Calcare è un termine collettivo per un gruppo di rocce sedimentarie che consistono in almeno il 50 percento di calcite, un minerale formato da carbonato di calcio. Se parte del calcio viene sostituito dal magnesio, il calcio risultante carbonato di magnesio roccia si chiama calcare dolomitico. Il calcare ha origini diverse e può essere precipitato in acqua o secreto da organismi marini come il corallo; può anche essere costituito dai gusci di organismi marini morti.
Clastico e Nonclastico
Esistono due tipi principali di roccia sedimentaria: clastica, o detritica, costituita da piccoli frammenti di roccia, e non clastica, detta anche chimica e inorganica. Il calcare clastico è costituito da grani biogenici, o clasti, piuttosto che da frammenti di roccia erosa, come nel caso delle arenarie. Tali clasti biogeni sono frammenti di conchiglie o ossa di organismi marini morti e si accumulano affondando nel fondo del mare o in qualsiasi altro specchio d'acqua. Crescono anche in ambienti marini come le barriere coralline. I calcari non clastici, come i travertini, si formano per precipitazione di cristalli di carbonato in acque poco profonde e sotterranee, queste ultime formando stalagmiti e stalattiti nelle grotte.
Invecchiamento chimico e meccanico
L'anidride carbonica nell'atmosfera, insieme agli ossidi di zolfo e di azoto nelle regioni urbane e industriali inquinate, si dissolve nell'acqua piovana e nelle acque sotterranee per formare acidi deboli. Questi acidi reagiscono con i carbonati nel calcare e dissolvono la roccia, formando doline e grotte. Il calcare è inoltre soggetto ad agenti atmosferici meccanici, soprattutto nei climi secchi, per l'azione abrasiva del vento che trasporta frammenti di roccia e altri detriti. Questa combinazione di agenti atmosferici chimici e meccanici rende il calcare molto vulnerabile al deterioramento se esposto all'atmosfera.
Porosità e fratture
Il calcare formatosi attraverso l'accumulo di conchiglie e materiale scheletrico ha un'elevata porosità iniziale, un termine che si riferisce ai vuoti tra i frammenti solidi. Questa porosità diminuisce con la compattazione nel tempo poiché più materiale viene depositato e frammenti di cemento insieme. L'acqua acida dall'atmosfera o dal terreno dissolve parte di questo materiale compattato, creando una porosità secondaria. Il movimento della terra nel tempo geologico provoca la frattura del calcare. L'ingresso di acqua acida allarga ulteriormente le fratture. Quando esposto, questo effetto di dissoluzione appare in superficie come una rete di fessure e doline chiamate carsiche.
Vantaggi e problemi di ingegneria
Formazioni calcaree come paesaggi, grotte e barriere coralline costituiscono attrazioni turistiche spettacolari. Quando viene utilizzato come materiale da costruzione, il calcare ha un processo di invecchiamento grazioso e attraente nel corso dei secoli, nonostante la sua vulnerabilità al deterioramento. L'elevata porosità e le cavità del calcare lo rendono un efficiente acquifero per l'approvvigionamento idrico pubblico in Texas, Irlanda e nel mondo. Tuttavia, le formazioni calcaree presentano seri problemi ingegneristici per la costruzione di strade, tunnel ed edifici. Cavità e strati rocciosi fortemente inclinati possono non essere sempre individuati durante un'indagine in cantiere e possono sprofondare, causando un crollo improvviso di fondazioni, edifici e gallerie.
