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La torbiera, tipo di ecosistema umido caratterizzato da un terreno umido, spugnoso e poco drenato. Le torbiere possono essere divise in tre tipi: (1) torbiere tipiche delle regioni fredde, dominate dalla crescita di muschi di palude, Sphagnum, e brughiere, in particolare Chamaedaphne (le torbiere settentrionali con alberi che crescono su di esse sono spesso chiamate muskegs); (2) torbiere, dominate da piante simili ad erba, erbe, carici e canne; e (3) torbiere tropicali, in cui la torba può essere formata quasi interamente da resti di alberi. Le torbiere tipiche, o Sphagnum, sono altamente acide con un pH (indice di acidità-alcalinità) inferiore a cinque (sette è neutro) e sono associate ad acque che non contengono più minerali di quelli contenuti nell’acqua piovana, spesso l’unica fonte di acqua per una torbiera. Le torbiere sono irrigate con acque sotterranee che hanno alcuni minerali disciolti e che hanno un pH superiore a cinque; cioè, sono solo moderatamente acide. Le torbiere e le paludi sono spesso associate in un’area che di solito è chiamata palude. Le torbiere tropicali si verificano solo in aree dove l’acqua è molto povera di minerali. Sono meno comuni delle paludi, ma coprono ancora vaste aree in Malesia, Indonesia, Sud America tropicale e Africa.

Le torbiere tipiche hanno una flora semplice. Oltre agli sfagni e alle brughiere, ci sono alcune carici ed erbe, come l’erba cotone, drosere insettivore, piante lanciatrici e molte orchidee. Le desmidi, un gruppo di alghe verdi unicellulari divise in metà simmetriche, sono caratteristiche delle torbiere. Gli animali non sono comuni nelle torbiere.

Gli sfagni sono grandi muschi con grandi cellule vuote con pori che si aprono all’esterno che si trovano tra le cellule clorofilliane delle foglie. Queste cellule vuote assorbono e trattengono facilmente l’acqua, dando al muschio una qualità simile a una spugna. Lo sfagno assorbe i minerali (cationi) dall’acqua, sostituendoli con acido (ioni idrogeno), e quindi rende l’acqua intorno a sé più acida.

La saturazione del muschio con l’acqua ritarda il passaggio dell’aria, così che le parti di una massa di sfagno a più di pochi centimetri dalla superficie sono solitamente anossiche. La combinazione di mancanza di ossigeno, mancanza di minerali e condizione altamente acida ritarda notevolmente l’azione di batteri e funghi, gli abituali organismi di decomposizione. Con il ritardo della decomposizione del muschio morto, una torba di sfagno si sviluppa sotto le piante vive. Ciò avviene in particolare nelle zone in cui la temperatura media annua è inferiore a 10 °C, il che ritarda anche la decomposizione.

Le torbiere sono più comuni nelle parti del mondo che furono glaciate durante il Pleistocene (da 2.600.000 a 11.700 anni fa). Coprono vaste aree nella tundra e nelle regioni della foresta boreale del Canada, dell’Europa settentrionale e della Russia. Aree di alta piovosità più a sud, come le parti più umide delle isole britanniche, contengono anche torbiere estese. Il ghiaccio glaciale ha creato molte depressioni locali raschiando le rocce sottostanti e spargendo un deposito irregolare di fango sul terreno. Con lo scioglimento del ghiaccio, queste depressioni si riempirono d’acqua. Se il contenuto minerale dell’acqua era basso, gli stagni così formati sono stati colonizzati da Sphagnum, che li ha convertiti in torbiere.

Una volta che le torbiere si sono formate, ritardano lo sviluppo di un drenaggio efficiente inibendo il movimento dell’acqua e rallentando l’erosione del suolo o delle rocce su cui poggiano. Così, le torbiere tendono ad essere di lunga durata se le temperature rimangono basse e se esiste un eccesso sufficiente di precipitazioni rispetto all’evaporazione per evitare il loro prosciugamento. Se si seccano, le piante di montagna colonizzeranno l’ex torbiera.

Anche i piccoli laghi nelle regioni glaciali si sono spesso trasformati in torbiere se non sono stati drenati dall’erosione dei letti dei torrenti o completamente riempiti da sedimenti terrestri. Il lago comincia a riempirsi con lo sviluppo di un tappeto galleggiante di vegetazione vicino alla riva. Questo può diventare una torbiera, con erbe e carici principalmente coinvolti, se l’acqua del lago ha un contenuto minerale sufficiente. Un lago su rocce resistenti, povero di minerali, svilupperà un tappeto di torbiera galleggiante con Sphagnum e Chamaedaphne. Nei laghi più grandi, l’azione delle onde non permetterà lo sviluppo di tali tappeti galleggianti.

Quando il tappeto cresce nell’acqua, galleggia in superficie sostenuto dall’aria nei tessuti delle piante. La crescita verso l’alto ombreggia le parti inferiori e queste muoiono, formando un tappeto galleggiante sempre più spesso, la cui parte superiore rimane solo pochi centimetri sopra il livello della superficie del lago. Il lento decadimento e le perturbazioni meccaniche rompono i pezzi impregnati d’acqua dal fondo del tappeto. Questi affondano e si raccolgono sul fondo del lago in modo che il lago si riempia sia dal basso verso l’alto che dall’alto verso il basso. Il materiale che si raccoglie sul fondo del lago è molto fine, solo un po’ più denso dell’acqua. Non si compatta in uno strato solido ma forma uno strato di falso fondo attraverso il quale gli oggetti pesanti cadono sul solido fondo originale del lago.

Dalla superficie in giù, gli strati sono (1) palude galleggiante, (2) acqua chiara, (3) falso fondo e (4) vero fondo. Con il continuo ispessimento della stuoia c’è meno influenza dell’acqua del lago sulla crescita delle piante, e lo Sphagnum di solito comincia a invadere la superficie della stuoia anche se prima era dominata dalle erbe. Con la crescita del muschio si forma una vera torbiera e varie eriche invadono il tappeto, specialmente la Chamaedaphne. Con il continuo ispessimento, gli alberi possono iniziare a crescere, il primo di solito è il larice (Larix). L’abete nero può invadere negli ultimi stadi di sviluppo della torbiera. Da una certa distanza può essere difficile individuare il confine originale tra l’altopiano e il lago ora riempito.

Durante gran parte di questo processo la vegetazione è fluttuante. La torbiera è chiamata torbiera tremolante per indicare l’instabilità della superficie, che affonda leggermente sotto un peso. È anche possibile sfondare la vegetazione e raggiungere l’acqua sottostante. Sia persone che animali sono annegati in questo modo. Le torbiere non galleggianti possono anche tremare se la torba è spessa e spugnosa.

In definitiva, per crescita ascendente e centripeta, la torbiera riempie completamente il lago. Il bacino glaciale originale conterrà allora uno strato inferiore di sedimenti inorganici combinati con detriti organici derivati sia dalla produzione del lago che da fonti terrestri che circondano il lago. In cima a questo, può essere visibile uno strato di materiale di falso fondo, compattato dal peso della torba sovrastante. La torba di palude riempie il resto del bacino. La crescita della torbiera non si ferma necessariamente in questa fase perché, se le precipitazioni sono sufficienti, le proprietà di ritenzione dell’acqua dello sfagno sono sufficienti a mantenere un ambiente umido e stagnante sopra la falda originaria rappresentata dalla superficie del lago. Così, la continua crescita verso l’alto delle piante della torbiera crea una torbiera alta. La torbiera alta è simile alla torbiera ordinaria, tranne per il fatto che non si trova in una depressione, ma è sollevata rispetto all’ambiente circostante. Un fossato che contiene un po’ di acqua aperta circonda tipicamente una torbiera alta, dove l’acqua drena dalla torbiera alta e dall’altopiano circostante. Poiché il fossato riceve il drenaggio dalla terraferma, può essere una torbiera alta. La torbiera alta riceve solo acqua piovana. Poiché la pioggia ha un contenuto minerale molto basso, la torbiera rialzata è più completamente dominata dalle caratteristiche dello Sphagnum rispetto alla torbiera galleggiante. Brughiere, larici e abeti neri, che crescono abbastanza bene sulla torbiera galleggiante, sopravvivono solo come esemplari stentati intorno ai bordi della torbiera rialzata.

La torba sottostante una torbiera di sfagno è composta in gran parte da muschio parzialmente decomposto. Ci può essere qualche inclusione di particelle soffiate dal vento, polline e polvere. Il contenuto di acqua della torba può raggiungere il 90%. Il contenuto di cenere della torba essiccata varia dal 2 al 20 per cento, con valori più bassi più usuali perché le maggiori quantità di cenere provengono dalla sabbia e dall’argilla soffiate nella torba quando era in superficie. Altre caratteristiche chimiche della torba alla base delle torbiere sono l’assenza di ossigeno libero; la presenza di anidride carbonica ad alta pressione, anche se in piccole quantità; una bassa concentrazione di elettroliti e un’elevata acidità.

In generale, le temperature nelle aree tropicali di pianura sono abbastanza alte perché il decadimento organico sia troppo veloce per accumulare grandi quantità di torba. Ma in aree con precipitazioni molto elevate e con acque sotterranee di contenuto minerale molto basso, possono verificarsi torbiere. Come avviene nelle regioni più fredde, le torbiere possono riempire bassi bacini o svilupparsi in torbiere rialzate. Le piante di queste torbiere sono principalmente alberi sempreverdi a foglia larga, che possono essere alti fino a 30 metri. Possono anche verificarsi palme e screwpines. Il numero di tipi di piante di queste torbiere è molto limitato in confronto alle foreste circostanti, proprio come avviene nelle torbiere più fredde. Verso il centro delle torbiere rialzate, gli alberi sono più corti o assenti. Erbe e carici coprono più terreno e si possono verificare pozze d’acqua aperte. Lo sfagno non cresce in nessuna misura nelle torbiere tropicali, e la torba è composta dai resti di piante da seme. Il numero limitato di specie è causato interamente dalla mancanza di qualsiasi apporto di minerali dalla falda acquifera e dalla rapida rimozione, con forti piogge, di quelli che arrivano in polvere.