Come si è visto nel paragrafo introduttivo tutte le pietre sia allo stato naturale che in opera si degradano naturalmente in misura variabile in dipendenza al loro stato chimico e fisico. Lo studio di pietre poste in opera in atmosfere urbane inquinate ha messo in evidenza come questa alterazione naturale venga ad intensificarsi ed a velocizzarsi per la presenza di particolari sostanze fortemente reattive nei confronti dei costituenti chimici della pietra.
Tra le sostanze più pericolose per le pietre in genere e soprattutto per i calcari teneri possiamo citare gli Ossidi di Zolfo, gli Ossidi di Azoto, i residui della combustione di benzine, nafte, carboni, le polveri silicatiche e vari ossidi contenute nel particellato atmosferico. Queste sostanze unite all'acqua, che svolge un ruolo sia fisico (trasporto) che chimico (reazioni di solubilizzazione), danno spesso come prodotto ultimo delle patine di alterazione e dei depositi che vanno sotto il nome di Croste Nere.
Nelle emissioni di gas sia per scarichi di automobili o da riscaldamenti, ecc., e spesso fortemente resente l'anidride solforosa (SO₂) che a contatto con l'ossigeno atmosferico e in presenza di catalizzatori come per esempio carbone e ferro, si ossida dando anidride solforica (SO₃).
Questo composto reagendo con l'acqua meteorica forma un acido molto corrosivo, l'acido solforico (H₂SO₄), che reagisce con il Carbonato di Calcio (CaCO₃), traformandolo in Solfato di Calcio biidrato cioè in Gesso (CaSO4 * 2H2O).
La reazione che avviene sulla superficie della pietra è la seguente:

CaCO₃ + H₂SO₄ + H₂O -> CO₂ + CaSO₄ * 2H₂O

Si formeranno quindi dei microcristalli di Gesso che ingloberanno tutte le particelle solide contenute nella soluzione di partenza e tra queste soprattutto globuletti di Carbone poroso derivati da incompleta combustione di oli minerali, e Ossidi di Ferro provenienti sia dal particellato atmosferico sia da oggetti in ferro presenti nelle vicinanze. La crosta nera è costituita da microcristalli di gesso spesso tabulari e geminati ed a volte nelle tipiche disposizioni dette "rose del deserto". Inoltre mescolati ed inglobati tra i cristalli di gesso si trovano quasi sempre globuletti di carbone del tipo poroso derivato da incompleta combustione di benzine ed olii minerali.
Le sostanze carboniose e gli Ossidi di Ferro racchiusi tra i cristalli di gesso oltre a provocare la colorazione nerastra che tanto deturpa visivamente le pietre in opera, sono nocivi in quanto agiscono come catalizzatori della reazione di ossidazione della SO₂ in SO₃.
Queste croste vanno via via aumentando di spessore, nelle zone riparate dal dilavamento atmosferico, a causa di una continua ricristallizzazione di gesso, fino a divenire troppo pesanti per autosostenersi e quindi cadere.
Questo fenomeno quindi porta ad una alterazione superficiale della pietra con formazione di gesso che continua a depositarsi finchè cadendo, assieme alla parte alterata della roccia, non mette a nudo porzioni di roccia sana più profonde che diventano terreno di formazione di una nuova crosta nera.
Quindi questo processo, oltre a provocare una non corretta lettura del manufatto e sgradevoli effetti cromatici, è causa di un continuo e sempre più approfondito degrado della pietra.
Da ricordare inoltre che essendo il Solfato di Calcio un sale abbastanza solubile, esso può essere dilavato da acque circolanti e penetrare in soluzione all'interno di pietre particolarmente porose come le pietre tenere vicentine.
Si può quindi avere un ulteriore degrado fisico legato a ricristallizzazione di questo sale all'interno dei pori.