108. Un po’ di attenzione che vi si metta nell’osservare i terreni che formano la superficie dei diversi paesi, basta per farci accorti della loro diversità, riguardo tanto alla loro composizione quanto alla loro struttura. Ve ne ha di duri e di molli, di compatti e d’incoerenti, di densi e di molto porosi. Altri sono come d’un sol pezzo, ed altri sono composti di cristalli, di frantumi, di grani. Naturalmente l’acqua non potrà penetrare in tutti i terreni diversi colla stessa rapidità ed in quantità uguale. Un letto di sabbia, per esempio, è eccessivamente permeabile, cioè costrutto in modo da lasciar passare l’acqua liberamente, perchè la sabbia è composta di grani incoerenti, che si toccano fra loro soltanto in certi punti, lasciando del resto fra loro tanti intervalli, attraverso i quali l’acqua filtra con tutta libertà. Difatti le sabbie, quando piove, si imbevono di acqua come fossero spugne. Se invece prendete un letto d’argilla, lo troverete molto impermeabile, essendo formato da particelle finissime, strette tenacemente fra loro, sicchè non danno punto all’acqua libero passo. Dovunque un tale strato si incontri, si opporrà al suo passaggio, e quando è in via di discesa dalla superficie verso l’interno, e quando è di ritorno dall’interno alla superficie. L’acqua così respinta, dovrà cercarsi altra via per giungere al suo destino.

109. Perciò i terreni sabbiosi, come permeabili, sono d’ordinario asciutti; mentre i terreni argillosi, come impermeabili, sono umidi. La ragione è questa appunto, che i primi facilmente, gli altri assai difficilmente, danno licenza all’acqua di cui gli uni e gli altri, benchè in grado molto diverso, si imbevono.

110. L’acqua versata dalle pioggie o dal disgelo delle nevi alla superficie della terra, infiltrandosi nel terreno, non vi rimane stazionaria. Se voi scavate una fossa molto profonda, vedrete ben tosto che l’acqua, onde il terreno è imbevuto, comincia a gemere dalle pareti di quella cavità, e si raccoglie sul fondo formandovi uno stagno. Vuotate quello stagno, e sarà di nuovo ripieno dell’acqua che continua a filtrare. Ciò vi dimostra come l’acqua, incontrando sotterra un canale od una cavità qualunque, debba prontamente affluirvi.

111. Le rocce che noi calchiamo, oltre all’essere sovente molto porose, come le arenarie e perciò molto permeabili, sono tutte attraversate da fessure, le quali, se si riducono talvolta a semplici crepature lineari, come quelle dei vetri delle finestre, acquistano anche sovente le dimensioni di larghe spaccature o di vaste gallerie. Sono esse altrettanti canali, piccoli o grandi, che servono a dar passaggio alle acque nell’interno del globo. Perciò, sia pure la roccia dura e compatta quanto si vuole, e quindi impermeabile al massimo grado; se è molto screpolata e cavernosa, lascerà passare ugualmente una gran quantità di acqua. Il calcare, per esempio, è ordinariamente una roccia molto compatta, e così densa che l’acqua non può filtrarvi che in quantità minima: ma è pieno d’ordinario di screpolature o di salti (così si chiamano le spezzature delle rocce), i quali sono aperti e vuoti, così, che l’acqua vi scorre libera in grande abbondanza.

112. Nei paesi montuosi, certi terreni, benchè posti in pendio e benchè sia piovuto da lungo tempo, si mostrano umidi ed acquitrinosi. Il sole può ben percuoterli co’ suoi raggi un’intera stagione, che il suolo è sempre madido e paludoso. Donde viene quell’acqua? Dall’aria no certamente, poichè anche gli altri terreni dintorno sarebbero bagnati. Quell’acqua non viene dal disopra ma dal dissotto. Essa trapela dallo stesso suolo e in tale abbondanza da mantenerne sempre paludosa la superficie. In altri siti si può osservare che l’acqua non trasuda semplicemente dal terreno, ma vi scorre in forma di limpido ruscello. Rimontandone il corso, arrivereste ad un punto dove esso sgorga immediatamente dal suolo. Eccovi una sorgente.

113. La sorgente è uno scaricatore naturale delle acque sotterranee. Come mai, domanderete, può l’acqua sotterranea aver di tali scaricatori? Che ne la spinge dall’interno del globo alla superficie?

114. Il presente diagramma (fig. 5) vi mostra come giaciono le rocce in rapporto le une colle altre, e come le trovereste, quando doveste fare un taglio profondo sotto la superficie del suolo. Esse, come vedete, giaciono Fig. 5. — Origine delle sorgenti.a strati o a letti, distesi l’uno sull’altro. Supponiamo che a sia uno strato piano di roccia impermeabile, per esempio, d’argilla, e b un altro poroso, quindi permeabile, per esempio, di sabbia. La pioggia, cadendo sulla superficie del suolo, penetra attraverso lo strato superiore b, e si arresta alla superficie dell’inferiore a. Non potendo attraversarlo, sarà costretta a scorrere sovra esso. Se un’intaccatura, cioè una valle, si sprofonda fin sotto al livello della superficie superiore dello strato impermeabile a, lungo il quale l’acqua sotterranea sta scorrendo, come abbiam detto, il suo corso sarà interrotto, e uscirà fuori sui fianchi o sul fondo della valle, come mostra il diagramma, nei due punti s s. Il punto dove sgorga una sorgente potrà essere tanto in corrispondenza col piano di contatto tra uno strato permeabile con uno impermeabile, come è il caso contemplato nel diagramma, quanto con una di quelle numerose crepature di cui si è parlato (§ 111). Comunque, l’acqua non può nè entrare nè uscire, se il suolo non le presenta aperta una via; ma questa via la troverà sempre facilmente, tante sono le screpolature che si incontrano in ogni terreno.

115. È certo però che una grande quantità delle acque sotterranee discende sotto al livello delle valli, e sotto a quello del mare, ma poi, benchè sia discesa alla profondità di molte miglia, finisce pur sempre a restituirsi alla superficie del globo. Per intendere più chiaramente come ciò avvenga, supponiamo di tener dietro ad una goccia d’acqua, dal momento che penetra nel suolo sotto forma di pioggia, fino a quello in cui, dopo aver viaggiato su e giù nei sotterranei labirinti, ritorna di nuovo alla superficie. Essa filtra attraverso al terreno con altre gocce, e si congiunge più tardi a stillicidî o a veri corsi d’acqua, che fanno lo stesso viaggio lungo le crepature e le gallerie aperte nella roccia. Così giunge per avventura ad una profondità di più migliaja di piedi, finchè incontra finalmente una roccia che le vieta di progredire più oltre. In questo suo viaggio fu seguìta da altre gocce che le tennero dietro in quei tortuosi andirivieni fino al fondo dove incontrò l’ostacolo. Tutte insieme queste gocce formano un’accumulazione d’acqua, la quale è premuta dall’altra, che continua a fluire dalla superficie del terreno. Non potendo più oltre discendere, l’acqua così compressa è forzata a cercare un’altra via per sfuggire. Se esiste qualche crepaccio che, dal punto dove quell’acqua si trova, ascendeFig. 6. — Sezione di parte di un distretto per mostrare l’origine profonda di certe sorgenti. Le numerose crepature della roccia conducono l’acqua ad un canale interno, che la riconduce alla superficie come sorgente nel punto s.verso la superficie della terra, essa, per legge idrostatica, dovrà pure ascendere, finchè abbia di nuovo raggiunta la superficie. Così quell’acqua zampilla all’esterno, forma cioè una sorgente (Prime nozioni di Fisica, § 23).

116. Ciascuna delle innumerevoli sorgenti, che sgorgano dal suolo in tutte le regioni del globo, è una prova che esiste una circolazione sotterranea delle acque, come ne esiste una superficiale. Ma, a parte quella che si deduce da questi sfoghi naturali delle acque sotterranee, altre prove sono fornite dagli scavi artificiali, per esempio dai pozzi, i quali non sono altro infine che sorgenti, più o meno profonde, procurate artificialmente. Le petraje, le miniere, le profonde escavazioni d’ogni genere, sono disturbate dall’afflusso delle acque sotterranee, e si deve alle trombe se si riesce a mantenerle asciutte.