Procesos de meteorización y su impacto en el suelo y el paisaje
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Las rocas que se encuentran en la superficie terrestre están expuestas a procesos que tienden a fracturarlas y a alterar químicamente los minerales que las componen, disgregándolas en fragmentos cada vez más pequeños llamados clastos. Esta alteración es la meteorización, que comprende procesos mecánicos, químicos y biológicos.
1.1. Meteorización mecánica
Es la fragmentación de la roca mediante esfuerzos mecánicos, quedando inalterada la composición química y mineralógica de la roca. Esta fragmentación se produce de diversas formas.
Tipos de meteorización mecánica
Gelifracción. Es la rotura de la roca debido a la acción tipo cuña que realiza el agua al congelarse en el interior de las grietas de la roca. En zonas de fuerte pendiente los fragmentos generados se acumulan originando los canchales.
Abrasión. Es el roce ocasionado sobre las rocas por los pequeños clastos que son transportados por el viento, por el hielo, por las corrientes fluviales o por el oleaje. Las rocas en seta se producen por la abrasión de la arena sobre la base de la roca.
Descompresión. Es la expansión que experimentan las rocas que se han formado en el interior de la corteza terrestre, a altas presiones, cuando ascienden a la superficie. La pérdida de presión produce su dilatación y su diaclasado.
Termoclastia. Es debida a las grandes diferencias de temperatura que pueden producirse entre la superficie de la roca y su interior cuando se encuentra expuesta al sol. Los distintos índices de dilatación de los minerales favorecen este proceso.
1.2. Meteorización química
Es la disgregación de las rocas mediante la alteración química de sus minerales, proceso que es más eficaz en climas cálidos y húmedos. Con frecuencia se producen minerales nuevos, especialmente óxidos, hidróxidos y carbonatos, que en algunos casos pueden tener interés industrial. Esta alteración puede producirse por varios procesos:
- Oxidación. Algunos minerales, como los sulfuros, reaccionan con el oxígeno atmosférico y forman óxidos e hidróxidos de hierro, cobre, aluminio y cinc.
- Carbonatación. Es la adición de un grupo carbonato (CO₃)²⁻ a la molécula de un mineral, por el contacto con agua que lleva CO2 en disolución. La carbonatación altera las propiedades del mineral, como su resistencia mecánica o su solubilidad. Por ejemplo, la calcita se disuelve con facilidad al ser sometida a un proceso de carbonatación.
- Disolución. Se produce sobre los minerales solubles, como la halita (NaCI), la silvina (KCI), la carnalita (KMgCl3) o el yeso (CaSO4 • 2H2O). El agua disocia las sales, separándolas en iones. Como resultado, la estructura cristalina se destruye y el mineral queda disuelto en el líquido.
- Hidrólisis. Es la rotura de la estructura cristalina de un mineral por la acción química de los iones hidrógeno H+ e hidroxilo OH , presentes en el agua. La abundancia del ion hidrógeno hace que el agua gane acidez, mientras que la abundancia de hidroxilo la hace alcalina. Algunos minerales son más solubles en medio ácido, como los carbonatos y los feldespatos, y otros lo son en medio alcalino, como el cuarzo.
1.3. Meteorización biológica
Algunos seres vivos producen un efecto destructivo sobre las rocas, que recibe el nombre de meteorización biológica, y que comprende procesos mecánicos y químicos:
- Las raíces de los árboles producen un efecto de cuña como el de la gelifracción.
- La cubierta herbácea del suelo conserva la humedad, lo que facilita los procesos de oxidación, carbonatación y disolución de los minerales.
- La respiración de los seres vivos y algunas reacciones de descomposición realizadas por bacterias y hongos aportan CO2 al agua, aumentando su acidez y su capacidad de carbonatación.
- El proceso de la fotosíntesis aporta oxigeno al agua y al aire, y esto aumenta su capacidad oxidante.
2. La edafización produce un suelo a partir de detritos
Debido a los diferentes procesos de meteorización, los clastos desprendidos de las rocas se acumulan formando una cubierta de materiales sueltos que recibe el nombre de detrito o regolito.
La edafización es el proceso que transforma el detrito en un suelo fértil. La presencia de seres vivos es fundamental, ya que actúan mecánica y químicamente sobre el detrito, generando:
- La mezcla de sus componentes.
- El aumento de su porosidad y de su capacidad para contener agua.
- El aporte de sustancias que favorecen la meteorización química.
- El aporte de materia orgánica, que da lugar al humus*.
Sin todos estos procesos, resultantes de la acción biológica, un detrito no puede llegar a formar un suelo fértil. La eficacia con la que los seres vivos realizan esa transformación depende de los siguientes factores:
- La pendiente del terreno. Las pendientes muy pronunciadas desestabilizan el detrito, mientras que en zonas llanas la mayor estabilidad de este sustrato favorece la edafización.
- El clima. Los climas cálidos y húmedos aceleran la edafización, ya que en ellos se desarrolla una intensa actividad biológica. En climas glaciares y desérticos esta actividad biológica no se produce.
- El tiempo. La edafización es un proceso que necesita decenas o centenares de años para producirse.
Otros factores. El tipo de roca, la presencia de agentes geológicos que aporten sedimentos o el mayor o menor contenido en nutrientes inorgánicos (nitratos y fosfatos principalmente) también influyen en la edafización.
El suelo es un valioso recurso, ya que constituye el sustrato de los ecosistemas naturales y de la actividad agrícola. Su contaminación o su alteración negligente producen daños muy graves que tarde o temprano repercuten en muchas de las actividades humanas.
2.1. Características del suelo
Además de la estructura de sus horizontes, hay tres propiedades que determinan la calidad de un suelo:
- Textura. Es la proporción de determinadas partículas que componen su fracción mineral. Estas partículas se clasifican en arenas, limos y arcillas, de mayor a menor tamaño. Según la proporción de cada una de ellas, nos encontramos suelos arenosos, arcillosos, limosos o francos (suelos equilibrados).
- Porosidad. La porosidad es el porcentaje del suelo que está ocupado por huecos, que pueden contener aire o agua. En los suelos arenosos, la porosidad es de entre el 20 y el 40 %; en los arcillosos puede ser superior al 70 %.
- Permeabilidad. Es la facilidad con la que el agua fluye a través de él. Los suelos arenosos tienen una permeabilidad muy alta, mientras que los muy arcillosos son prácticamente impermeables: pueden contener mucha agua debido a su gran porosidad, pero esta no es capaz de circular a través de los poros.
Tipos de suelos
Podsol: Clima húmedo. La evaporación es escasa, por lo que predominan la infiltración y el flujo descendente.
El horizonte A es pobre en sales debido a la intensa lixiviación o lavado que se produce en él, quedando teñido de color gris.
Suelos pardos: Clima muy estacional. Se produce infiltración en las estaciones lluviosas y ascenso capilar en el verano.
Este flujo alternante de agua dentro del suelo hace que los horizontes A y B estén poco diferenciados.
Caliche: Clima muy árido y caluroso. Predomina el ascenso capilar debido a la intensa evaporación desde el suelo.
El lavado se produce hacia la superficie, donde puede desarrollarse un horizonte B en forma de costras salinas o cal.
Litosuelos o suelos rocosos: Suelos poco evolucionados, de poco espesor, arenosos o arcillosos, sobre una roca madre poco o nada alterada.
No tienen horizontes diferenciados (suelos azonales) y en ellos enraíza vegetación herbácea.
2.2. El suelo y la actividad humana
El suelo es un patrimonio que debe protegerse contra las actividades que podrían causar su deterioro, su empobrecimiento o su desaparición. La desertización es la pérdida del suelo fértil y su sustitución por un sedimento o una roca estériles.
Cuando esta pérdida es claramente atribuible a la acción humana, se denomina desertificación.
Entre las causas que producen la desertificación se encuentran:
- Sobrepastoreo y deforestación. El abuso de la ganadería extensiva y la tala de bosques eliminan la cobertura vegetal, exponiendo el suelo a la erosión.
- Urbanización. La ocupación y urbanización del territorio destruyen grandes extensiones de suelo.
- Cambio climático. El cambio climático ha producido que zonas que antes eran húmedas tengan en la actualidad climas áridos.
3.2. Procesos erosivos
Los distintos agentes geológicos recogen los clastos que forman el detrito, o incluso producen el arranque de nuevos clastos de las rocas, y los ponen a su vez en movimiento trasladándolos a otro lugar.
La erosión realizada por los agentes geológicos configura diferentes formas de modelado características en el paisaje, por lo que al observar el modelado se puede deducir el agente geológico que ha actuado, aunque ya no esté ahí.
La erosión evacua grandes volúmenes de materiales, provoca la destrucción de los relieves y tiende a transformarlos en llanuras. Los materiales recogidos por los agentes geológicos en el proceso erosivo ya no reciben el nombre de detrito, sino que pasan a llamarse sedimento.
3.3. Procesos de transporte
Mientras que los procesos gravitacionales trasladan los materiales únicamente hasta el pie de la pendiente, los agentes geológicos los transportan a grandes distancias. Además, cuando un agente geológico deposita los materiales que transportaba, es frecuente que otro agente los recoja y continúe su transporte.
El sedimento que es transportado por una masa de fluido puede viajar en contacto con el fondo o separado de él.
4. Los agentes geológicos depositan materiales en los ambientes sedimentarios
El lugar físico donde un agente geológico deposita los sedimentos en capas horizontales se denomina cuenca sedimentaria. Las cuencas presentan diferentes condiciones fisicoquímicas (profundidad, pH, salinidad..), biológicas y geológicas que determinan los ambientes sedimentarios.
Mediante el estudio de las estructuras sedimentarias y sus facies podemos deducir en qué ambiente se depositaron los sedimentos.
Los ambientes sedimentarios son lugares donde normalmente se está produciendo sedimentación, aunque de forma ocasional puede interrumpirse la acumulación de depósitos durante un periodo de miles o cientos de miles de años, o incluso es posible que tenga lugar una erosión de los materiales depositados. Estas interrupciones se pueden reconocer luego en las rocas sedimentarias, y se clasifican como estructuras de no sedimentación y estructuras erosivas.
Tipos de ambientes sedimentarios
- Continentales. Son los situados sobre los continentes. Se clasifican según el agente geológico que realiza la sedimentación:
- Fluviales. Aquellos en los que el agente geológico que actúa es un rio.
- Aluviales. Zonas donde los arroyos y torrentes depositan sus sedimentos.
- Lacustres. Los fondos y orillas de los lagos y otras masas de agua dulce.
- Glaciares. Zonas de sedimentación de materiales transportados por el hielo.
- Eólicos. Zonas de acumulación de materiales transportados por el viento.
- De transición. Son aquellos que presentan influencia continental y marina:
- Playas. Depósitos de arena y grava acumulados por el oleaje en la costa.
- Deltas. Extensas acumulaciones de arena y limos aportados por un río en su desembocadura.
- Estuarios. Desembocaduras fluviales amplias, con gran influencia marina, debido a una diferencia de altura notable entre la marea alta y la baja.
- Marismas y albuferas. Lagunas costeras, de agua dulce o salada.
- Marinos. Situados bajo el mar.
Se clasifican según su posición geográfica:
- Plataformas continentales. Zonas sumergidas de los continentes. Son áreas extensas y de intensa sedimentación.
- Arrecifes. Estructuras elaboradas por la acumulación de esqueletos de seres vivos, como corales, moluscos, esponjas, etc.
- Taludes continentales. Son las pendientes que unen las plataformas continentales con los fondos abisales.
- Abisales. Son los extensos fondos oceánicos. Al pie del talud continental se produce una intensa sedimentación, pero lejos de los continentes la cantidad de sedimentos es escasa.
5. Los procesos externos originan diferentes riesgos
Los procesos externos son causantes de situaciones de riesgo que, cuando se materializan en eventos catastróficos, se cobran muchas vidas humanas y provocan cuantiosas pérdidas.
Entre los principales riesgos geológicos destacan:
- Inundaciones. Desbordamiento del cauce de un río y ocupación de su llanura de inundación. Normalmente, se produce debido a lluvias intensas y prolongadas, como las ocasionadas por los monzones.
- Avenidas torrenciales. Ocupación súbita de un cauce, habitualmente seco, por un caudal de agua con gran capacidad erosiva y de transporte. Están asociadas a fuertes tormentas que pueden descargar en poco tiempo mucha agua sobre la cuenca de recepción de un torrente.
- Procesos gravitacionales. Caída de materiales a favor de una fuerte pendiente. Puede tratarse de rocas u otros materiales, como nieve o bloques de hielo.
En este grupo se incluyen los aludes, las avalanchas de rocas y los corrimientos de tierras.
- Subsidencia cárstica. Hundimiento local por colapso de una oquedad del subsuelo, producida por la disolución de materiales solubles, como caliza o yeso.
- Erosión del suelo. Desaparición de suelo fértil debido a la erosión de las aguas salvajes. Produce grandes daños en los ecosistemas, así como a la agricultura y la ganadería.
Se origina cuando el suelo queda desprotegido por haberlo despojado de su cubierta vegetal, ya sea por una tala abusiva, por incendios o por una gestión inadecuada de los ecosistemas y de las técnicas de cultivo.
La principal consecuencia de la erosión del suelo es la transformación de los ecosistemas en desiertos, la desertificación, pero se producen también alteraciones en el clima y en el ciclo del agua, y se agravan otros riesgos, como los de avenidas y los fenómenos gravitacionales.
5.1. Riesgos geológicos externos en España
En España, los riesgos geológicos externos son diferentes en las distintas regiones climáticas:
- En el norte peninsular. Como el clima es húmedo, se producen periódicamente inundaciones en las desembocaduras de los ríos, que provocan daños sobre las poblaciones.
- En el sur y sureste peninsulares, en las islas Baleares y en las islas Canarias. El clima seco y la escasez o ausencia de vegetación hacen que el régimen de lluvias sea torrencial, por lo que el principal riesgo son las avenidas torrenciales.
- En las zonas montañosas. Hay riesgo para las poblaciones que se ubican en las desembocaduras o en los cursos de los torrentes con grandes cuencas de recepción.
- En las zonas costeras. La acción erosiva del mar sobre los acantilados produce esporádicamente la caída de bloques o las avalanchas de materiales.
- En las zonas sísmicas. En Canarias o el sureste peninsular, las pendientes abruptas con materiales poco consolidados son susceptibles de producir avalanchas ante una sacudida sísmica. Las construcciones sobre estos materiales o bajo ellos se encuentran en una situación de riesgo.
Algunos efectos de la actividad humana sobre la corteza terrestre son:
- - Modificación de los relieves. La actividad minera, la realización de obras públicas, la urbanización de terrenos, etc., tienen efectos como:
- Eliminación de relieves, al elaborar desmontes para diferentes fines, como agrícolas o urbanísticos.
- Creación de relieves, como las escombreras, vertederos o terraplenes.
- Relleno de valles, ya sea al utilizarlos como vertederos o al trazar carreteras o tendidos ferroviarios.
- Modificación de las tasas de erosión y sedimentación. La deforestación, que lleva a la desertificación, aumenta la capacidad erosiva de las aguas de arroyada, lo que a su vez produce un incremento de la carga que transportan los agentes geológicos y un aumento de su velocidad de aporte de sedimentos a las cuencas sedimentarias.
La creación de embalses para aprovechar el agua de los ríos produce en cambio una disminución de su aporte de sedimentos a la desembocadura, lo que puede causar el retroceso de los deltas y la pérdida de playas, al faltar el aporte de sedimentos arenosos a la línea de costa.
- Modificación de los litorales. Al construir malecones, puertos, rompeolas y otras estructuras en la línea de costa, el ser humano modifica la dinámica de las corrientes litorales y del oleaje.
Como consecuencia pueden desaparecer algunas playas y acumularse arena en zonas que antes estaban desprovistas de ella. Se modifican también las desembocaduras de los ríos, que pueden experimentar alteraciones en su dinámica, al formarse bancos de arena que alteran la morfología de su cauce.