tamponate con apporto di acque fresche
o per effetto del calcare abbassando il loro ph precipitano gli
elementi in soluzione producendo come in questo caso abbondanti
depositi di idrossidi di ferro, in gergo chiamato anche 'Yellow Boy',
Una volta innescato il processo, può andare avanti per secoli dalla
fine dell'attività estrattiva e rappresenta uno dei maggiori
problemi relativamente agli ecosistemi delle acque dolci. Se i fanghi
carichi di metalli pesanti e fortemente acidi raggiungono la falda
oppure le acque libere, sono infatti in grado di azzerare
praticamente ogni ecosistema... o almeno ogni ecosistema per come le
conosciamo. La cosa buffa dell'AMD è infatti che si tratta di un
processo fortemente guidato da una componente biotica, ovvero è esso
stesso una sorta di ecosistema popolato da batteri estremofili chemiosintetici, capaci
di catalizzare ed accelerare il processo di molti ordini di
grandezza. Se infatti l'ossidazione è puramente chimica, una volta
che i batteri, principalmente Acidothiobacillus Ferroxidans e
Acidothiobacillus Ferrivorans, colonizzano il sito, il processo si
autoalimenta ad una velocità migliaia di volte superiore accelerando
la produzione di acido solforico e la concentrazione di metalli
pesanti. L'originaria perturbazione antropica, crea così una sorta
di 'nuovo ecosistema', dove tutta una serie di batteri estremofili autotrofi sfruttando l'energia chimica dei processi redox, fungono da base da produttori primari e quindi base di una peculiare catena trofica dove possono trovare spazio anche altre simbiosi e comunità eterotrofe. Un ecosistema fatto di patine opalescenti, filamenti
galleggianti, gocce gelatinose acide e rosso fuoco simili a snottiti.
Un ecosistema vivo e bellissimo ma allo stesso tempo, tossico e
mortale: un mondo quasi alieno o forse solo l'immagine sfuocata di
alcuni dei meccanismi all'origine della vita. Benvenuti nella
versione batterica dell'Antropocene.
Andrea Benassi Ph.D
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Concrezioni poliminerali, prodotte dalla liberazione e ossidazioni di diversi solfuri metallici dalla roccia attraverso l'erosione acida. |
