Unidad 2: Fase de Meteorizacin

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UNIDAD N 2: FASE DE METEORIZACIN

1.-Meteorizacin:

La meteorizacin, llamada tambin intemperismo, es la destruccin de las rocas que afloran en la

superficie, por accin de los agentes metericos, en condiciones de presin y temperatura

ambiental. Esta destruccin se efecta in situ y consiste en la desintegracin (proceso mecnico o

fsico) y descomposicin (proceso qumico) de los minerales y rocas.

Los fragmentos cada vez ms pequeos por el efecto de la meteorizacin fsica conservan las

caractersticas del material original. Las rocas que afloran en superficie no estn en equilibrio con

el ambiente que las rodea, y esto se debe a que se formaron en condiciones fisicoqumicas

distintas de las del ambiente que actualmente las rodea, y es as como los minerales que las

forman empiezan a experimentar una desintegracin y descomposicin qumica que dar como

resultado nuevos minerales.

La meteorizacin puede ser de tres tipos:

a) meteorizacin mecnica o fsica

b) meteorizacin qumica

c) meteorizacin biolgica

1.1.- Meteorizacin mecnica o fsica

Produce la desintegracin en la roca, sin afectar su composicin qumica o mineralgica. La

mayora de las rocas son porosas, no bien consolidadas y ceden con facilidad a la desintegracin.

Dentro de los principales procesos de la meteorizacin fsica que inducen a la fragmentacin de

las rocas se tiene por: el cambio de temperatura (expansin trmica), la expansin por

descompresin, la accin de las heladas y la actividad biolgica.

Cambio de temperatura

Termoclasta

Los cambios de temperatura conllevan a una dilatacin y contraccin alternada, que resulta de la

mayor temperatura en el da y del enfriamiento por la noche. Esto origina esfuerzos internos,

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debido a los diferentes coeficientes de dilatacin de los constituyentes de las rocas, lo que

produce grietas y el rompimiento de las rocas.

Este tipo de meteorizacin es importante en climas extremados con gran oscilacin trmica entre

el da y la noche (como el desierto).

La descompresin

Este efecto producido en las rocas principalmente plutnicas, por los cambios de temperatura, se

piensa que, esto ocurre, apoyado al menos en parte a la gran reduccin de la presin de

confinamiento que se produce cuando la roca que las cubran es erosionada, el cuerpo comienza a

expandirse y separarse en lajas ( fracturas paralelas a la superficie) en un proceso denominado

descompresin, que a su vez forman fracturas conocidas como diaclasas o juntas de

descompresin que permiten la penetracin del agua hasta zonas profundas y as comienza el

proceso de meteorizacin mucho antes que afloren en superficie.

La accin de las heladas

Gelifraccin

Es la rotura de las rocas aflorantes a causa de la presin que ejercen sobre ellas los cristales de

hielo en grietas o poros de las rocas. El agua, al congelarse, aumenta su volumen en un 9%. Si se

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encuentra en el interior de las rocas, ejerce una gran presin sobre las paredes internas que

acaba, tras la repeticin, por fragmentarlas.

Imagen esquemtica del proceso llevado a cabo en

la gelifraccin

Gelifraccin: un proceso muy comn en la alta

montaa y en las zonas fras (foto tomada en

Yarabamba-Arequipa).

Haloclastia:

Es la rotura de las rocas por la accin de la sal. En determinados ambientes hay una gran

presencia de sal. Esto es en los ambientes ridos, ya que las lluvias lavan el suelo llevndose

consigo la sal. La sal, se incrusta en los poros y fisuras de las rocas, y, al recristalizar y aumentar de

volumen, aumenta la presin que ejercen sobre las paredes internas (similar a la gelifraccin) con

lo que se puede ocasionar la ruptura. El resultado son rocas muy angulosas y de menor tamao, lo

que generalmente da lugar a los procesos de erosin.

1.2.-Meteorizacin qumica

Es la descomposicin de los componentes de las rocas y de las estructuras internas de los

minerales, dando lugar a nuevos minerales. Debido a este proceso las rocas se descomponen en

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sustancias que son estables en el ambiente intemprico, por consiguiente los productos de la

meteorizacin qumica se mantendrn en equilibrio (no se alterarn) mientras no se modifique el

ambiente en que se formaron.

Esta meteorizacin se desarrolla gracias a los cambios de temperatura, y la presencia de humedad

que es necesaria para su accin eficaz.

Por lo tanto el proceso de la meteorizacin qumica depende de varios factores entre ellos el

tamao de las partculas, el clima y los rasgos qumicos del material rocoso, como la composicin

mineral, la solubilidad y la presencia de fracturamiento.

1.2.1.-Procesos de meteorizacin qumica:

Oxidacin:

La oxidacin es un proceso qumico que se produce cuando el oxgeno se combina con el hierro

para formar el xido frrico (Fe2O3). Las reacciones de oxidacin son caractersticas de un

ambiente con abundante oxgeno. Un ambiente acuoso es esencial para acelerar el proceso

oxidante.

Desde luego, los minerales ms afectados por la oxidacin son aquellos que contienen hierro o

manganeso, de los cuales por descomposicin, en presencia del oxgeno y agua, resultan los

xidos e hidrxidos.

Ejemplo: Cuando el oxgeno se combina con el hierro, la hematita (Fe2O3) se forma:

4Fe+3

+ 3O2 -> 2Fe2O3

La pirita (FeS2) se descompone por oxidacin en ambientes hmedos y produce H2SO4 (cido

sulfrico y hematita); 2Fe S2 + 4H2O + 15/2 O2 -> Fe2O3 +4H2SO4

Meteorizacin qumica en granito producida por oxidacin.

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Disolucin:

El agua es un agente muy activo y es capaz de disolver todos los minerales que constituyen las

rocas, y su capacidad disolvente aumenta cuando contiene CO2 en solucin, estos minerales

disueltos son arrastrados por el agua. Al disolverse, la roca desaparece poco a poco y termina por

no quedar ni rastro de ella.

En especial, este fenmeno se presenta principalmente en las rocas calcreas, como las calizas,

dolomas, sobre las cuales se forman paisajes crsticos que dejan rasgos muy hermosos y

peculiares tanto en superficie como en las cavernas subterrneas.

La disolucin de las rocas se debe, en parte, a la gran solubilidad del carbonato de calcio (Ca CO3)

en el agua pura. Si las agua corrientes tanto superficiales como subterrneas contienen gas

carbnico disuelto (H2CO3), ste har ms enrgica la accin del agua y desarrollar la siguiente

reaccin qumica:

Ca CO3+ CO2 + H2O -> Ca (CO3 H)2 (bicarbonato clcico)

Disolucin de una roca caliza por efecto del agua.

Hidratacin:

Es el proceso por medio del cual un mineral anhidro absorbe el agua y se combina qumicamente

con las molculas minerales, para formar nuevos minerales hidratados. Es uno de los procesos,

junto con la hidrlisis, considerado como el ms importante en la descomposicin de las rocas. La

hidratacin implica la incorporacin de molculas de agua en la estructura mineral. Este proceso

se expone mejor con la transformacin de la anhidrita en yeso, segn la siguiente reaccin:

CaSO4 + 2H2O------------> CaSO4.2H2O

(Anhidrita) (Yeso)

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Otro caso es el de algunos minerales de la arcilla (las denominadas arcillas expandibles), capaces

de absorber grandes cantidades de agua, lo que puede traducirse en un aumento de su volumen

en hasta un 60%, mientras que al perder agua por desecacin se vuelven a contraer.

Incorporacin de agua por minerales arcillosos

que aumentan de volumen, con alto riesgo para

la construccin.

Hidrlisis:

Consiste en las reacciones de los iones de H+ y OH- del agua con los iones de los minerales,

destruyendo sus composiciones atmicas, en este caso, los silicatos se disuelven formando

productos secundarios. La hidrlisis ser tanto ms fuerte cuanto mayor sea la concentracin de

iones de H, es decir, cuanto ms cida sea la solucin.

La hidrlisis se produce cuando los feldespatos y hornblenda entran en contacto con el agua. Ellos

forman arcilla, un mineral nuevo.

Un mineral frecuente en las rocas gneas es la ortoclasa. Su hidrlisis produce la prdida de parte

de su potasio y de su slice:

3 KAlSi3O8 + H+ -> KAl2(Al,Si3)O10 (OH)2 + 6 SiO2 + 2 K+

(ortoclasa) ( caolinita) ( slice)

Es decir, implica la formacin de un filosilicato (caolinita), slice (en forma de cuarzo o de gel, que

puede ser arrastrado por el agua), y iones potasio, que se lixivian con el agua.

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Carbonatacin.

Es el proceso de interaccin en un medio acuoso cargado de iones carbonatados y bicarbonatados

con minerales de las rocas, a consecuencia de que stos ltimos se descomponen formando

carbonatos.

2Mg2 (Si O4) + 4H2O + 2 CO2----------> Mg6 (Si4O10) + 2Mg (CO3)

Olivino serpentina magnesita

1.3.-Meteorizacin biolgica

Meteorizacin biolgica consiste en la ruptura de las rocas por la actividad de animales y plantas.

La construccin de madrigueras y la accin de las races de los rboles pueden provocar una accin

mecnica, mientras que los efectos de la presencia de agua y diversos cidos orgnicos, as como

el aumento del dixido de carbono, pueden complementar la meteorizacin alterando la roca. As

pues, los efectos de la meteorizacin biolgica combinan los procesos de disgregacin y los de

alteracin.

Crecimiento de races, ellas crecen directamente en la

roca fracturndola.

Madrigueras de conejos que intervienen en el relieve

interno

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2. Factores que controlan la meteorizacin

Clima

El clima tiene una influencia fundamental, ya que controla la mayor o menos abundancia de agua

(principal agente de la meteorizacin) y de la vegetacin.

Meteorizacin qumica:

Otro factor asociado es la temperatura y sus oscilaciones. Destaquemos, en lo que se refiere a la

meteorizacin qumica, que cada aumento de 10C de la temperatura duplica la velocidad a la que

se producen la mayora de las reacciones qumicas.

As, el clima ms favorable para los procesos de meteorizacin qumica es el tropical, en el que la

abundancia de agua, unido a las altas temperaturas existentes, favorece la meteorizacin.

Meteorizacin fsica:

Controlan los ciclos de hielo/deshielo y la contraccin trmica.

En climas extremos siempre habr un agente muy predominante: en climas muy fros sern los

propios del arrastre por el hielo (accin de los glaciares), en los muy secos y clidos, la accin del

sol, etc.

Litologa

La litologa tiene una influencia decisiva sobre determinados mecanismos. Hay rocas, como las

cuarcitas (roca metamrfica dura con alto contenido de cuarzo), que por su estabilidad qumica

apenas son afectadas por los procesos de meteorizacin qumica, y por su dureza, tampoco por los

de tipo fsico; por eso, normalmente aparecen formando altos topogrficos.

Otras presentan distintas caractersticas en funcin del clima. Los granitos se alteran con gran

facilidad en climas clidos por la hidrlisis de sus feldespatos, mientras que en climas fros y secos

resisten bien los efectos de la meteorizacin. De igual manera, las calizas necesitan climas clidos y

hmedos para que se produzca su disolucin.

Factores asociados al litolgico son la porosidad y permeabilidad que pueda presentar la roca, y su

mayor o menos grado de fracturacin tectnica (estructuras geolgicas), que favorecen la

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infiltracin de aguas superficiales, favoreciendo a su vez los procesos de meteorizacin qumica

y/o biolgica.

La topografa

Influye sobre la magnitud de la meteorizacin y erosin, sobre el contenido de agua del suelo,

Pendientes altas: Poco o ningn desarrollo de suelos, bajo contenido de agua, poca actividad

vegetal, mucha erosin.

Orientacin: determina la cantidad de radiacin solar recibida (afecta T, humedad, vegetacin)

Actividad biolgica

La actividad biolgica afecta tambin a los mecanismos de meteorizacin activos. En trminos

generales, la presencia de una cubierta vegetal continua favorece los procesos de meteorizacin

qumica, mientras que la ausencia de sta favorece los de tipo fsico.

La pendiente (topografa). Suele incluirse como un factor ms pero va a estar asociada al ambiente

hidrolgico. No es la pendiente la que est implicada en la meteorizacin, sino que est

condicionando ese ambienta hidrolgico.

El tiempo

El tiempo favorece los procesos de meteorizacin, en general: todos estos procesos son de

carcter lento, con lo que cuanto ms tiempo queden sometidas las rocas a la accin de la

intemperie, mayor facilidad tendrn los procesos erosivos para actuar. As, si las rocas que

albergan un depsito mineral son rpidamente cubiertas por otras (p.ej., sedimentarias o

volcnicas), ste ser preservado de los procesos erosivos.

3.- Suelo. Formacin de suelos y perfil

Suelo

Es el resultado de la alteracin superficial de las rocas, como consecuencia de la accin sobre ellas

de procesos fsicos, qumicos y biolgicos. El suelo es una mezcla de materiales parcialmente

descompuestos y de minerales inorgnicos.

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En la formacin de un suelo intervienen diversos factores, fsicos o mecnicos, que es la

desintegracin de las rocas, y qumicos, que es la descomposicin de los materiales como

consecuencia de reacciones qumicas; estos factores fsico-qumicos, constituyen realmente el

proceso de la meteorizacin. Los factores biolgicos incluyen la accin de los organismos que

viven en l, bacterias, hongos, plantas y todos los animales que viven all, principalmente gusanos.

Perfil del suelo

La meteorizacin es indispensable para la formacin del suelo. No se puede desarrollar la vida en

la roca madre, por lo que los procesos de meteorizacin la van degradando hasta que organismos

como los lquenes y musgos habitan el medio, formando la primera capa de humus o horizontes,

ya que con las sustancias que segregan permiten que se asienten las rocas ms bsicas.

Con el paso del tiempo (entre cien y doscientos aos) aparece una estructura formada por

distintos estratos u horizontes ricos en materia orgnica:

Horizonte O, en la parte superficial es de color oscuro a negro debido a la gran cantidad de

materia orgnica reconocible como hojas sueltas y otros restos orgnicos, debajo una capa de

color negro constituida de humus que es el resultado de la descomposicin total de la materia

vegetal, adems este horizonte contiene a la vida microscpica como hongos, bacterias, algas, que

proporcionan el oxgeno, bixido de carbono, los cidos orgnicos propicios para el desarrollo del

suelo.

Horizonte A, o zona lixiviacin: es el horizonte mineral ms superficial, formado por partculas

finas de arena y arcilla y algo de humus, que las aguas de lluvia al penetrar, arrastran hacia abajo

los compuestos coloidales y sales solubles, a este proceso de lavado se denomina eluviacin,

debido a este empobrecimiento de las sustancias, a este horizonte se le llama zona de lixiviacin.

Horizonte E: se encuentra por debajo del horizonte A, es de color claro y no contiene materia

orgnica.

Horizonte B: Es la llamada zona de depositacin. Es el nivel intermedio del suelo y tiene un grosor

variable. Su color es claro a pardo rojizo o amarillento, debido a la presencia de xido de hierro y a

la ausencia de humus. La presencia de la almina coloidal le da un aspecto poroso y plstico. En

este horizonte suele precipitar el carbonato de calcio, formando costras que se denominan

caliche.

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Horizonte C o subsuelo: Es ms profundo y corresponde a una zona transicional a la roca madre

que da origen al suelo y forma el substrato. Est formado en su mayor parte por abundante

material suelto, embebido en una matriz de arena y arcilla que termina cuando comienza la roca

firme o roca madre.

Horizonte D, roca madre o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido

ninguna alteracin qumica o fsica significativa.