Introducción:

En nuestra vida cotidiana, sabemos que comemos, sabemos que vitaminas y proteínas nos aporta. Pero al hablar de Tierra y su formación a través de las diferentes etapas para que ella sea productiva, está pregunta, aunque en principio podría parecer un poco absurda, no lo es tanto, nuestra forma de ver del tiempo supone un obstáculo para comprender el tiempo para que se origine la tierra productiva y rica en nutrientes, el origen la vida. La rama de la geología que nos ayuda a determinar la tierra, su formación es la geología agrícola.

Geología agrícola

Trata del estudio de las rocas y minerales, su meteorización y conversión en sedimentos que darán origen a los distintos tipos de suelos.

I. Meteorización:

La meteorización conocida también como intemperización, es el resquebrajamiento y alteración de los materiales que se encuentran cerca de la superficie terrestre y a su consiguiente conversión a productos que están más en equilibrio con las nuevas condiciones ambientales a que han quedado expuestas.

II. Causas:

Se destaca como causa central de la meteorización, al cambio brusco o gradual de las condiciones ambientales existentes cuando se formaron las rocas y las que actualmente prevalecen en o al interior de la superficie terrestre. Las condiciones de temperatura, presión, humedad, aireación, biológicas, entre otras, que en la actualidad prevalecen en la superficie, son muy diferentes a las del medio en que las rocas se formaron.

Muchas rocas, especialmente ígneas y metamórficas, se formaron originalmente a elevadas temperaturas y presiones y en completa ausencia de aire y agua. Por consiguiente, su meteorización es el resultado de las bajas temperaturas y presiones y, de la presencia del agua y del aire que actualmente prevalecen en la superficie terrestre.

Visto de esta manera se concluye que, la meteorización es la respuesta de los materiales (que originalmente estuvieron en equilibrio con las condiciones de aquella época, que regía en el interior de la litosfera), a las nuevas condiciones que actualmente existe en o cerca de la superficie de contacto con la atmósfera, con la hidrosfera y especialmente con la biosfera".

III. Implicancias:

Meteorización implica alteración física y química de las rocas y minerales que se encuentran en, o cerca de la superficie terrestre.

Así, las rocas y sus minerales componentes, se alteran y transforman originando compuestos o formas de mayor estabilidad bajo las condiciones ambientales que actualmente rigen en la interfase atmósfera-litosfera.

IV. El ciclo geológico:

La meteorización, a pesar de ser destructiva para las rocas y minerales, resulta ser el punto de partida del ciclo geológico.

A continuación se describe este proceso:

-las rocas se meteorizan; es decir, se agrietan (rompen, fragmentan, cuartean, rajan, resquebrajan, fracturan, desmoronan, colapsan, etc.),

-los productos de esta meteorización son removidos, de su sitio original (erosión), mecánicamente o en solución,

-estos materiales son transportados y depositados, comúnmente en el mar, o en otros lugares continentales de áreas planas o depresionadas,

-en estos lugares, especialmente en el fondo del mar, progresivamente se

Acumulan, compactan y mayormente son objeto de una diagénesis mineral o de procesos que eventualmente dan origen a rocas sedimentarias,

-por efecto de movimientos tectónicos, estas rocas recién formadas son objeto de solevantamiento por encima del nivel del mar,

-esta roca, expuesta a nuevas condiciones ambientales, inicia el proceso de meteorización.

Visto de esta manera, es un evento que a su vez suele inducir la reanudación del ciclo discreto de las rocas.

V. Tipos de meteorización:

Existe tres tipos de meteorización, física, química y biológica; sin embargo, para la mayoría de autores reconocen y definen dos tipos principales de meteorización: física y química, considerando la biológica inmersa en las dos anteriores.

1. Meteorización física: Es un conjunto de procesos, mediante los cuales, la roca original sufre un fenómeno mecánico de desintegración o fragmentación a materiales más finos o de menor tamaño, sin que se produzcan cambios significativos en su composición química o mineralógica.

Implica solamente fragmentación o ruptura gradual de las rocas y/o de sus minerales componentes.

Procesos:Los procesos que causan la fragmentación son muy diversos. En algunos casos son fuerzas que se originan dentro de la roca; en otros casos, son fuerzas aplicadas exteriormente. En uno u otro caso, estas fuerzas producen debilitamiento gradual de la roca, y eventualmente su ruptura, de manera que la roca compacta pasa el estado inconsolidado.

Descripción de los procesos de meteorización física

Los principales procesos de meteorización física son:Exfoliación laminar, astillamiento, descargue, congelación del agua, cristalización de sales, fluctuaciones térmicas extremas, efecto de las quemas, hinchamiento por humedecimiento, desleimiento, abrasión, colapso mecánico, entorchamiento superficial de coloides.

a) Exfoliación laminar:Es la división de la roca en láminas. Se divide por la misma unión de planos preexistentes aproximadamente paralelos a la superficie.

La roca es un pobre conductor del calor, la temperatura ocasionada por el calentamiento diurno, es confinada en las capas superficiales y no se transmite libremente a través de la roca. La superficie de la roca tiende a expandirse más que las capas internas ocasionando tensiones internamente. Tales fuerzas ocasionan fracturas paralelas a la superficie o desprende los planos de unión preexistente.

Es un proceso de común ocurrencia en zonas periglaciares con basamento cristalino y en áreas de tectonismo activo. También se le aprecia en regiones desérticas, especialmente de la costa peruana.

b) Astillamiento (descamación):Es la fragmentación de la roca en pedazos que dan la apariencia de "astillas" o de “escamas” de forma a veces aplanada, a veces alargada o irregular.

Estos fragmentos se separan de las paredes rocosas como resultado de comprensiones que actúan paralelamente a la superficie "descargada" y de fracturas originadas por comprensiones ejercidas paralelamente a las paredes.

El proceso sucede debido a que las condiciones ambientales no favorecen el desarrollo de láminas tal como sucede en la exfoliación laminar.

La ocurrencia de este proceso, es en zonas periglaciares, zonas de tectonismo activo, o en regiones de costa.

c) Descargue:Es el agrietamiento de la roca debido a su expansión en la parte superficial. Se expande por las razones siguientes:

por la reducción de las presiones internas confinadas en la roca, esta reducción es originada por levantamiento o por la erosión, consecuentemente da origen al desarrollo de grietas.

Este fenómeno ocurre principalmente en masas de granito. En menor proporción ocurren en mantos de areniscas, en grandes masas de arkosas, conglomerados y calizas.

d) Congelación del agua:Es la desintegración de la roca debido al aumento de volumen del agua al congelarse en las grietas o poros.

Cuando el agua se congela a OC, aumenta su volumen en un 9% aproximadamente. Este cambio de volumen le confiere al hielo un enorme potencial para desintegrar las rocas, particularmente si la congelación del agua tiene lugar en un espacio interno o confinado como en las rajaduras o poros.

Se ha calculado que a temperaturas extremadamente bajas o por debajo de OC pueden desarrollarse presiones del orden de varios miles de libras por pulgada cuadrada. Ejm. a -22C = 30 000 lbs/in2. Estas tensiones sin duda superan la resistencia de las rocas a la comprensión.Este proceso es de común ocurrencia en las regiones de latitudes medias y altas en donde el poder erosivo del hielo posee una extraordinaria importancia. En el Perú, ocurre frecuentemente en zona nival y áreas colindantes.

e) Cristalización de sales:Es la desintegración parcial de las rocas debido a la cristalización de sales en fisuras y poros. El proceso se basa en el crecimiento de los cristales.

La cristalización de las soluciones salinas ocasiona el crecimiento de los cristales, fenómeno que ejerce una presión lo suficientemente fuerte como para separar los cristales o granos de las rocas.

Es de común ocurrencia, en regiones de costa y sierra peruana.

f) Fluctuaciones térmicas externas:Es la desintegración de la roca debido al cambio brusco de temperatura.

La radiación solar (día) eleva la temperatura, en tanto que la ausencia de esta radiación (noche) baja la temperatura.

Las temperaturas altas inducen expansión de las rocas; en tanto que las temperaturas bajas producen contracción. Estos cambios repetidos de temperatura ocasionan la desintegración de las rocas.

Los minerales que conforman las rocas, tienen diferente coeficiente de expansión; es decir, que internamente hay cambio de volumen.

A este tipo de meteorización suele dársela el nombre de "insolación". Es de común ocurrencia en zonas de la costa y sierra peruana.

g) Efecto de las quemas:Es la desintegración de la roca debido al cambio brusco de temperatura. Este cambio de temperatura es debido a la quema.

El efecto de este proceso, es similar al de la "insolación". Por lo general suele ser más drástica. En este caso, la expansión y contracción térmica de las rocas son originadas por las quemas.

Las quemas son de común ocurrencia en zonas de sierra y selva, conocidos como incendios de pasturas naturales e incendios forestales, muy raramente sucede en la costa peruana.

h) Hinchamiento por humedecimiento:Es la desintegración de las rocas debido al aumento de su volumen ocasionado por la absorción irreversible de humedad.

El hinchamiento suele atribuirse casi exclusivamente a rocas arcillosas.

Diversos autores han comprobado que muchas rocas densas y duras de naturaleza no arcillosa pueden también experimentar considerables cambios de volumen.

Ejm. Rocas tan duras como el flint y el basalto podían experimentar una expansión lineal de 0.006% y de 0.15 a 0.02% respectivamente, al ser humedecidas bajos condiciones especiales.

i) Desleimiento:Es el desmoronamiento de la roca causado por la fuerza expansiva del agua contra las paredes que la encierran.

La fuerza expansiva es originada por el “ordenamiento del agua” al ocurrir repetidamente procesos alternos de humedecimiento y secamiento.

Se estima que procesos repetidos de humedecimiento y secamiento dan como resultado una superposición ordenada de molécula de agua, de naturaleza "cuacicristalina", que ejerce una fuerza expansiva que golpea contra las paredes que encierran el agua. Este efecto es producido por los líquidos polares pero no por los no polares.

El ordenamiento es originado por el carácter polar de la molécula de agua, que consta de dos átomos de hidrógeno positivamente cargados dispuestos en un extremo y un átomo negativamente cargado de oxígeno dispuesto en el otro extremo.

El extremo positivamente cargado de la molécula de agua es atraído por la superficie negativamente cargada de la arcilla o de cualquier material y otras moléculas de agua pueden alinearse en forma similar al unirse los extremos positivos y negativos a manera

de diminutos imanes, formando así a lo que se denomina "una capa ordenada de agua".

j) Abrasión:Es la trituración de rocas superficiales por el paso de otras rocas, o es el desgates de roca expuestas al viento o al agua ocasionada por el golpe de granos duros.

Este tipo de abrasión mecánica de rocas y minerales sucede bajo dos circunstancias diferentes: por fricción de las rocas entre sí, por fricción de los granos minerales.

i. Por fricción de las rocas entre sí

Sucede cuando ocurren deslizamientos de rocas desde las partes altas las que en su recorrido hacia las partes bajas friccionan y trituran violentamente las rocas superficiales expuestas.

Este Proceso es especialmente importante en zonas periglaciares en donde grandes masas de hielo trituran a su paso las rocas expuestas. También existe desprendimiento de masas rocosas por efectos de la gravedad que realizan trituración de otras rocas expuestas.

ii. Por fricción de los granos minerales

Las arenas de cuarzo u otros granos duros transportados por el viento o por el agua, friccionan las rocas que encuentran a su paso.

En áreas de deflación en donde el transporte de materiales por el viento es un fenómeno activo ocasiona un modelamiento importante en las rocas y suelos los que finalmente toman forma caprichosas, a veces formas humanas, animales u objetos frecuentemente raros.

k) Colapso mecánico:Es la caída abrupta de la parte superior de una masa rocosa cuando han sido socavadas o cortadas en su base que las sostenían.

Cuando masas rocosas escarpadas son objetos de cortes profundos en su base, quedan grandes masas de roca colgantes sobre el vacío, sin sustentación o fuera de su centro de gravedad. En esta situación ocurre el colapso mecánico.

Gran número de cavernas formadas en calizas, deben su crecimiento final a fenómenos de colapso mecánico que se suman al proceso de disolución.

l) Entorchamiento superficial de coloides:Es la caída abrupta de la parte superior de una masa rocosa cuando han sido socavadas o cortadas en su base que las sostenían.

Cuando masas rocosas escarpadas son objetos de cortes profundos en su base, quedan grandes masas de roca colgantes sobre el vacío, sin sustentación o fuera de su centro de gravedad. En esta situación ocurre el colapso mecánico.

Gran número de cavernas formadas en calizas, deben su crecimiento final a fenómenos de colapso mecánico que se suman al proceso de disolución.

2. Meteorización química

La meteorización química se define como un conjunto de procesos que inducen cambios en la composición química y mineralógica de las rocas y suelos.Los cambios en la composición química y mineralógica:

Los cambios en la composición química y mineralógica de las rocas inducidos por la "alteración", son esencialmente idénticos a los originados por la "meteorización". Sin embargo, en ocasiones se llega a establecer diferenciación entre estos dos términos.

-Meteorización es el cambio que experimentan las rocas en o cerca de la superficie terrestre como resultado del efecto de agentes atmosféricos e hidrosféricos. Mayormente ocurre en la superficie.

-Alteración son los cambios en la composición de las rocas originados por agentes deutéricos o hidrotermales. Mayormente ocurre en las profundidades.

Los silicatos y muchos otros minerales, pueden formarse tanto por procesos de "meteorización" como de "alteración".

Los silicatos laminares y otras especies mineralógicas formadas por "alteración", se integran a los suelos una vez que las rocas "alteradas" queden expuestas en la superficie en virtud de algún proceso de denudación.

Tipos de meteorizacion quimica:

a) Oxidación

Es aquel proceso químico en el cual un elemento pierde un electrón y su valencia positiva se incrementa en un protón. Tal es el caso del fierro que constituye uno de os elementos que con mayor frecuencia se oxida en las rocas y en los suelos. En ellos, el fierro, de la forma ferrosa (Fe++) pasa a la forma férrica (Fe+++).

Fe++ - 1e Fe+++

(hierro ferroso) (hierro férrico)azulado, gris, gris verdoso pardo amarillento, rojo

Para que ocurra oxidación, las rocas y suelos deben cumplir con las siguientes condiciones:

encontrase en lugares bien aireados, con un amplio suministro de oxígeno,

que contengan minerales ferromagnesianos (Fe++ y Mg++).

La neutralidad eléctrica del mineral, por acción de la oxidación, se desbalancea. Ocurre entonces el siguiente proceso:

el hierro está presente en forma ferrosa (Fe++), su oxidación a la forma férrica (Fe+++) produce un desequilibrio

de la neutralidad electrostática del cristal,

otros cationes presentes dentro de su estructura, se movilizan, con el fin de restablecer el equilibrio,

el desalojo de estos cationes deja sitios vacantes dentro del cristal,

estas vacantes o espacios vacíos en el cristal, inducen al debilitamiento de su estructura, al colapso, o hacen al mineral más susceptible al ataque de otros procesos de meteorización como la hidrólisis,

el hierro ferroso (Fe++) liberado, al entrar en contacto con el oxígeno disuelto en el agua (iones OH) se oxida dando lugar a la formación de óxidos ó hidróxidos de fierro.

Oxidación

4FeO + O2 <----> 2Fe2O3

(óxido ferroso) (oxígeno) Reducción (óxido férrico)

FeSiO4 + 2H2CO3 + 2H2O -----> 2Fe++ + 2HCO-3 + H2SiO4 + 2OH-

(fallalita) Hidrólisis

2Fe++ + HCO-3 + 1/2 O2 + 2H2O -----> Fe2O3 + 4H2CO3

(hierro ferroso) Ooxidación (óxido férrico)(hematita)

En rocas, la velocidad a la cual se produce el fenómeno de la oxidación depende fundamentalmente de la cantidad de Fe++ liberado por la meteorización de los minerales que contiene la roca. En las capas más profundas del suelo, existen evidencias de que se produce el fenómeno de oxidación en virtud del oxígeno disuelto en el agua, mientras haya liberación efectiva de hierro proveniente de los minerales alterados.

Los grupos de minerales primarios que con mayor frecuencia están sujetos al proceso de oxidación en las rocas y en los suelos, son:

Ö las micas (biotita),

Ö los anfíboles (hornblenda),

Ö los piroxenos (hiperstena, augita).

Estos minerales contienen en su estructura apreciables proporciones de fierro ferroso.

b) Reducción

Es el proceso inverso de la oxidación. Es aquel proceso químico en el cual un elemento gana un electrón y su valencia positiva disminuye en un protón. Tanto en rocas y suelos, el fierro, de la forma férrica (Fe+++) pasa a la forma ferrosa (Fe++).

Fe+++ + 1e Fe++

(hierro férrico) (hierro ferroso)pardo amarillento, rojo azulado, gris, gris verdoso

reducción

2Fe2O3 <----> 4FeO + O2

(óxido férrico) oxidación (óxido ferroso) (oxígeno)

Para que ocurra reducción, las rocas y suelos deben cumplir con las siguientes condiciones:

ausencia de oxígeno,

materiales saturados con agua quieta o carente de oxígeno disuelto,

que contenga minerales ferromagnesianos (Fe++ y Mg++), suelos hidromórficos, por debajo del nivel freático.

Como resultado de las condiciones hidromórficas, el fierro férrico gana un electrón (Fe+++ + 1e Fe++) y cambia a la forma ferrosa.

El fierro ferroso es extremadamente soluble; puede ser eliminado del perfil del suelo por las aguas de drenaje si estas tienen movimiento libre. Cuando el fierro ferroso permanece en la roca o en el perfil del suelo debido a restricciones del drenaje, contribuye a imprimirle a los

suelos o a las rocas coloraciones gris verdosa, azulada, o gris oliva. Estas coloraciones tipifican a los suelos gleyzados en los que prevalece un ambiente reductor.

c) Oxidación - Reducción

Es un fenómeno cíclico de oxidación y reducción, debido a las variaciones climáticas que se producen durante el año o ascenso y descenso del nivel freático de modo artificial como es el caso del cultivo del arroz. Es de común ocurrencia en los horizontes C o capas más profundas del perfil del suelo, sujetas a fluctuación del nivel freático.

Para que ocurra el fenómeno de la oxi-reducción, las rocas o el suelo deben estar sometidas a fluctuaciones del nivel freático. La fluctuación del nivel freático origina períodos alternos de oxidación y reducción. La alternancia de condiciones de oxidación y reducción involucra cambios en los iones y en los minerales.

A medida que disminuye el pH, aumenta la estabilidad del hierro aún bajo condiciones moderadamente oxidantes. En materiales extremadamente ácidos se puede encontrar hierro ferroso aún si existe en el medio una mediana provisión de oxígeno. El ion Mn tiene un comportamiento más o menos similar al del Fe, este ion permanece en forma reducida a un potencial redox y a un pH bajo.

d) Hidratación y deshidratación

Este fenómeno consiste en la formación de un nuevo mineral debido a la adición o pérdida de moléculas de agua o de grupos hidróxido. Este proceso le ocurre a los minerales constituyentes de las rocas y suelos. Tiene lugar en los extremos de los granos minerales.

El mineral que se hidrata o deshidrata, no sufre una descomposición o modificación sustancial, excepto por las moléculas de agua que se adicionan o separa de la estructura cristalina.

En el caso de algunas sales como el yeso y de algunos óxidos de fierro como la limonita; el agua entra a formar parte de la estructura, originando algunos cambios en sus propiedades, como sucede con la anhidrita y la hematita. Por hidratación, la anhidrita se convierte en yeso; y, la hematita en goetita o limonita.

hidratación

CaSO4 + 2H2O <---->CaSO4.2H2O(anhidrita) deshidratación (yeso) (agua de hidratación)

hidratación

2Fe2O3 + 3H2O <----> (FeOOH) <----> Fe2O3.3H2O(hematita) deshidratación (goetita) (limonita)color rojo color amarillo

La hidratación de la anhidrita y en general de cualquier otro mineral, es esencialmente una reacción esotérmica. Esta reacción indica un considerable cambio de volumen. Cuando este proceso ocurre en el interior de las rocas es muy importante en términos de meteorización física, produciendo eventualmente exfoliación o su desintegración granular.

e) Hidrólisis

Es el proceso que consiste en la reacción del H y el OH del agua, con los minerales del suelo o de las rocas. Esta reacción origina el desplazamiento de sus cationes componentes, causando una eventual desintegración de su estructura cristalina.

Los minerales que en mayor proporción contribuyen a la

descomposición de las rocas, son : feldespato, micas, anfíboles, piroxenos.

Las siguientes reacciones son ejemplos de hidrólisis:2KAlSi3O8 + 2H+ + 9H2O H4Al2Si2O9 + 2K+

(ortoclasa) (caolonita)

3KAlSi3O8 + 2H+ + 12H2O Al3Si3O10(OH)2 + 6H4SiO4 + 2K+

(ortoclasa) (ilita)

2NaAlSi3O8 + 2H+ + 9H2O H4Al2Si2O9 + 4H4SiO4 + 2Na+

(albita) (caolinita)8NaAlSi3O8 + 6H+ + 9H2O 3Na0.66Al2.66Si3.33O10(OH)2 + 14H4SiO4 + (albita) (montmorillonita) 6Na+

Este tipo de reacción ocurre cuando los minerales entran en contacto con el agua de lluvia, agua de escorrentía o de filtraciones. En general, implica la desintegración de los feldespato y la liberación del K o Na contenido dentro de su red cristalina, con la consiguiente formación de ácido sílico. Luego de la liberación, tanto el K como el Na, se ubican en los lugares siguientes:

Ö pueden ser absorbidos por el complejo de cambio del suelo,

Ö pueden ser lixiviados por las aguas de drenaje,

Ö pueden permanecer dentro del sistema (pedo sistema o zona de meteorización) e intervenir en reacciones posteriores.f) Solución

Es la acción disolvente del agua y de los iones que transporta (principalmente CO2 y H+) sobre las sales y otros compuestos que se encuentran presentes en la constitución de las rocas y suelos.

El grado de solución dependerá en cada caso de la cantidad del agua que pase sobre la superficie de las partículas y de solubilidad del sólido afectado por el proceso. Una idea general del proceso de disolución de rocas y suelos, podrá obtenerse mediante el análisis del agua de los ríos, normalmente transportan diferentes sales en solución como carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, etc.

La disolución de la caliza es posiblemente uno de los casos más comunes del proceso de disolución. En líneas generales, realiza la siguiente reacción :

CaCO3 + CO2 + H2O <----> Ca++ + 2HCO-3

La solubilidad del CaCO3 depende fundamentalmente de la presión del CO2 y cantidad de iones H+ en el agua. La presión del CO2 es mayor en zonas cubiertas de vegetación que en las zonas desnudas. La relación inversa que existe entre la presión parcial del CO2 y la temperatura, permite suponer que la solubilidad del CaCO3 en zonas frías será mayor que en zonas cálidas.

La importancia fundamental del proceso de solución de las calizas estriba en que en áreas en donde estos materiales ocupan grandes extensiones, suele desarrollarse geoformas y paisajes de fisonomías muy características (paisajes kársticos).

En ciertas áreas la solución ocasiona tanto o más erosión que todos los demás procesos tal como se aprecia en el Cuadro N 01-M. Es un importante agente de denudación en muchos materiales.

Tabla 1-M.- Material erosionado por diferentes procesos

ErosiónProcesos Movimiento cuesta abajo Movimiento vertical

(m/año) (tm/m)Caída de rocas 22.50 20.000Avalanchas 20.00 22.000Deslizamientos 60.00 96.000Reptación 0.01 2.700Soliflucción 0.02 5.300Solución 70.00 136.500

Mejia 1980.

g) Quelación

Es el proceso mediante el cual los agentes quelantes forman complejos con los iones metálicos de los minerales que conforman las rocas y suelos. Este proceso da origen a la meteorización.

Agentes quelantes son sustancias formadas por procesos biológicos y excretadas por líquenes que crecen sobre las superficie de las rocas. El mecanismo que origina los complejos, es la formación de varios enlaces entre el catión metálico y la sustancia quelante. Esto forma una estructura cíclica o anillo que encierra al metal.

3. Meteorización biológica

La meteorización biológica se define como un conjunto de procesos que provocan la descomposición o ruptura de rocas y minerales, originada por acción de los microorganismos, animales, plantas y el hombre mismo. Su acción puede ser de carácter físico o químico.

Descripción de los procesos de meteorización biológica

Los agentes que provocan la meteorización biológica, son:Acción BiofísicaAcción de las raíces de los árboles y arbustos Acción de los animales Acción del hombre Acción bioquímica Acción de las raíces de las plantas Acción de los líquenes Acción de los organismos que viven sobre las rocasa) Acción Biofísica

i. Acción de las raíces de los árboles y arbustos (plantas superiores)

Las plantas superiores, son factores de meteorización de rocas y suelos a través de la enorme presión que ejerce sus raíces en las grietas de las rocas, ocasionándole ruptura o división.

ii. Acción de los animales

La actividad de algunos animales, sobre todo los que excavan madrigueras, o los organismos costeros que viven sobre las rocas perforando pequeñas oquedades (huecos), contribuyen a la acción erosiva del oleaje.

iii. Acción del hombre

La actividad del hombre en el desarrollo de las diversas actividades productivas, por lo general, generan erosión a través de obras, construcciones, desarrollo de las ciudades, abastecimiento del agua y de toda la contaminación de los recursos que ha traído consigo el desarrollo agrícola, ganadero, industrial y comercial, en detrimento de

rocas y minerales así como el suelo.

b) Acción bioquímica

i. Acción de las raíces de las plantas

Las plantas superiores, son factores de meteorización de rocas y suelos a través de su absorción de elementos nutritivos y del agua.

Los elementos absorbidos por la planta (K, Ca, Mg) son reemplazados por H en los minerales, los que a través de este proceso se vuelven menos estables.

ii. Acción de los líquenes (plantas inferiores)

Las plantas inferiores, como hongos, algas, líquenes colonizan sobre las superficies de las rocas, penetran en las grietas y descomponen paulatinamente las rocas a través de extracción de nutrimentos, de absorción de Si, de excreción de H+ y de excreción de ácidos orgánicos formadores de complejos de Al y Fe que resultan solubles y pueden ser lavados.

iii. Acción de los organismos que viven sobre las rocas

Los productos metabólicos de los organismos que viven sobre o dentro de las rocas incluyen productos muy agresivos para éstas, que favorecen su descomposición, sobre todo el suelo donde afectan su superficie y modifican el ciclo de los nutrientes.

VI. Origen de suelos:

Las rocas que se encuentran en la parte más superficial de la corteza terrestre son atacadas por agentes climáticos y bióticos los que le generan procesos de alteración física, química y biológica.

Soportan procesos de tectonización, fragmentación por movimientos internos de la corteza, hasta llegar a un tamaño de unos pocos centímetros. El efecto de recalentamiento de la roca, permite que sus minerales se expandan y al tener cada uno distinta expansividad, se desagregan. De igual forma, al absorber agua se produce un fenómeno semejante, pudiendo llegar hasta fracciones del tamaño del limo, entre otros procesos importantes.

Una vez instalada la vegetación hay una acción física de las raíces al penetrar por las fisuras o grietas de las rocas, aunque el agua y la vegetación actúan también químicamente. Los minerales al absorber agua (líquido dipolar) rompen los equilibrios iónicos de la estructura y se expanden.

Luego la gravedad, el agua, el hielo glaciar, el viento, los movimientos sísmicos mueven este material suelto provocando su erosión, transporte y posteriormente su depositación. A partir de estos depósitos seguidos de un proceso de formación dan origen al suelo. Otras rocas alteradas seguidas de un largo proceso de formación dan origen al suelo “in situ” (en su propio sitio), denominado suelo residual (sin transporte).

El suelo es un sistema natural abierto y complejo, donde viven las plantas y gran diversidad de seres vivos; sus características y propiedades se desarrollan por la acción de los agentes climáticos y bióticos que actúan sobre los materiales geológicos, acondicionados por el relieve y drenaje durante un período de tiempo.

Se encuentra conformado por partículas menores de 2,0 mm de diámetro, (arena, limo y arcilla) así como también por sustancias minerales que definen los tenores de fertilidad natural, textura, pH, color, entre otras características heredadas de su madre la roca.

De esta manera, el suelo se encuentra apto para cumplir con sus funciones ecológicas y de infraestructura. Dentro de la función ecológica, además de otras, produce biomasa como las plantas y gran diversidad de seres vivos.

VII. Minerales del Suelo:

Los minerales componentes de las rocas, al meteorizarse y posteriormente al edafizarse quedan en libertad y pasan a ser partes componentes del suelo.

1) minerales heredados, es decir, procedentes de la roca-sustrato que se altera para dar origen al suelo, que serán minerales estables en condiciones atmosféricas, resistentes a la alteración físico-química; y

2) minerales formados durante el proceso edafológico por alteración de los minerales de la roca-sustrato que no sean estables en estas condiciones.

Los más importantes y los condicionantes para su presencia en el suelo son los minerales siguientes: cuarzo, feldespatos, fragmentos de roca, arcillas, carbonatos, óxidos e hidróxidos de hierro manganeso y aluminio, sulfatos, entre otros minerales.

Cuarzo

Es un mineral muy común en los suelos, debido a:

a) su abundancia natural en la mayor parte de las rocas; y

b) su resistencia al ataque químico.

El cuarzo confiere al suelo buena parte de su porosidad, debido a que suele estar en forma de granos más o menos gruesos, lo que permite el desarrollo de la porosidad intergranular. Es inerte. Suele encontrase en suelos poco estructurados de textura arenosa.

Es un cristal de dióxido de silicio. Tiene diversas formas maclas (asociaciones de cristales-sólidos limitados con caras planas y ángulos constantes planos-en una orientación regular conjunta), gránulos o fibras. Pueden ser incoloros o coloreados. La presencia de impurezas da al cuarzo colores atractivos y cristales más perfectos. Es el principal componente de arenas y arcillas. Su fórmula química es SiO2 (óxido de silicio). Se encuentra en las playas como arenas cristalinas. Se utiliza para fabricar vidrio e instrumentos de laboratorio como los termómetros.

Feldespato

Es un mineral minoritario, heredado o residual de la roca sobre la que se forma el suelo. Es metaestable en medio atmosférico, tendiendo a transformarse en minerales de la arcilla. Conforma la fracción arenosa del suelo, con cierta reactividad.

Ha sufrido el proceso de formación de roca, por lo que se le denomina mineral protogénico. Constituye parte de la corteza terrestre, principalmente de las rocas ígneas y las metamórficas. Si se altera su composición química resulta sustancias arcillosas, como la caolinita. Químicamente es silicato de aluminio con bases de potasio (K), sodio (Na) y calcio (Ca). Su fórmula es Al4 (OH)8 Si4O10.

Fragmentos de roca

Los fragmentos son de tamaño superior a 2 mm. En el suelo constituyen fracciones del tamaño de las gravas. La naturaleza de los fragmentos está directamente relacionada con la de la roca sobre la que se forma. Ocasionalmente el suelo puede contener fragmentos de origen “externo”, como consecuencia de procesos de transporte y depósito contemporáneos con la formación del suelo. Permiten identificar si el proceso de edafogénesis ha tenido o no aportes externos.

Minerales de la arcilla

Son minerales abundantes en el suelo. Proceden de la alteración o meteorización de la roca. Son muy variados:

1) La illita (equivalente arcilloso de la mica blanca, moscovita), que se forma a partir de feldespatos y micas de rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas.

2) La clorita, que se forma a partir de los minerales ferromagnesianos que pueda contener la roca: biotita, anfíbol, piroxeno, olivino.

3) La pirofilita, que puede formarse a partir de minerales ricos en aluminio en la roca original.

4) Los filosilicatos del grupo de las arcillas especiales (esmectita-bentonita, sepiolita, palygorskita), menos comunes en el suelo, son que se forman bajo condiciones climáticas muy específicas, o a partir de rocas de composición muy determinada, y que por sus características especiales confieren al suelo propiedades mecánicas diferentes a las habituales (suelos expansivos, suelos instables). Los minerales de este grupo juegan un papel muy importante en la textura y en la físico-química del suelo, pues le confieren plasticidad, impermeabilidad, así como otras propiedades mecánicas y de relación entre el suelo y el agua que contiene, en especial en cuanto a la capacidad de sorción e intercambio iónico que pueda presenter.

La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratado, procedente de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años.

Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es

inferior a 0,002 mm. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3—2SiO2—H2O.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por el hombre, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

Carbonato

Es mineral frecuentemente formado por el proceso de edafogénesis. Debido a su alta solubilidad su acumulación efectiva se produce en el horizonte B, como consecuencia de los procesos de intercambio que se producen en el mismo. De hecho, el carbonato puede formarse en los horizontes A o C.

Los suelos de regiones áridas y semiáridas, los procesos de intercambio con el suelo suelen ser “en ascenso”: las aguas subterráneas ricas en carbonatos ascienden hasta la superficie del terreno por capilaridad o por gradiente de humedad, depositando ahí los carbonatos y originando los denominados “caliches”, auténticos escudos de color blanco que recubren la superficie del suelo.

Se encuentra también conformando las rocas calizas y las dolomitas. Constituyen un grupo relativamente pequeño de minerales, de los cuales lo más frecuentes son los carbonatos que contienen calcio, magnesio, etc.

El más conocido es el carbonato de calcio, componente principal de la piedra caliza; es incoloro y transparente. Su alteración química origina suelos fértiles. Su fórmula química es CaCO3.

Óxidos e hidróxidos de hierro, manganeso y aluminio

Los óxidos e hidróxidos de Fe3+ (y a menudo los de aluminio y los de manganeso) son minerales que se suelen acumular en el suelo como consecuencia de procesos de alteración de otros minerales, constituyendo la fase estable del hierro en superficie o condiciones cercanas a la superficie. Se acumulan en forma de agregados:

1) limonita (agregado de óxidos e hidróxidos de Fe),

2) bauxita (de óxidos e hidróxidos de aluminio); y

3) wad (óxidos e hidróxidos de manganeso).

Desde el punto de vista estrictamente químico son muy estables, poco o nada reactivos, pero presentan propiedades sorcitivas que hacen que su presencia en el suelo tenga implicaciones físico-químicas notables. Los suelos ricos en óxidos e hidróxidos de hierro, formados por un lavado casi total de otros constituyentes, reciben el nombre de lateritas. Se reconocen por su intenso color rojo y se forman en climas tropicales.

Sulfato

La presencia de sulfato en el suelo se debe a que es mineral relativamente común. También se debe a acumulación debido a su característica de ser compuestos de solubilidad relativamente alta, bajo condiciones de clima árido o semiárido. En estas condiciones y, al igual que los carbonatos, los sulfatos podrán acumularse en el horizonte B, o en el A. En este segundo caso en forma de costras o eflorescencias superficiales. Su formula química es SO4

=.

Otros minerales

El suelo puede contener una amplia gama de minerales, en unos casos heredados, en otros formados, todo ello en función de los condicionantes como la naturaleza de la roca-sustrato y factores climáticos. Su importancia e interés pueden ser muy variables.

VIII. Nutrientes minerales del suelo:

En caso no hubiese nutrientes en el suelo, las plantas morirían puesto que ellos son imprescindibles para su desarrollo.

Afortunadamente, en los suelos siempre hay de todo, por lo menos algo, aunque en unos más que en otros. No obstante, se pueden presentar carencias.

Existen elementos nutritivos en el suelo que son esenciales para las plantas, los cuales los toma en grandes cantidades, sobre todo los 3 primeros: nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S) a los que se les denomina macronutrientes o elementos mayores; otros los toma en pequeñísimas cantidades o trazas como: hierro (Fe), zinc (Zn), manganeso (Mn), boro (B), cobre (Cu), molibdeno (Mo), cloro (Cl) a los que se les denomina micronutrientes u oligoelementos.

Las plantas necesitan energía solar, agua, sales minerales y dióxido de carbono atmosférico o CO2. Así, la savia bruta llega a las células con clorofila de las hojas. La savia elaborada, es transportada por los vasos liberianos a todas las células del vegetal. El oxígeno (O2) sale al exterior por los estomas.

Las plantas, entre ellas las cultivadas por el hombre para producir alimentos, toman los minerales del suelo y luego del proceso de la fotosíntesis, lo distribuye como sustancia elaborada a todos sus órganos.

Después de eliminar el agua de los tejidos los macroelementos constituyen aproximadamente el 99,5% de la materia seca, mientras que los microelementos forman cerca del 0,03%.

El contenido mineral de los tejidos vegetales es variable, dependiendo del tipo de planta, las condiciones climáticas prevalecientes durante el período

de crecimiento, la composición química del medio y la edad del tejido entre otros.

Una hoja madura es probable que tenga un contenido mineral mayor que una hoja muy joven. Asimismo, una hoja madura puede tener un contenido mineral mayor que una hoja vieja., la que sufre una pérdida apreciable de minerales solubles en agua, al ser lavada por el agua de lluvia o mediante mecanismos de translocación hacia hojas jóvenes.

IX. La importancia de los minerales desde un punto agricola:

Los minerales se definen como una sustancia natural inorgánica generalmente sólida, con estructura cristalina y características físicas y composición química definida. Algunos minerales del suelo son amorfos.

Desde el punto de vista agrícola, los minerales del suelo son importantes como fuente de nutrimentos para las plantas, como partículas que definen la textura del suelo, como material inorgánico -por así llamarlo- constituye el esqueleto del suelo, da sostén o soporte al sistema radicular, como coloides inorgánicos reteniendo el agua y los nutrimentos a través de cargas eléctricas, como partículas físicas redondeadas que permiten la existencia de poros permitiendo la circulación del aire y agua, entre otros aspectos.

Los minerales que se encuentran en el suelos se clasifican en primarios (cuarzo, feldespatos, micas, apatita, carbonatos, otros) y en secundarios (yeso, óxidos de hierro, minerales de arcilla, otros), estos minerales van a depender del tipo de roca del cual proceden.

En Edafología, los minerales primarios son aquellos que están presentes en el material original, y minerales secundarios son aquellos que se han formado en el suelo.

A continuación se presentan las formulas químicas de algunos minerales secundarios:

Grupo de las serpentinas:

Serpentina: Mg6(OH)8Si4O10

Antigorita: (Mg,Fe2+)3Si2O5(OH)4

Crisotilo o amianto blanco: Mg3Si2O5(OH)4

Grupo de las arcillas:

Caolinita: Al2Si2O5(OH)4

Palygorskita o atapulgita: (Mg,Al)4Si8(O,OH,H2O)26—5H2O

Pirofilita: Al2Si4O10(OH)2

Sepiolita: Mg4Si6O15(OH)2—6H2O

Talco: Mg3Si4O10(OH)2

Esteatita: Mg3Si4O10(OH)2

Moscovita: KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2

Fuchsita: KA12(Si3Al)O10(OH,F)2Cr2O3

Biotita: K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+) Si3O10(OH,F)2

Lepidolita: K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2

Grupo de las cloritas:

Clorita Aluminosilicatos, principalmente de Mg, Fe2+ y Al, y en parte de Ni, Fe3+ y Cr3+

X. La importancia del suelo en la agricultura

El suelo es el lugar en el que crecen las plantas, es un ecosistema formado por partes bien diferenciadas que constituyen la estructura del medio agrícola siendo la base para la vida de las plantas y fuente fundamental de elementos nutritivos. Estas partes se pueden dividir en 3 fracciones:

La fracción sólida, constituida por elementos minerales (arena, arcilla, limo, caliza) producto de la disgregación y la alteración de la roca madre y de la materia orgánica producto de la descomposición de los restos vegetales y animales.

La fracción líquida del suelo, en la cual se encuentran en disolución las sustancias minerales y orgánicas solubles.

La fracción gaseosa, constituida por el gas procedente del aire de la atmósfera, la vida de los microorganismos y del gas producido por la descomposición de la materia orgánica.

Resumiendo, el suelo agrícola está compuesto de minerales que sirven de alimento, tierra que retiene la humedad y microorganismos, que ayudan a que conserve sus buenas propiedades.

Disponer de un suelo oxigenado, con buena estructura y equilibrado en sus nutrientes es lo óptimo para el agricultor, y de esta forma poder obtener buenos rendimientos. Si el suelo es pobre, no tiene la acidez adecuada o su estructura está dañada, es probable que los cultivos no prosperen aunque el clima, las labores y el riego acompañen.

El grado de acidez de un suelo se mide según su pH, el cual oscila entre 0 y 14. Si el pH es de 7, se tratará de un suelo neutro; por debajo, sería un suelo ácido, y por encima, alcalino. El suelo ideal sería el neutro, aunque la mayoría de plantas tiende al alcalino para una mejor absorción de minerales.

Cuando se empieza a detectar una perdida en el vigor y rendimiento productivo de las plantas, esto puede ser debido a la siembra de un determinado cultivo repetidas veces sobre un mismo suelo, apareciendo lo que se suele llamar “fatiga del suelo”, existiendo un gran número de factores químicos, biológicos y físicos que pueden, de forma más o menos conjunta, desencadenar, esta fatiga.

El factor físico tiene especial relevancia en los suelos cultivados de forma intensiva. El agua constituye el principal factor implicado en la ruptura de los agregados del suelo y esta destrucción puede suceder mediante distintos mecanismos, siendo el impacto directo de las gotas de lluvia o de riego el más importante.

Cuando un suelo comienza a dar problemas y nos damos cuenta que el rendimiento de nuestro cultivo disminuye, podemos emplear diferentes técnicas de recuperación de suelos, pero las dos más comunes y eficaces son las siguientes:

Encalado. Muchos agricultores tienen que aplicar cal directamente sobre la tierra para corregir el exceso de acidez de su terreno, en cualquier caso siempre es buena idea hacer antes un análisis del tipo de suelo. A simple vista, el terreno ácido es más oscuro y tiende a encharcarse, el alcalino tiene un color muy claro, casi blanquecino, y suele ser rico en nutrientes.

Estiércol. Es el remedio perfecto para devolver la salud al suelo, actúa como filtro para la tierra, favorece a la raíz y obtiene una buena proteína para la planta, aumentando significativamente la productividad y aportando múltiples beneficios al suelo, que se pueden resumir a continuación:

Beneficios físicos: Evita la compactación del suelo, aumenta la retención del agua, reduce la erosión, disminuye los encharcamientos, mejora la resistencia a las heladas y veranos intensos, favoreciendo el desarrollo de la raíz.

Beneficios químicos: Desintoxica las plantas por el uso excesivo de químicos, aporta todos los elementos y micro elementos actuando como corrector de pH en suelos ácidos y como corrector de la salinidad.

Beneficios biológicos: Siendo el suelo un ser vivo, el compost aporta una gran riqueza biológica, y mitiga el impacto de plagas y patógenos.

Conclusiones:

En el siguiente trabajo hemos aprendido la variedad de rocas existentes además de su meteorización aportación y la utilidad que tienen para que se formen los distintos elementos que cada una de ellas aporta para la formación de un ecosistema.

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