11.CAP XI. Meteorizacion
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CAPTULO XI: GEOQUMICA DE LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS Meteorizacin. Tipos de meteorizacin: Fsica y qumica. Productos finales d e la meteorizacin. Susceptibilidad de los minerales a la meteorizacin. Cambios qumicos en las rocas. Ambientes de sedimentacin. Procesos de la dagnesis.
-
Meteorizacin es el proceso general que
experimentan los materiales en la corteza
como respuesta a las condiciones de
contacto o proximidad con la atmsfera,
hidrosfera y biosfera. (Brunsden, 1979)
EN LAS ROCAS SE PRODUCEN
ALTERACIONES Y TRANSFORMACIONES
Fsicas y qumicas
Transformaciones fsicas: acciones
mecnicas que generan desagregacin o
fragmentacin de las rocas. Se deben a:
TENSIONES POR CAMBIOS DE VOLUMEN (expansin
y contraccin)
ACUAMIENTOS (empapamiento-desecacin,
crecimiento de cristales, trermoclastia, crecimiento
de races, alivio de carga...)
Transformaciones qumicas: procesos de
alteracin que generan descomposicin y
corrosinde las rocas.
Reacciones de hidrlisis, hidratacin, disolucin,
oxidacin reduccin, carbonatacin y quelacin
Desgaste por disolucin.
-
Lajamiento.-Formacin de diaclasas paralelas o
subparalelas a la superficie por prdida de carga.
Fragmentacin de la roca en lminas (desescamacin) con
desarrollo de formas tipo domo.
Crecimiento de cristales.-Aumento de volumen por
congelacin o evaporacin. Crioclastia en ambientes
periglaciares con formacin de derrubios por
desagregacin granular y en bloques. Haloclastia en climas
ridos y en zonas costeras
-
TERMOCLASTIA.-Modificacines en el volumen de la roca
por accin trmica. Efectos muy limitados con cierta
importancia en zonas ridas.
HIDRATACIN FSICA.-HUMECTACIN-DESECACIN CON
EXPANSIN-CONTRACCIN al variar el contenido en
fluidos en las discontinuidades de las rocas. importante
en suelos expansivos con hinchamiento de arcilla, micas
y sales
-
HIDRLISIS.-Reaccin que provoca la destruccin de los minerales
(silicatos) es el proceso ms comn de descomposicin en rocas
cristalinas. Da lugar a la aparicin de arcillas de neoformacin,
arenizacin y mantos de alteracin. Se asocian a este proceso la
formacin de silcretas, ferricretas, lateritas, bauxita...
HIDRATACIN.-Incorporacin de agua a la estructura molecular de
una sustancia. Provoca la aparicin de minerales vulnerables a
procesos de alteracin. Su accin favorece los procesos de
disolucin
-
CARBONATACIN.-Incorporacin de CO2 a un fluido
(formacin cido carbnico) ataca a las rocas carbonatadas
provocando su disolucin y a los silicatos acelerando la
hidrlisis. Genera residuo capaz de dar lugar a formas y
formaciones carbonatadas.
DISOLUCIN.-Difusin de las molculas de un slido en un
lquido. Da lugar a la carstificacin y formacin de regolitos
(residuos)
-
OXIDACIN-REDUCCIN.-Prdida-
ganancia de electrones de un elemento
mediante reacciones reversibles que
estabilizan o desestabilizan un mineral.
No da productos especficos pero est
presente en todos los procesos de
meteorizacin, formando ptinas,
concentraciones, etc.
-
Evolucin hacia estados de mayor
equilibrio con las condiciones
ambientales
Transformaciones irreversibles con
el paso de estados masivos a
clsticos o plsticos
Modificacin del volumen, densidad,
tamao de grano, consolidacin,
permeabilidad...
Formacin de nuevos minerales
Movimientos de transferencia,
traslacin, dispersin y agregacin
con desarrollo de nuevos
yacimientos
Preparacin de las rocas para
facilitar su erosin
La accin conjunta
de todos estos
fenmenos a lo
largo del tiempo da
lugar a cambios
notables en la
composicin y
configuracin de
las rocas
superficiales.Los
materiales se ven
afectados por:
-
Desde esta perspectiva la
meteorizacin puede definirse como:
El conjunto de acciones articuladas, cuyos
productos caractersticos son las alteritas
(formaciones superficiales) que van a dar lugar al
inicio y desarrollo del suelo
-
Las transformaciones debidas a la
meteorizacin fsica originan cambios
texturales en las rocas variando su
compacidad y haciendo que sean ms
deleznables y ms fcilmente
desagregables.
Estas modificaciones favorecen la
penetracin del agua para que se produzcan
las alteraciones qumicas.
-
Hidratacin-
deshidratacin-
oxidacin
Carbonatacin-
disolucin-
precipitacin
Hidratacin-
carbonatacin-
hidrlisis
Disolucin-
oxidacin
-
HIDRATACIN-
DESHIDRATACIN-
OXIDACINPROPIAS DE
MINERALES CON ESTRUCTURA
LAMINAR Y RICOS EN Fe
Estos minerales tienen capacidad para
fijar agua entre sus capas, dando
lugar a procesos de hidratacin y
expansin. Cuando esta agua se
libera genera procesos de
deshidratacin y contraccin. Este
proceso debilita los enlaces qumicos
favoreciendo la oxidacin, los
cambios de volumen intergranular y el
desmenuzamiento y
desmoronamiento de la roca .Granito
y rocas afines
CARBONATACIN-
DISOLUCIN-PRECIPITACIN
Se produce en rocas
carbonatadas; est condicionada
por la incorporacin y liberacin
de CO2 en el sistema. Esto implica
la disolucin-precipitacin del
carbonato y a su vez genera
corrosin-acumulacin de
material. Rocas carbonatadas
-
Reacciones tendentes a la hidrlisis total de los
materiales silicatados. Adsorcin (unin fsica de
partculas) de agua ionizada sobre la superficie
de los minerales (hidratacin y carbonatacin)
con intercambio de cationes entre estos y el agua
(hidrlisis). Generacin de arcilla
HIDRATACIN-
CARBONATACIN-
HIDRLISIS
Slo parte de sus componentes son solubles.
Rocas calizas
DISOLUCIN
OXIDACINSE
PRODUCE EN
ROCAS
CARBONATADAS
CON IMPUREZAS.
-
Litologa, Ambiente
climtico, Tipo de
material (litologa)
Influye por los
siguientes factores:
Composicin qumica y
mineralgica,Compacidad,
Dureza, Porosidad,
Textura
-
Genera asociaciones
tpicas y su
alteracin:
Rocas silicatadas= hidrlisis
Carbonatadas, salinas, yesos=
disolucin e hidratacin
Ferruginosas= oxidacin.
Reduccin
Cuarcitas= fragmentacin
-
Debido a las caractersticas de formacin y
de dureza, las rocas gneas se han tomado
como referencia para establecer ndices de
durabilidad (estabilidad o resistencia) y
alterabilidad frente a la meteorizacin.
Para medir la estabilidad de los minerales y
rocas silicatadas frente a la meteorizacin
se utiliza la escala de Goldich (1938).
Esta escala establece que cuanto ms tarde
en diferenciarse un mineral de la masa
magmtica, ser ms estable por tener unas
condiciones parecidas a las ambientales.
-
AMBIENTE CLIMTICO.
Establece su influencia
mediante regmenes
pluviomtricos y
termomtricos. La
cantidad y cualidad de
ambos hace que acte
o no acte un tipo
definido de
meteorizacin y que
forme un producto
especfico
-
ESTRUCTURA
GEOLGICA
Influye mediante las discontinuidades y roturas presentes
en los materiales, condiciona la penetracin del agua y
otros fluidos, facilitando la meteorizacin fsica qumica y
biolgica. Tanbin debilita la roca dando planos
preferentes para su desintegracin.
TOPOGRAFA
Controla la meteorizacin a nivel local segn los
fenmenos contrapuestos que dependen de la inclinacin
del terreno.
-
Los terrenos escarpados favorecen los arrastres y permiten
que se renueve la superficie expuesta a los agentes de la
meteorizacin, dificultan la concentracin de humedad e
impiden la estabilidad necesaria para que se produzca la
meteorizacin qumica.
Terrenos muy llanos favorecen la concentracin de la
humedad y la alteracin profundiza en el subsuelo. La
superficie expuesta no se renueva
Las pendientes intermedias son las ms adecuadas al
desarrollo de la meteorizacin continua con balances ms
elevados.
-
Mediante aguas subterrneas e hipodrmicas dirige los niveles
subsuperficial y profundo de la meteorizacin debido a su
funcin movilizadora de elementos. Es un proceso muy
importante para el desarrollo de los horizontes edficos.
HIDROSFERA
Acta como regulador qumico o activador mecnico.
Mediante los procesos de humificacin, mineralizacin y
absorcin introduce o extrae materia mineral del suelo
(regulacin qumica)
Mediante el crecimiento vegetal y la actividad de fauna
especializada (regulacin fsica)
BIOSFERA
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FORMACIONES SUPERFICIALES CARACTERSTICAS
-
La meteorizacin de las
rocas originan unos
productos denominados
formaciones
superficiales alterticas o
alteritas y contribuyen a
la formacin de otros
(periglaciares y
gravitacionales) la
alteracin de la roca
puede ser de poca
entidad o muy
importante.
ALTERACIN LIGERA
Apenas hay movilizacin
y pueden conocerse las
caractersticas primarias
de las rocas. Da lugar a
la formacin de
saprolitos que son
alteritas autctonas,
fcilmente movilizables
por los agentes erosivos.
-
ALTERACIN INTENSA
Da lugar a la aparicin de franjas de
transformacin que profundizan en la roca y
genera un perfil de meteorizacin a travs del
cual se produce un trnsito de componentes
(partculas e iones) que enriquecen la zona de
determinados componentes.
Eluviacin= prdida de materiales por arrastre
Iluviacin= aumento de materiales por aporte
-
ARCILLAS RESIDUALES:
Restos procedentes
de la disolucin en
rocas carbonatadas
o salinas, siempre
que tengan
impurezas
arciillosas.
Arcillas de
neoformacin en la
hidrlisis parcial de
materiales
silicatados
TERRA ROSSA O TERRA FUSCA:
Residuos
procedentes de la
disolucin de rocas
carbonatadas,
compuestas por
minerales de arcilla
y/o xidos de hierro.
La terra rossa se
origina en climas
con estacin seca
muy marcada y est
afectada de procesos
de rubefaccin.
La terra fusca se
genera en ambientes
templados-hmedos
y no presenta
rubefaccin
-
El material movilizado en los procesos de
meteorizacin puede concentrarse en determinados
lugares dando origen a formaciones superficiales
especficas denominadas cretas que se definen
como tramo ms o menos endurecido de un perfil
edfico, de meteorizacin o formacin superficial
(calcretas, ferricretas, silicretas).
Si estn muy endurecidas reciben el nombre de
duricretas
-
El suelo es la franja
superficial de la geosfera
biolgicaente frtil o
agronmicamente
productiva
Zona de confluencia
entre los procesos
biticos o abiticos de la
superficie de la tierra.
-
Materia mineral con
caractersticas
texturales
adecuadas
(formacin
superficial)
Aporte de materia
orgnica.
La meteorizacin
directa o
indirectamente
origina los soportes
edficos para que
la cobertera vegetal
colonice el sustrato
litolgico y se inicie
la edafognesis y
se desarrollen
perfiles edficos
-
La roca representa la fuente de los materiales slidos
que van a formar el suelo. Los minerales del suelo
proceden de la roca madre. Las rocas determinan las
propiedades y elementos constituyentes en los suelos
jvenes. A medida que va pasando el tiempo esta
relacin va siendo menos importante.
El clima regula el aporte de agua al suelo y tambin su
temperatura.
-
El relieve influye en la formacin
de suelo acelerando o retardando
los procesos de erosin transporte
y sedimentacin, y en la cantidad
de agua que afecta al suelo.
Los organismos son la fuente de
materia orgnica que necesita el
suelo, alteran y transforman sus
constituyentes y los mezclan
mediante su actividad biolgica
-
Meteorizacin
de los
materiales
que
constituyen el
suelo
Se origina por
la circulacin
del agua que
remueve,
disuelve y
precipita
coloides e
iones y se
generan
fenmenos
de:
Movimiento
del material.
-
La degradacin de
la roca por el
clima produce una
capa de roca
fragmentada
llamada el
horizonte C del
perfil del suelo.
Sobre ste se
encuentra el
horizonte B, el cual
es la capa de suelo
que recibe los
materiales
trasladados desde el
horizonte(s)
superior(es). Algunos
minerales,
especialmente el
hierro, forman capas
como costras que
impiden el drenaje a
travs del suelo. El
horizonte E es una
capa de suelo plido,
la cual separa el
horizonte B del
horizonte A, en la
cual las arcillas y los
minerales han sido
llevados del
horizonte E al B,
quedando una alta
concentracin de
arena o limo.
El horizonte A es
generalmente de
color negro a
pardo oscuro;
debido a la
presencia de
materia orgnica
descompuesta. La
superficie del
suelo es el
horizonte O, la
capa de material
vegetal y animal
muerto y en
diferentes estados
de
descomposicin.
Cuando el suelo
es arrastrado, el
esquema de
formacin del
suelo descrito
anteriormente
vara. En esos
casos el material
parental est
constituido de
diferentes tipos
de rocas, las
cuales se
combinan para
formar el nuevo
suelo. Ejemplos
de tales suelos lo
constituyen los
suelos de valle de
la Amazona, que
tienen su material
parental en la
cabecera y en las
riveras de los
cauces que
recorre el
Amazonas y sus
afluentes.
-
Todos los proceso de meteorizacin de las rocas
producen minerales parcialmente descompuestos
tales como arenas, limos y arcillas.
Los minerales de arcilla son partculas pequeas,
planas, que se unen a travs de oxgenos
compartidos. Las partculas de arcilla tienen una
alta superficie especfica y carga elctrica
negativa. Las sustancias disueltas con una carga
positiva se agarran a las partculas de arcilla.
-
Muchos nutrientes tales como potasio (K+), calcio (Ca++), amonio
(NH4+) y magnesio (Mg2+) son cationes; es decir, estn cargados
positivamente y son atrados por la superficie de la arcilla. Por lo
tanto las arcillas juegan un papel importante en la captacin de
nutrientes, los cuales han sido liberados de la meteorizacin de la
roca o son producto de la de los ciclos de descomposicin de la
materia orgnica.
El nitrato (NO3+) tiene una carga elctrica negativa y no ser
atrado por la arcilla; por lo cual es ms fcil su lavado de un suelo
arcilloso, que los cationes; por lo cual contamina corrientes y
lagos. El amonio es un catin y por lo tanto es captado por la
arcilla.
-
Suelos muy jvenes, que han sido cubiertos
por lodos y cenizas volcnicas, pueden ser
ricos en nutrientes, pero son incompletos
debido a que carecen de una estructura y
del amplio rango de organismos que
participan del ciclo de nutrientes, flujo de
energa y en el desarrollo del suelo.
Igualmente suelos muy viejos pueden ser
pobres en nutrientes debido a que todos sus
nutrientes han sido lavados.
As un suelo maduro alcanza un pico de
productividad potencial, y luego
comienza a deteriorarse. Para todos los
suelos este proceso difiere, pero en
general los suelos se vuelven
productivos relativamente rpido y
toman cientos a miles de aos para
perder su productividad.
-
Los factores de mayor influencia del clima son
la temperatura y la precipitacin.
El clima influencia el flujo de nutrientes a travs del tipo
de cobertura vegetal, lo cual afecta el rate de
descomposicin y la posibilidad de que los nutrientes
sean lavados del sistema. El clima afecta tambin el rate
de meteorizacin de las rocas. En los climas clidos y
hmedos habr una descomposicin ms rpida, que en
uno frio o seco, en primer lugar por que los procesos de
carbonatacin ocurren ms rpidamente.
-
La carbonatacin es el proceso
dominante que lleva a la
descomposicin de las rocas a
travs del contacto con cido
carbnico (H2CO3).
El dixido de carbono es
altamente soluble, y se
combina con el agua en el
suelo para formar el cido
carbnico. Este cido puede
disolver rocas acelerando la
liberacin de nutrientes.
Las races de las plantas, la
fauna, los microorganismos y
la descomposicin de la
materia orgnica liberan CO2
en el suelo, permitiendo que
la atmsfera de ste sea 200
veces ms saturada que el
aire.
-
El aspecto biotico de un suelo incluye el contenido orgnico
y las interacciones entre el suelo y sus organismos,
especialmente los descomponedores.
La mitad del volumen del suelo est ocupado por material
mineral; la otra mitad est constituida de aire y agua, con un
componente pequeo de materia orgnica.
La fraccin orgnica aunque pequea es la ms importante
debido a que juega un papel muy importante en determinar
la estructura y la humedad caractersticas del suelo.
-
Los organismos del suelo (microorganismos y fauna) degradan la
materia orgnica hasta transformarla en humus, un material gelatinoso
qumicamente muy estable.
El humus es un importante componente estructural en el suelo, que
ayuda a unir partculas de suelo formando ndulos fijos laxamente.
Entre los ndulos estn los espacios de aire que aseguran la presencia
de oxgeno alrededor de las races de las plantas y facilitan el drenaje.
Los suelos que contienen muchos espacios de aire tienen una
estructura migajosa. Una buena estructura asegura buen drenaje, al
igual que el mantenimiento de una humedad optima durante
perodos secos.
El agua que se mueve a travs del suelo se conoce como agua de
percolacin. El humus absorbe agua de precolacin y ayuda a captar
agua. Semejante a una esponja el humus puede almacenar agua y
liberarla posteriormente durante los perodos de sequa para el
abastecimiento de las plantas.
-
La actividad horadadora de los organismos adems
ayuda a mantener la estructura del suelo y mejoran
la aireacin; de esta manera aseguran que las races
de las plantas tengan acceso a oxgeno.
La biota tambin sirve para fijar nitrgeno, un
nutriente esencial para el crecimiento de las
plantas, y el cual proviene del aire.
Adems el reciclamiento de nutrientes por la biota
puede ser ms importante en trminos de la cantidad
que hace disponible, que el abastecimiento de
nutrientes nuevos. As los procesos biticos son
esenciales para el mantenimiento de la
disponibilidad de nutrientes y del ecosistema.
-
La pendiente, la configuracin de la ladera y los valles, al igual que la altura sobre
el nivel del mar son atributos importantes que afectan la formacin del suelo. El
grado de inclinacin de la pendiente influencia la profundidad del suelo.
Las reas planas como los valles, las costas y las sabanas tienden a desarrollar
suelos ms profundos, que las zonas de pendiente. Es importante resaltar que
el material parental, el clima, el tiempo, la topografa y los procesos biticos
intervienen para formar los suelo.
En una montaa el clima es ms frio, los procesos bioqumicos y el ciclo de
nutrientes son ms lentos, que en las zonas bajas. Por lo tanto los suelos
sern probablemente superficiales, inestables debido a la pendiente y por
consiguiente no maduraran.