Suoli ed acque

Il suolo è una matrice complessa caratterizzata da una componente organica, da una componente inorganica e da acqua e gas. La sua formazione è dovuta a complicati e continui processi pedogenetici e climatici che agiscono sulla roccia madre, disgregandola e accumulandola nei siti geomorfologici di raccolta (Mallegni, 2005). Le caratteristiche fisico-chimiche del suolo e dell’ambiente interagiscono con la struttura dell’osso alterandola. I cambiamenti che si osservano sono condizionati dal potenziale di ossidoriduzione, dal pH e dal livello di umidità del suolo (Mallegni, 2005). La conoscenza del grado di acidità o di alcalinità del suolo può stabilire se vi siano le condizioni favorevoli per la conservazione delle ossa. Si può affermare che il grado di conservazione dei resti scheletrici sia inversamente proporzionale all’acidità del suolo: l’idrossiapatite di fronte a pH del suolo inferiori a 6 è particolarmente solubile (Mays, 1998).

Nei climi umidi l’acidità è spesso elevata, mentre nelle zone aride i suoli tendono ad essere alcalini; oltre al clima e alle precipitazioni, l’acidità è in relazione al tipo di roccia del substrato. Di

solito i suoli sabbiosi e quelli ricchi di humus sono acidi, mentre quelli calcarei hanno reazione alcalina. Le rocce calcaree sciogliendosi riducono in parte l’acidità e mettono in circolazione calcio e bicarbonato esercitando così un’azione protettiva, ad effetto tampone, rispetto alle piogge acide che degradano il suolo. Le precipitazioni forniscono al suolo l’acqua necessaria a sciogliere i sali minerali in esso presenti e favoriscono l’attività dei batteri decompositori; la temperatura invece provoca un’evaporazione responsabile dell’arricchimento eccessivo di sali minerali nel terreno (Mallegni, 2005).

Quando nel terreno sono presenti elettroliti, cioè composti chimici come acidi, basi e sali solubili in acqua, si origina la produzione di ioni acidi di idrogeno H+ o di ossidrili alcalini OH- . Se prevalgono gli ioni H+,il terreno avrà una reazione acida, se prevalgono gli ioni OH-, la reazione sarà basica; se invece la quantità de due ioni sarà uguale, la reazione sarà neutra. Il pH che esprime la reazione neutra corrisponde a 7, valori inferiori a 7 indicano una reazione acida, valori superiori a 7 indicano una reazione basica o alcalina. Da un punto di vista agronomico invece, un terreno è definito neutro quando il suo pH è compreso tra 6.8 e 7.5; è acido quando ha un pH inferiore a 6.8 e basico quando ha un pH superiore a 7.6 (Mallegni, 2005).

In un terreno si possono rilevare due pH, ovvero due acidità: il pH in acqua, che esprime la misura dell’idrogeno acido libero nella soluzione acquosa circolante nel terreno; il pH tampone che invece misura l’acidità costituita dagli ioni di idrogeno positivi legati fisicamente alle cariche elettriche negative dei colloidi organici (humus) e/o minerali come l’argilla, contenuti nel terreno. Quest’ultimo tipo di acidità comporta un aumento degli ioni acidi di idrogeno nella soluzione circolante che abbasserà il pH dell’acqua circolante. Nei casi in cui il pH dell’acqua sia troppo basso si potrà verificare un’insufficiente assorbimento di molti elementi tra cui il calcio, magnesio, potassio e fosforo, un eccesso di disponibilità nel terreno di manganese, alluminio, ferro, rame e nichel e una bassa disponibilità di calcio, magnesio, potassio, boro e rame dovuta ad una lisciviazione. Un pH troppo elevato, invece, può causare una carenza di tutti i microelementi: ferro, manganese, boro, calcio, potassio, magnesio ecc. (Mallegni, 2005).

La sepoltura in terreni basici consente di solito una buona conservazione del tessuto osseo, mentre i terreni acidi promuovono la decalcificazione dell’osso (Cattaneo e Grandi, 2004).

In base al tipo di terreno di giacitura si osservano diverse alterazioni chimiche subite dall’osso (Canci e Minozzi, 2005; Mallegni, 2005):

- Suolo ghiaioso: il terreno è permeabile all’acqua, l’osso assume un colore biancastro e diventa friabile a seguito dell’azione batterica; grazie alla loro basicità, permeabilità ed areabilità per la presenza di ghiaie, questi suoli hanno un potere conservante dell’osso; nei terreni areati di questo tipo l’azione batterica distrugge più velocemente la sostanza organica.

- Suolo umido ed argilloso: una volta recuperati ed esposti alla luce del sole o a fonti di calore, sui resti ossei possono comparire crepe e fratture, a seguito del processo di evaporazione dell’acqua accumulata nell’osso durante la giacitura; in genere preserva i resti scheletrici in quanto nei terreni intrisi di acqua si può verificare l’arresto dell’azione batterica, cosicché il degrado avviene lentamente.

- Suolo sabbioso: terreno molto permeabile, per cui l’acqua favorisce una perdita di sostanza organica da parte del tessuto osseo e lo rende fragile e poroso avviene perciò una disgregazione superficiale con conseguente fragilità dell’osso; la conservazione in questo terreno dipende dalla quantità e dall’acidità dell’acqua circolante.

- Suolo salino: avviene un accumulo di sali nell’osso con sbiancamento della superficie.

- Suolo in caverna: questi terreni trasportati nelle caverne dall’acqua possono essere formati da argille, sabbie, ghiaie, accumuli di frammenti di calcare cementati insieme da carbonato di calcio, oppure ammassati da strati di carbonato precipitato. In questi casi l’osso è esposto a fenomeni di mineralizzazione consistenti in un accumulo di carbonato di calcio o di minerali sottoforma di concrezioni o variazioni cromatiche.

- Suolo acido: si assiste ad una pesante demineralizzazione fino alla scomparsa dell’osso in suoli con pH inferiori a 6; questi tipi di suoli hanno perciò la tendenza a sciogliere i minerali ossei ad una velocità che dipende dal grado di acidità e dalla quantità di acqua che viene filtrata.

- Suolo agricolo: possibile contaminazione chimica a seguito di un’elevata concentrazione di fertilizzanti e pesticidi nel suolo.