GEOLOGÍA DEL CUATERNARIO Compilado por Rita Tófalo

10. Q tema 8 ALGO DE SUELOS Y PALEOSUELOS…. EDAFOLOGÍA, PEDOLOGÍA, CIENCIA DEL SUELO ????? Es una ciencia “joven” que trata sobre el estudio del suelo. Se constituye como tal en la "IV Conferencia Internacional sobre Pedología" celebrada en Roma en 1924. Su nombre viene del griego 'edaphos' que significa superficie de la tierra. Edafología, Pedología o Ciencia del Suelo, son diversas denominaciones de la disciplina científica que se ocupa de estudiar el suelo desde todos los puntos de vista: su morfología, su composición, sus propiedades, su formación y evolución, su taxonomía, su distribución, su utilidad, su recuperación y su conservación. El suelo o pedósfera, cumple diversas funciones ecológicas, principalmente en el ciclo hidrológico, actúa como reservorio de agua y carbono. Provee agua y nutrientes a las plantas y en forma directa o indirecta los animales dependen de él. Cumplen funciones económicas y sociales fundamentales y son la base de la producción de alimentos, aunque solo una pequeña proporción de suelos es cultivable

SON UN RECURSO DIFÍCILMENTE RENOVABLE!!!

Dokutchaev: creó una filosofía conectada con las interrelaciones que existen entre rocas, geomorfología, suelos, aguas superficiales y freáticas, clima, flora, fauna y hombre. Otra de las innovaciones introducidas por Dokutchaev fue la realización de cortes verticales, a los que denominó perfiles; en ellos observó una secuencia de capas horizontales a las que llamó horizontes, nombres que subsisten actualmente. Pero… que es el suelo??? En su significado tradicional, el suelo es el medio natural para el desarrollo de plantas terrestres, ya sea que tenga o no horizontes discernibles. Esta acepción es todavía la forma más común como se comprende la palabra, y es el interés principal en el que el suelo centra su significado. Desde la perspectiva de la Ciencia del Suelo, estos constituyen la parte más externa de la corteza terrestre, modificada por los factores formadores y que son un medio apto para el desarrollo de la vida (Morrás, 2007) Según la Taxonomía de suelos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos el suelo es un cuerpo natural que comprende a sólidos (minerales y materia orgánica), líquidos y gases que ocurren en la superficie de la tierra, que ocupa un espacio, y que se distingue por una o más de las siguientes características: horizontes o capas que se distinguen del material parental como resultado de las adiciones, pérdidas, transferencias y transformaciones de energía y materia o por la habilidad de soportar plantas enraizadas en un ambiente natura El límite superior del suelo es el límite entre el este y el aire, aguas poco profundas, plantas vivas o materiales de plantas que no han empezado a descomponerse. Los límites laterales del suelo son a aguas profundas (> 2,5 m), áreas estériles, rocas o hielo.

El límite inferior cambia a roca dura o materiales terrestres virtualmente desprovistos de animales, raíces, u otras marcas de actividad biológica (muchas veces difícil de establecer y con frecuencia es gradual).

Como el suelo es un cuerpo natural, parte de un ecosistema, su estudio debe iniciarse en el campo, observando tanto el suelo como el medio en el que se halla. Al observar el perfil suelen distinguirse capas que se denominan horizontes , por su disposición generalmente horizontal o subhorizontal. Cada uno tiene características y propiedades diferentes en un mismo suelo. La existencia de horizontes NO es un requisito imprescindible para que un material sea denominado suelo

Los horizontes se delimitan teniendo en cuenta:

• color • textura • estructura • elementos gruesos • consistencia: compacidad, plasticidad, friabilidad, dureza

La presencia de horizontes es el resultado de la evolución o génesis del suelo a partir del material originario, por eso se denominan horizontes genéticos y se forman por los diversos procesos que tienen lugar dentro del suelo La "Soil Taxonomy“ define la unidad mínima de suelo: el "pedón" como el más pequeño volumen que puede ser llamado suelo. Representa el límite arbitrario entre el suelo y el material parental. Su forma es semejante a un prisma hexagonal, y su área basal varía desde uno a diez metros cuadrados, dependiendo de la variabilidad del suelo. El perfil del suelo queda representado por una cualquiera de las caras verticales de este pedón

Dukuchaev introdujo la utilización de las primeras letras del alfabeto para designar los distintos horizontes. *Los horizontes principales se llaman: A,B,C. *El proceso ppal se indica con letras minúsculas, que se añaden al horizonte ppal *Indices numéricos sirven para designar una secuencia en la posición del horizonte: Bt1, Bt2 *Los horizontes de transición se designan por combinación de las letras de los ppales, sin índices. Si las propiedades son intermedias con un cierto predominio de uno, la letra del predominante va antes, por ej si predomina A sobre B, se designa como AB. Si los Hs ppales son claramente identificables, como inclusiones de uno de ellos en el otro, se los separa con una barra: A/B o B/A, según cual predomine *Las discontinuidades litológicas se expresan anteponiendo a la letra del Hppal un número arábigo en forma secuencial: 2C PROCESOS

FACTORES DE FORMACIÓN

MATERIAL PARENTAL: es un elemento pasivo de la edafogénesis sobre el que actúan otros factores que lo transforman, intervienen en su organización y hacen aumentar el grado de pedalidad. Es la materia mineral y orgánica inconsolidada y más o menos alterada a partir de la cual se desarrolla el suelo. Puede ser una roca, un sedimento o un suelo preexistente

RELIEVE O RELACIÓN SUELO-PAISAJE: Existe una relación entre los distintos tipos de suelos y las posiciones en el paisaje. Domina la erosión: Balance: Morfogénesis >> Pedogénesis Domina la sedimentación: Balance: Morfogénesis >> Pedogénesis Dominan los procesos formadores: Balance: Pedogénesis >> Morfogénesis

ORGANISMOS: los componentes activos del suelo considerado como un sistema son: plantas, microorganismos y meso y macrofauna (incluyendo al hombre). En la descripción del perfil pueden identificare poros diversos (galerías, cámaras, madrigueras y deyecciones), cámaras rellenas, coprolitos, etc. La fauna excavadora, tritura y mezcla el material del suelo y contribuye a su estructuración, permeabilidad y aereación. Su acción puede llegar a borrar rasgos produciendo una homogeneización del suelo (bioturbación). TIEMPO: etapa durante la cual han actuado los procesos formadores. El tiempo cero coincide con la formación del paisaje sobre el que se desarrolla un suelo. La nueva superficie puede tener un origen erosivo, sedimentario, ígneo, o un suelo preexistente. En este último caso habrá superposición de rasgos, algunos heredados y otros adquiridos bajo las nuevas condiciones. Los suelos jóvenes (menores de 10.000 años) se han formado bajo condiciones climáticas aproximadamente similares a las actuales. Se denominan de ciclo corto, monocíclicos o monogénicos o simplemente suelos actuales. Los suelos de ciclo largo, se han visto afectados por procesos ocurridos bajo distintos climas, son suelos poligénicos o policiclicos Un suelo cubierto por un depósito de más de 50 cm se considera un suelo enterrado (thapto) Un paleosuelo es un suelo formado en un paisaje del pasado o que se ha formado bajo condiciones ambientales distintas, ppalmente climáticas, con el consiguiente cambio de vegetación. Esta definición incluye a los suelos enterrados y a los relictos (que comenzaron su desarrrollo bajo condiciones distintas de las actuales, pero que continúan evolucionando hoy en día.

• Los paleosuelos indican un cierto período de estabilidad y de no depositación ni erosión al menos de manera significativa.

• Estudios recientes han demostrado la utilidad de los paleosuelos para subdividir sucesiones continentales en secuencias genéticas y resolver problemas de correlación tanto locales como globales.

• Los carbonatos pedogénicos pueden ser usados para efectuar dataciones • El estudio de paleosuelos es importante para reconocer paleoambientes.

CLIMA: extremadamente importante, tiene influencia en la vegetación y el suelo y puede tener mayor influencia que otros factores formadores. Está regido por las pp (P) y la temperatura (T), debe tenerse en cuenta la evapotranspiración. En base al clima surge el concepto de suelos zonales, azonales e intrazonales. Régimen de humedad: Údico: P>>ET; zonas húmedas con distribución regular de pp en el año. La sequías son cortas y muy poco frecuentes. Hay percolación durante parte del año, con pérdida de Ca, Mg, K, y otros elementos. Arídico o tórrido: falta de agua para las plantas mesofíticas. Suelos e regiones áridas con poco espesor u H petrocálcico muy superficial. P < ET, la mayoría de los meses y la mayoría de los años( + de la mitad del año). Sin o escasa lixiviación. Acumulación de sales solubles Xérico: inviernos frios y húmedos y veranos cálidos y con sequía prolongada. Lluvias en otoño y el agua permanece en el suelo en el invierno. Ústico: período de lluvias coincidente con la estación cálida y período de crecimiento de la plantas. Este régimen es no percolante, por lo que los suelos suelen ser fértiles. Clima subhúmedo a semiárido Ácuico: exceso de agua. Saturación por una capa freática o su franja capilar (condiciones reductoras)

DISTRIBUCION LATITUDINAL DE LOS SUELOS

ZONALIDAD DE SUELOS Suelos zonalesEj. Chernozem: es suelo negro rico en humus (del 3 al 13%), y en potasio, fósforo y microelementos. Es uno de los más fértiles para la agricultura, puesto que no requiere fertilizantes. Su fertilidad está dada por las lluvias de verano, las cuales provocan una intensa actividad microbiana sobre la vegetación seca o muerta durante el invierno, dando lugar al nacimiento de una nueva y espesa capa humífera.

: están en equilibrio con el clima y la vegetación.

Suelos azonales: sin horizontes genéticos por causa extraedafológica (suelos esqueléticos, aluviones recientes

Suelos intrazonales

Suelos Hidromórficos: En el perfil se forman nódulos, motas y películas decoloradas preferentemente en la zona de fluctuación de la capa de agua.

: influenciados por un factor particular local que se sobreimpone al efecto del clima (hidromorfía, halomorfía, calcimorfía)

Se trata de los horizontes sometidos a condiciones reductoras temporales que alternan con otras en la que prevalece la oxidación. Como diferenciamos los distintos horizontes??? HORIZONTE ORGÁNICO DE SUELO MINERAL: O

Horizonte A Cuál es la diferencia entre A y O? O tiene que tener > 20% de MO

Horizonte E Que es eluviado desde el horizonte E? Fe MO Nutrientes: K, Ca, Mg Arcillas

Que se acumula en el horizonte B?

Materia orgánica: Bh Sesquióxidos de hierrro y aluminio: Bs Materia orgánica y sesquióxidos de hierrro y aluminio: Bhs Arcillas: Bt Arcillas sódicas: Btna Carbonatos Bk, Bkn, Bkm Yeso: By Horizonte Bt: (con traslocación de arcillas) Horizonte Bk: (con acumulación de carbonatos)

Horizonte Bkn: (con acumulación de nódulos carbonáticos) Horizontes gley: poco aereados, se reconocen por el color gris verdoso, gris azulado Moteado: Zonas del suelo de distinto color: Rojos o amarillentos (oxidados: Fe3+ y grises: (reducidos: Fe2+) Como se forma el moteado? Diferencias en la aereación del suelo: variabilidad en la profundidad de la freática diferencias en el tamaño de los poros debidos a: 1. Raíces 2. Fauna (lombrices) 3. Textura (proporción arena-arcilla)

-son horizontes definidos morfométricamente, o al menos con la mayor precisión disponible con datos de campo y de laboratorio, para su utilización taxonómica.

Horizontes diagnósticos

-se diferencian: -los formados en la parte superior del suelo: epipedones (8) -los formados dentro del suelo: horizontes diagnósticos subsuperficiales (endopedones) EPIPEDONES

Modificado de Casanellas et al., 1994)

ENDOPEDONES

Tomado de Casanellas et al., 1994)

SUELOS: UN CONJUNTO ORGANO-MINERAL Una característica de los suelos de la que derivan propiedades y funciones fundamentales, es que contienen MO y en ellos se realizan numerosos procesos biológicos. Humus: es la materia orgánica específica de suelos y es un producto complejo y diferente de la MO primaria (restos vegetales y animales), que resulta de procesos químicos y biológicos que generan nuevas y variadas moléculas orgánicas. El % de MO es en promedio 5% de la fase sólida, sin embargo otorga numerosas propiedades que hacen a la formación, organización y funcionamiento Entre los organismos se destaca una microflora diversa particularmente activa en la zona rizosférica, además de artrópodos, lombrices, crustáceos, etc que aseguran la mezcla y transporte de MO y microorganismos dentro del perfil. También integrantes de la macrofauna, como roedores excavadores, juegan un rol en la formación y funcionamiento de suelos El suelo es un sistema abierto constituido por 3 fases: 1.Sólida (componentes orgánicos e inorgánicos), que dejan poros (cámaras, galerías, fisuras, etc) 2.Líquida (agua con iones o sustancias en solución o suspensión 3.Gaseosa o atmósfera del suelo

TEXTURA El análisis granulométrico representa el dato más valioso para interpretar la génesis y las propiedades de los suelos. Para clasificar según el tamaño de partícula se han establecido clasificaciones granulométricas. La de Atterberg o Internacional (aceptada por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo) y la americana del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos) son las más utilizadas.

Estructura. Tipos, clase y grado Las partículas del suelo no se encuentran aisladas, forman agregados estructurales que se llaman pedes, estos agregados (o terrones) por repetición dan el suelo. Los agregados están formados por partículas individuales (minerales, materia orgánica y huecos) y le confieren al suelo una determinada estructura. Forma: Hay 6 tipos principales de formas, que a su vez se dividen en subtipos:

COLOR Permite inferir otras propiedades. Para determinarlo se usa el código de Munsell, por comparación directa, usando una tabla de colores

MICROMORFOLOGÍA ETAPAS:

• Muestreo • Preparación CD • Estudio • Interpretación y informe

Microestructuras Ej:

Mónica Chitónica (coatings)

Enáulica (agregados) Gefúrica (puentes)

Porfírica Canales

Bloques subangulares Masiva

Masa basal Material fino y grueso que forma la base del suelo (2-5-10µ???) La Fábrica-b describe las características de orientación y distribución de los colores de interferencia en la micromasa Ej:

Indiferenciada Estriada cruzada

Poroestriada Granoestriada

Características pedológicas Unidades de fábrica discretas y reconocibles del material adyacente por diferencias de concentración de uno o más componentes (tamaño de grano, MO, cristales, composición química o distinta fábrica interna. Ej:

Nódulos Revestimientos La taxonomía de suelos debe identificar y describir los suelos, como así también sus distintos usos. Soil Taxonomy es un sistema de nomenclatura suelos propuesto por el Soil Survey Staff de estados Unidos que se usa de referencia a nivel mundial. Hay 6 niveles jerárquicos, de homogeneidad creciente entre los suelos

GELISOLES (el): Suelos con permafrost a los 100 cm. desde la superficie o con materiales congelados hasta 100 cm. y permafrost a 200 cm. desde la superficie

HISTOSOL (ist): Componentes orgánicos mayoritarios

ARIDISOL

VERTISOL (ert): Arcillas expansibles predominantes, apertura de grietas anchas y profundas durante la estación seca. Climas templados estacionales. H A profundo.

MOLISOL (ol): Riqueza en MO, horizonte superficial bien estructurado, oscuro, mullido, rico en bases. Pueden tener acumulación de carbonatos en horizontes subsuperficiales

INCEPTISOL (ept): Suelos incipientes, poco desarrollados. Regiones húmedas. El desarrollo se retrasa por clima frío o falta de tiempo

ULTISOL (ult): Suelos subtropicales y tropicales muy evolucionados, pobres en bases, ácidos, con iluviación de arcillas. A espeso, Bt. Ultimas etapas de meteorización y evolución

OXISOL (ox): Suelos tropicales, ricos en óxidos de Fe y Al, ácidos, pobres en bases, escasos min. alterables. Espesor > 3m

ANDISOL (and): Suelos con H A oscuros, desarrollados a partir de materiales volcánicos (> 60%). Minerales secundarios (allophano, arcillas). Muy alta capacidad de intercambio catiónico

SPODOSOL (od): Suelos ácidos de clima húmedo con iluviación de MO con Fe y Al. Horizonte O. E bien lavado, Bh o Bs con MO y óxidos de Fe y Al. De podzol

ALFISOL (alf): Suelos con iluviación de arcillas, con horizontes Bt. Riqueza en bases media a alta. Climas húmedos y subhúmedos con pma entre 500-1300 mm.

ENTISOL (ent): Suelos jóvenes o escasamente desarrollados, horizonte A algo desarrollado. Planicies aluviales actuales, depósitos volcánico

Distribución de los suelos en la Argentina de acuerdo a la Soil Taxonomy

PALEOSUELOS Son suelos antiguos formados bajo condiciones diferentes a las actuales, principalmente climáticas y por consiguiente de vegetación. Se ha formado en un paisaje del pasado. Esta definición incluye no sólo a los suelos enterrados o fósiles, sino también a los suelos relícticos que comenzaron su desarrollo bajo condiciones distintas a las actuales, pero que todavía continúan evolucionando hoy en día. Indican un período de estabilidad, de no depositación ni erosión, al menos de una manera significativa. Son entonces excelentes indicadores de cambios climáticos del pasado, especialmente de datos sobre temperaturas y precipitación, Suelos fósiles: son paleosuelos enterrados bajo depósitos más recientes generalmente espesos, por lo tanto son inaccesibles para las raíces y no juegan ningún rol en la pedogénesis actual, por lo que proporcionan importantes datos del pasado. Pueden presentar el inconveniente de que los procesos diagenéticos transformen sus características, originando dificultades en las interpretaciones paleoambientales y estratigráficas. Suelos policíclicos: son suelos que han sufrido más de un ciclo de evolución, correspondientes a fases climáticas diferentes. En la mayoría de los casos existe una

interrupción más o menos prolongada entre los ciclos, por ej. una glaciación prolongada o un período de erosión. El perfil conserva trazas de esa interrupción como crioturbación o eliminación de la parte superior del perfil Suelos viejos o ancianos: suelos que han evolucionado por más de 10.000 años, con fases de aceleración y desaceleración, pero el proceso fundamental ha sido el mismo durante toda la evolución Suelos compuestos y complejos: perfiles formados a partir de materiales parentales diferentes, pero en la mayoría de los casos el MP más profundo es un paleosuelo, o sea que la mayoría pueden ser considerados policíclicos. En los p. compuestos, el más profundo no participa de la pedogénesis reciente En los p. complejos el más profundo se ve afectado por la pedogénesis reciente Paleosuelos y tiempo geológico El tipo de paleosuelo que se forma depende de la velocidad a la que se acumulan los sedimentos y de la existencia de interrupciones en la sedimentación. A su vez, la duración de los intervalos de no sedimentación pueden favorecer su desarrollo, hecho que remarca su importancia como indicadores de condensación estratigráfica Paleosuelos en sistemas agradacionales Los paleosuelos pueden ser clasificados de acuerdo con el balance entre sedimentos acumulados y tasa de pedogénesis. Si la sedimentación es rápida y discontinua y no median etapas erosivas significativas se forman paleosuelos compuestos, pobremente desarrollados. Verticalmente estos perfiles son separados por sedimentos levemente modificados por pedogénesis. En contraste si la sedimentación es continua y lenta, se forman gruesos suelos acumulativos. Análisis estratigráfico Estudios recientes han demostrado la utilidad de los paleosuelos para subdividir gruesas sucesiones continentales en secuencias genéticas y resolver problemas de correlación tanto locales como globales. Estos estudios también demuestran que los carbonatos pedogénicos son potencialmente importantes para efectuar dataciones absolutas en rocas continentales. Interpretación de paleoclimas Los paleosuelos son utilizados para interpretar los regímenes paleoclimáticos y para cuantificar antiguos índices de precipitación media anual e índices de temperatura media anual. Las condiciones climáticas antiguas pueden ser interpretadas a través de una clasificación de paleosuelos y usando analogías modernas para inferir el régimen paleoclimático, o por identificación de propiedades pedogénicas particulares que de acuerdo con estudios modernos tendrían significancia climática. La profundidad a la que los horizontes cálcicos fueron formados ha sido utilizada para estimar paleo-precipitaciones.