Le montagne calcaree sono nate dall'acqua, puzzle di piccoli fossili emersi nella notte dei tempi. Presto o tardi, erose per milioni di anni, torneranno a riposarsi sui fondali marini. Anche le grotte sono opera dell'acqua. Per uno scherzo della natura, però, dopo averle scavate con violenza nel cuore della roccia, l'acqua ci ripensa e si diverte a cesellarle con pazienza. Dolcemente deposita luccicanti merletti di calcite, fa fiorire cristalli di aragonite, eleva tozze stalagmiti e allunga aguzze stalattiti... fino a riempire completamente i condotti che aveva faticosamente aperto.  

L'acqua decide il destino della grotta, le sue forme, la sua vitalità. E gli speleologi seguono l'acqua: rigagnoli, ruscelletti, torrenti, impetuosi fiumi sotterranei. Cascate fragorose, spiagge di sabbia, dune gigantesche, esili bordature che cingono laghetti così trasparenti da sembrare vuoti. La grotta piange, gronda o sgocciola a stillicidio, leggero e musicale, dalla volta dei saloni; picchia forte sul casco nei pozzi profondi, facendo sfrigolare la fiammella della lampada a carburo che fatica a rimanere accesa. L'acqua invita a gelide nuotate, qualche volta insieme a piccole rane color rosa trascinate dalla corrente di una piena.  

Sull'acqua in grotta vi consigliamo di leggere il bellissimo libro "I fiumi della notte: alla scoperta delle acque carsiche italiane", a cura di Mario Vianelli (Bollati Boringhieri, 2000). Qui di seguito riportiamo la recensione pubblicata sul n.48 (novembre 2000) de "La Gazzetta dello Speleologo".  

Si tratta di un'opera "a più mani" che parla dei fiumi sotterranei d'Italia: i "fiumi della notte" negli acquiferi dei sistemi carsici più importanti, come il Marguareis, il Corchia e il Bussento. Splendide sono le fotografie, rigorosa è la trattazione, belli e ben fatti sono i disegni, fluente è il testo (anche se scritto da diversi, ma noti, autori, come Badino, Piccini e altri), ricca, densa, corposa è l'informazione complessiva. Un volume concepito allo scopo di poter illustrare il carsismo d'Italia, per far comprendere l'importanza ed al tempo stesso la vulnerabilità della maggior riserva idrica della penisola. Vi è quindi la dimostrazione tangibile dell'importanza sociale della speleologia, delle sue competenze, e conseguentemente responsabilità. È la dimostrazione, pure, dei passi da gigante fatti in Italia dall'idrogeologia carsica in questi ultimi trent'anni e del contributo che la speleologia ha dato alla Scienza. È infine la dimostrazione, poiché le stupende immagini lo fanno vedere, che nel sottosuolo d'Italia c'è un mondo straordinario, un nuovo continente che è stato scoperto, talora pagando un prezzo durissimo in esplorazione da parte degli speleologi, e poi "rivelato" alla comunità, ma è anche la dimostrazione che, nei nostri massicci carsici, una "immensità" di notti senza stelle è ancora da scoprire.

Quasi tutte le grotte si aprono all'interno di rocce carbonatiche (calcari e dolomie): grandi masse di carbonato di calcio e magnesio che, in epoche remote, si sono sedimentate sul fondo del mare come accumulo di residui organici di piccoli organismi, in particolare gusci e scheletri di molluschi, coralli, alghe calcaree e foraminiferi unicellulari. La sedimentazione è organizzata in una successione di strati di carbonato più o meno puro, separati da interstrati più sottili, generalmente argillosi. Nelle centinaia di milioni di anni successivi le vicissitudini geologiche della Terra, con l'azione di fattori chimici e fisici, hanno trasformato le melme calcaree soffici dei fondali marini in rocce e la dinamica interna del pianeta le ha fatte emergere. Le deformazioni prodotte dai corrugamenti hanno dato vita a una fitta rete di fratture che tagliano ortogonalmente i piani di strato. Tali fratture danno origine alle cavità tettoniche, ma sono anche la spina dorsale su cui si sviluppano quelle carsiche: molte grotte si originano in corrispondenza delle fratture poiché queste divengono sede preferenziale del percorso delle acque sotterranee. Le fratture vengono definite faglie se i blocchi a contatto sono stati spinti a scorrere lungo la frattura stessa, oppure diaclasi quando le pareti non hanno subito spostamenti.  

L'acqua inizia la sua azione dove riesce a penetrare sottoterra, quindi ogni grotta è impostata su una frattura originaria, per quanto piccola possa essere. Analizzando la planimetria di una cavità si può quasi sempre risalire alla frattura o al sistema di fratture che hanno dato vita al complesso ipogeo, orientandone l'asse principale o i rami secondari. La tendenza delle grotte ad impostarsi lungo le fratture aiuta nella ricerca di nuove cavità o delle prosecuzioni in quelle già note. La gran parte delle grotte è scavata in carbonati che hanno avuto origine nel Mesozoico (fra 65 e 230 milioni di anni fa), all'inizio del Cenozoico (da 65 a 20 milioni di anni fa) o, più raramente, nel Paleozoico (da 230 a 550 milioni di anni fa). Le grotte, invece, sono strutture che hanno pochi milioni di anni e dunque sono molto più recenti.

Le rocce carbonatiche sono poco solubili da parte dell'acqua ma, come per incanto, lo diventano in presenza di anidride carbonica. Ed è proprio ciò che avviene: prima di raggiungere la roccia l'acqua piovana si arricchisce di anidride carbonica a contatto con l'aria o filtrando attraverso terreni ricchi di sostanze organiche in decomposizione. Il risultato finale - che dipende anche da altri fattori, quali la temperatura e la portata dell'acqua - è una miscela corrosiva. L'azione di dissoluzione permette all'acqua di penetrare in profondità lungo le fratture allargandole lentamente, con un lavoro che può durare decine o centinaia di migliaia di anni, fino a formare un complesso reticolo di pozzi e gallerie. Questo processo di corrosione viene detto carsismo, dal nome dell'area geografica - quella del Carso, l'altipiano che circonda Trieste, estendendosi sino alla Slovenia - dove è stato stato studiato a fondo per la prima volta. Le rocce che si prestano alla corrosione vengono dette carsificabili: le più importanti sono i calcari e le dolomie, ma lo sono anche i gessi e i marmi. Il carsismo permette all'acqua di scolpire la roccia in forme e dimensioni le più diverse come ben dimostrano, anche fuori dalle grotte, i fenomeni carsici superficiali: le città di roccia con i massi torreggianti - simili a carciofi pietrificati - residui di banchi calcarei asportati dall'acqua; i vasti pendii rocciosi dei campi solcati, tempestati di scanalature piccole (i "karren") e grandi; le ampie depressioni a imbuto delle doline.  

Le grotte si aprono preferibilmente in rocce carbonatiche, ma è anche vero che possono nascere in tutte le formazioni solubili in acqua. Nulla vieta che ne nascano nel sale (cloruro di sodio), nel gesso (solfato di calcio idrato) o nell'anidrite (solfato di calcio anidro), nei marmi (carbonato di calcio metamorfosato), nel quarzo e persino nel ghiaccio. In alcune di queste situazioni le grotte sono più rare perché si tratta di materie solubili ma, considerate in tempi geologici, anche elastiche (capaci cioé di deformarsi senza rompersi se sottoposte a sforzi tettonici): questo ha fatto sì che le fratture siano più rare e l'acqua incontri maggiori difficoltà a penetrare nel sottosuolo. Ma tale considerazione non sempre è valida: basti l'esempio dei marmi, che sono plastici quando si formano ma non attualmente. Tanto che molti dei principali abissi italiani si trovano proprio sulle Alpi Apuane.  

Le grotte nel sale sono molto rare perché la solubilità è così alta che gli affioramenti tendono a sparire in tempi rapidissimi: se ne trovano perciò solo in zone dove la piovosità è quasi assente, come in Medio oriente. La solubilità del gesso è invece intermedia fra quella della roccia calcarea e quella del sale: il gesso si scioglie direttamente in acqua senza che occorra la presenza di anidride carbonica. Le formazioni gessose, però, hanno sempre uno scarso spessore dovuto alle caratteristiche dell'ambiente che le ha originate: vasti bacini lagunari con acque poco profonde e soggette a forte evaporazione. Eppure una delle grotte più lunghe del mondo, la Optimisticheskaja, in Ucraina (oltre 200 Km di sviluppo), è scavata nel gesso. E in Italia, nei sedici strati della Vena del Gesso romagnola - salvaguardata con l'istituzione di un Parco, ma ancora minacciata da scarichi inquinanti - esistono alcune delle più importanti cavità mondiali in questo tipo di formazioni: la più famosa, con oltre 10 Km di sviluppo, è la Grotta della Spipola, alle porte di Bologna; mentre il sistema carsico del Rio Basino (Monte Mauro), con circa 250 metri di dislivello è fra i più profondi del mondo.  

Per saperne di più è possibile consultare il sito www.venadelgesso.it dedicato alla Vena del gesso romagnola e curato da Speleo GAM Mezzano (RA) e Centro di Documentazione della Vena del Gesso di Riolo Terme (RA).

La terza materia carsificabile, il ghiaccio, è quella che tende più rapidamente ad essere asportata, ma se ne ricrea continuamente in modo tale che all'interno dei ghiacciai si possono formare grandi strutture carsiche, relativamente stabili. I torrenti che scorrono in superficie aprono pozzi (mulinelli) nei punti di maggior debolezza della massa glaciale e le cascate che vi precipitano li scavano sino a circa 160 metri di profondità. Più in giù la pressione è tale che il ghiaccio scorre lentamente e riempie eventuali cavità e questo obbliga l'acqua a procedere per vie sub-orizzontali anche per decine di chilometri. Le cavità nel ghiaccio sono simili a quelle carsiche - pozzi, meandri e scallops sulle pareti - ma hanno la particolarità di mutare morfologia e dimensione ogni anno, a seconda della temperatura estiva. La speleoglaciologia - i cui primi studi organici sono iniziati da pochi anni ad opera di ricercatori italiani - è un interessante campo di approfondimento per il futuro. Esplorare le grotte nel ghiaccio è un'esperienza bellissima, soprattutto per l'incantevole luce azzurrina e impalpabile che filtra dall'esterno e rende l'ambiente irreale; ma è anche un'avventura pericolosa: finire in acqua può essere fatale, mentre la fusione del ghiaccio rende queste cavità estremamente instabili, soggette a crolli o a piene improvvise.  

Per saperne di più vedi anche la pagina di questo sito dedicata al progetto di Speleoglaciologia in Appennino.  

Ci sono anche grandi grotte non originate dall'acqua. Sono quelle che si formano - anche in pochi giorni - sulle pendici dei vulcani. In occasione delle eruzioni lo scorrimento delle lave forma dei condotti a tubo (gli ingrottamenti): la parte esterna della lava che scorre verso valle si raffredda, solidificandosi, e quindi cessa di scorrere; si viene così a formare una specie di tunnel, al cui interno continua a passare la roccia fusa. A fine eruzione resta un tubo di roccia che, una volta freddo, può essere esplorato. Non è raro rinvenire in queste cavità singolari concrezioni formate dallo zolfo cristallizzato. Le più grandi grotte vulcaniche si trovano nelle Hawaii e raggiungono sviluppi di oltre 10 chilometri. In Italia sulle pendici dell'Etna se ne aprono diverse centinaia, alcune delle quali superano abbondantemente il chilometro di sviluppo. Le grotte vulcaniche (come quelle di ghiaccio) sono effimere: basta una colata per cancellare le vecchie e crearne di nuove. I vulcanospeleologi sono convinti che studiando queste cavità si potranno ottenere informazioni per prevedere quali saranno la direzione, l'area invasa e la distanza percorsa dalle future colate.  

Per saperne di più sulle grotte vulcaniche dell'Etna è possibile consultare il sito (con galleria fotografica) curato da Roberto Maugeri del Centro Speleologico Etneo.  

Sono da citare poi le grotte "meteoriche" o "eoliche", piccole nicchie formate dall'azione meccanica delle particelle trasportate dal vento. Normalmente si aprono in rocce poco cementate e friabili, come le arenarie; ma altre volte caratterizzano rocce compattissime, come il granito: sono famose quelle della Gallura, in Sardegna, dove le forme erose dal vento ricordano animali di pietra. Spesso danno vita a quelli che vengono chiamati "ripari sotto roccia", luoghi preferenziali di insediamento degli uomini preistorici e dunque possono avere un'importanza archeologica. Infine anche le grotte marine hanno una genesi che deriva dall'azione erosiva delle onde, in qualche caso potenziata dall'effetto chimico della miscelazione con acque meteoriche. Molte cavità, però, sono state scavate quando il livello del mare era assai diverso da quello attuale e dunque oggi non si trovano sulla linea di riva: sono più in alto, all'asciutto, o più in basso sommerse. Sono dunque di grandissima importanza per lo studio dei mutamenti del livello del mare e, indirettamente, per ricostruire l'evoluzione del clima globale del pianeta. Spesso queste grotte si formano in zone calcaree, dando così vita a fenomeni ipogei misti - erosivi e carsici - di grande spettacolarità.  

Per saperne di più sulle grotte marine è possibile consultare il sito del Centro Europeo di Speleologia Marina.

Le grotte si sviluppano nel cuore delle montagne e non hanno bisogno di grandi ingressi (l'acqua passa in pertugi minuscoli). Spesso, inoltre, gli imbocchi percorribili possono essersi richiusi con il tempo, a causa di crolli o altro. Per questo è credibile che buona parte delle grotte esistenti sulla Terra siano inaccessibili e che quella che oggi ci è nota sia solo una minuscola parte del mondo sotterraneo. La "frontiera da immaginare" è vastissima: una vera e propria regione geografica ancora da esplorare. Per cercare una grotta si inizia scegliendo un'area che, per la natura delle rocce, il tipo e la portata delle sorgenti o la presenza di fenomeni carsici superficiali, prometta di ospitare un reticolo sotterraneo che dreni le acque. È pur sempre una scommessa: i fenomeni carsici superficiali sono indizi del fatto che la montagna contiene gallerie, ma non è detto che sarà possibile raggiungerle. Stabilita l'area di ricerca, il secondo passo è quello di dotarsi di una buona cartografia della zona (ottime le tavolette dell'Istituto geografico militare a scala 1:25.000 e le carte tecniche regionali a scala 1:10.000) e avviare una serie di sopralluoghi: le battute esterne. Un primo metodo è quello di chiedere agli abitanti del luogo se siano a conoscenza di grotte, facendosi magari accompagnare agli ingressi. Si fanno curiose conoscenze ma, il più delle volte, ci si sente ripetere incredibili leggende locali. Le più ricorrenti sono quelle di tesori, di pozzi senza fondo e di uomini o animali caduti nel baratro e riemersi, impazziti, a chilometri di distanza.  

Un metodo più efficace, per evitare duplicazioni di ricerche già svolte - che possono però dare sorprese - è quello di rivolgersi ai gruppi speleologici che operano nella regione, documentandosi preventivamente con una attenta ricerca bibliografica sulla presenza e dislocazione di cavità già esplorate e individuando le zone meno battute. Gli speleologi, infatti, nel corso dei decenni hanno organizzato le informazioni ricavate dalle esplorazioni e le hanno raccolte in appositi catasti. Ogni nuova grotta viene così iscritta a catasto con un numero e una scheda che ne indica l'ubicazione e contiene tutte le conoscenze disponibili sulla cavità, compreso il rilievo topografico. Per compiere efficaci battute esterne è fondamentale riportare sulla cartografia a disposizione gli ingressi già noti e, via via, tutte le altre osservazioni fatte sul campo (fenomeni carsici superficiali, assorbimenti d'acqua, sorgenti, laghi carsici, valli chiuse, fessure o buchetti con correnti d'aria), compresi gli itinerari di avvicinamento. Se è vero che la speleologia si fa sul campo e anche vero che molte grandi esplorazioni sono scaturite da intuizioni nate a tavolino.