intemperismo y suelo
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INTEMPERISMO Y SUELO
INTRODUCCION
Algunos factores del clima como la temperatura, la humedad, precipitación y vientos, intervienen en la desintegración y descomposición de las rocas y minerales. Esta acción llamada intemperismo, influye en la formación del suelo.
El intemperismo es la descomposición superficial de las rocas, el desgaste físico y alteración química de rocas y minerales en o cerca de la superficie de la Tierra.Todas las rocas que por algún o algunos procesos geológicos quedan expuestas en la superficie de la tierra interactúan con la atmosfera, la hidrosfera y la biosfera.
Como resultado de esta interacción las diferentes especies minerales que conforman las rocas expuestas se desestabilizan produciéndose un conjunto de cambios físicos y químicos que agrupamos bajo el nombre de intemperismo.
Existen tres tipos de intemperismo: físico, biológico y químico.
Una particularidad del intemperismo químico es que los nuevos productos son estables en el medio en el que se han producido, manteniéndose inalterados hasta que el ambiente cambia.El agente más importante para este tipo de intemperismo es el agua, por su calidad de solvente casi universal que junto con ciertas cantidades de materiales disueltos dan como resultado un aumento de la actividad química del agua.
La erosión es otro factor que actúa en la formación y transformaci6n del suelo.
INTEMPERISMO
El intemperismo es el proceso de transformación química de las rocas en suelo por eso se dice que la formación de suelo es sinónimo de intemperismo. El intemperismo en las rocas ígneas y metamórficas cambia los sólidos densos en materiales suaves y porosos que forman partículas que difieren en composición química y estructura a los minerales originales. El intemperismo provoca cambios menos intensos en las rocas sedimentarias.
Cuando las rocas quedan expuestas en la superficie terrestre las condiciones físicas de erosión, congelamiento y fusión del agua, calentamiento y enfriamiento disgregan lentamente las rocas pero el cambio más grande lo provocan los cambios químicos por la acción del agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y compuestos orgánicos.
Así, los materiales formados en el interior de la corteza se encuentran en desequilibrio con respecto a las condiciones superficiales. La meteorización involucra entonces a todos los procesos que tienden a poner a las rocas y a los minerales en equilibrio con los ambientes que se encuentran en o cerca de la superficie de la Tierra.
La meteorización es el primero de los procesos que opera en un ciclo sedimentario. Sus productos sólidos o detríticos y iónicos son la fuente principal de los materiales que –como consecuencia de la erosión, transporte y depositación/precipitación- pasarán a formar parte de las rocas sedimentarias, tanto clásticas o mecánicas como químicas. Los productos de la meteorización contribuyen también a la formación de los suelos, proveen los componentes detríticos de los mismos y muchos de los nutrientes asimilados por las plantas.
La erosión es la incorporación y el transporte de material por un agente dinámico, como el agua, el viento o el hielo. Puede afectar a la roca o al suelo, e implica movimiento, es decir, transporte de granos y no a la disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización. La erosión es uno de los principales actores del ciclo geográfico.
AGENTES ATMOSFERICOS Y QUIMICOS
La Atmósfera actúa sobre las rocas, despedazándolas. Los agentes atmosféricos son los responsables de la destrucción de las rocas en los procesos de meteorización. Los agentes atmosféricos más activos son:
Humedad. La humedad hace referencia al contenido de vapor de agua contenido en el aire. En zonas con mucha humedad las rocas son destruidas rápidamente.
Temperatura. La superficie del planeta se calienta, debido a la radiación solar. Este calentamiento depende del número de horas de insolación, el ángulo de incidencia de los rayos solares y de la distribución de tierras y océanos. En los lugares donde la diferencia de temperatura entre el día y la noche es muy grande se produce una gran meteorización mecánica. Sin embargo, en zonas donde las diferencias de temperatura son menores la meteorización es casi inexistente. Seguro que sabes que en el desierto la diferencia de temperatura entre el día y la noche es muy grande. Las rocas se calientan y se enfrían rápidamente. Esto provoca su rotura, haciendo un ruido semejante a un estallido. La humedad elevada acelera los procesos de meteorización
Viento. Es el movimiento del aire desde zonas de alta presión hacia zonas de baja presión.La temperatura no es igual por toda la Atmósfera, apareciendo en unas zonas aire caliente y en otras aire frío. Estas diferencias provocan corrientes de aire, a las que llamamos
genéricamente viento. El viento se origina por los movimientos de aire con distinta temperatura
Precipitaciones. El vapor de agua que contiene una masa de aire cálido se condensa cuando éste se enfría, produciéndose la precipitación. La precipitación puede ser en forma líquida, como el rocío o la lluvia, y en forma sólida, como la nieve, el granizo y la escarcha.
EROSION, TRANSPORTE Y SEDIMENTACION
EROSION
La erosión es la incorporación y el transporte de material por un agente dinámico, como el agua, el viento o el hielo. Puede afectar a la roca o al suelo, e implica movimiento, es decir, transporte de granos y no a la disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización. La erosión es uno de los principales actores del ciclo geográfico. El material erosionado puede estar conformado por:
• Fragmentos de rocas producto de la meteorización mecánica (termoclastia, gelifracción, etc.) o formados por abrasión mecánica debida a la acción del viento, aguas o glaciares.• Suelos, en especial aquellos que han sido despojados de su cubierta vegetal por tala o incendio.
Erosión es el proceso general por medio del cual las rocas son desgastadas (pulverizadas) en la superficie de la Tierra. El desgaste produce todos los barros del mundo todos los suelos y sustancias disueltas que son acarreadas por los ríos a los océanos.
El desgaste ocurre de dos formas:
Desgaste químico, que ocurre cuando los minerales en una roca son alterados químicamente o disueltos. Por ejemplo la desaparición de las letras de una tumba y en los monumentos se atribuye principalmente al desgaste químico.
Desgaste físico. Ocurre cuando las rocas sólidas se fragmentan mediante procesos físicos que no cambian su composición química. Por ejemplo los restos de mármol fragmentado en los bloques y columnas de la antigua Roma o Grecia que alguna vez fueron templos, son el resultado del desgaste físico.
El desgaste físico y químico se ayuda uno al otro. Entre más rápido sea el decaimiento químico las rocas se debilitan y se vuelven más susceptibles a la fragmentación; entre más pequeñas son las piezas, más superficie tiene para sufrir el desgaste químico. Porque algunas rocas se desgastan más rápidamente que otras.
Los cuatro factores principales que controlan la fragmentación y el decaimiento de las rocas son las propiedades de la roca padre:
El clima La presencia o ausencia de suelo El periodo de tiempo en que las rocas están expuestas a las condiciones atmosféricas. Desgaste químico
El desgaste químico resulta por las reacciones químicas que sufren minerales en las rocas principalmente con el aire y el agua. La idea esencial que se debe recordar es que en estas
reacciones químicas algunos minerales se disuelven y otros se combinan con el agua y con los componentes de la atmósfera tales como el oxígeno y el dióxido de carbono para formar nuevos compuestos químicos- estos compuestos son los nuevos minerales formados por el desgaste. Hidrología de aguas superficiales y subterráneas.
La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta.Hidrología se encarga del estudio del agua en la parte continental.Geo-hidrología se encarga del estudio de las aguas del subsuelo.El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico.La cuenca de captación de un cuerpo de agua se compone de las áreas de captación superficial y subterránea.
Curvas de nivel se refiera a líneas de igual elevación. Parte aguas línea imaginaria que une los puntos de mayor elevación entre dos cuencas adyacentes. Las cuencas de captación de los cuerpos de agua están separadas por el parte aguas.Cuenca hidrológica. Se reserva este concepto para designar a la cuenca de captación de todo el sistema hidrológico, desde el origen de la corriente hasta su desembocadura en el mar (exoerrica).Hay parteaguas que separan las porciones de tierra periféricas de las interiores. A estos partes aguas se les conoce como vertientes interiores y dan origen a las cuencas endorreicasCorrientes.
Dependiendo del tiempo en que transportan agua, las corrientes pueden ser perennes o intermitentes:
Corriente perenne: Transporta agua durante todo el año Corriente intermitente: Transporta agua solo durante una fracción del año Corriente efímera: Transporta agua solo durante una tormenta. La corriente principal en una cuenca de captación es la de mayor longitud. Longitud. Es la distancia a lo largo del río, desde el origen hasta su desembocadura Red fluvial o drenaje se compone por cauces bien formados.
TRANSPORTE
Se denomina transporte o transportación al traslado de algún lugar a otro algún elemento, en general personas o bienes, pero también un fluido. El transporte es una actividad fundamental dentro del desarrollo de la humanidad.
Los ingenieros de transporte utilizan estos conceptos a la hora de concebir, planificar, diseñar y operar un sistema de transporte. Para tener un sistema eficiente, es deseable que la demanda utilice al máximo la infraestructura existente. La demanda deberá solo en muy pocas ocasiones superar la oferta.
Uno de los ejemplos más ilustrativos es el de las vías. La oferta para este caso son las vías y los vehículos las demandan. Cuando pocos vehículos demandan la vía, se dice que la infraestructura está prestando un buen servicio, pero es ineficiente. Cuando muchos vehículos utilizan la vía de forma funcional, operarán de forma eficiente la infraestructura, pero el servicio que presta a los usuarios ya no es tan bueno. Cuando demasiados vehículos demandan las vías se forma congestión y esto se considera inaceptable.
SEDIMENTACIÓN
La sedimentación es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado.
El sedimento es un material sólido, acumulado sobre la superficie terrestre (litosfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).
Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas prevalentemente a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas prevalentemente a la sedimentación. Las depresiones de la litosfera en la que se acumulan sedimentos, son llamadas cuencas sedimentarias.
SUELOS, RESIDUALES, TRANSPORTADOS
SUELOS
Gracias a la erosión y a la actividad de los seres vivos, la porción externa de la corteza rocosa terrestre, su superficie, se convierte en aquello que conocemos como "suelos".
Sin el suelo sería imposible la existencia de plantas superiores y, sin ellas, ni nosotros ni el resto de los animales podríamos vivir. A pesar de que forma una capa muy delgada, es esencial para la vida en tierra firme. Cada región del planeta tiene unos suelos que la caracterizan, según el tipo de roca de la que se ha formado y los agentes que lo han modificado.
SUELOS RESIDUALES
Los suelos residuales se originan cuando los productos de la meteorización no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposición de la roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposición se produce una acumulación de suelo residual. Entre los factores que influyen en la velocidad de alteración de la naturaleza de los productos de la meteorización están el clima (Temperatura y lluvia), la naturaleza de la roca original, el drenaje y la actividad bacteriana.Los suelos residuales es producto de la intensa meteorización. Se desarrollaron durante largo tiempo en viejos aluviones aterrizados y sobre rocas de gran estabilidad. Son suelos muy lixiviados con alto contenido en hierro y aluminio.
EFECTOS DE LA EROSIÓN
La erosión es un proceso natural, producto de la acción de los agentes atmosféricos, durante el cual, una parte del suelo es disgregada y degradada, proceso conocido como meteorización y transportada a otras zonas. Es decir, se produce un desgaste físico y químico de rocas y suelo debido a los mismos agentes que producen el transporte del material, como son básicamente el agua y el viento.
Pueden existir:
Erosión eólica: el aire, desplazado a gran velocidad, es capaz de desprender partículas de suelo o rocas, desplazándolas a largas distancias.
Erosión pluvial: producida por las aguas caídas durante la lluvia, produciendo el arrastre de suelo, materia orgánica y humus al impactar las gotas y al escurrir el agua.
Erosión fluvial: Está producida por el agua de los ríos sobre las orillas
EROSIÓN EÓLICA
Los daños producidos por la erosión eólica se pueden englobar en los siguientes efectos: Superficiales, Edáficos y Secundarios.
Superficiales: La acción de los vientos determina una erosión que conllevan acciones superficiales para los cultivos, causando una serie de daños.-Arranque de tierra dejando al descubierto el sistema radicular o semillas sin germinar.-Recubrimiento de pastos y sembrados.-Aterramiento de superficies agrícolas e industriales.-Inutilización de cercas.-Transporte de semillas e insectos perjudiciales, etc.
Edáficos: Se corresponden con las acciones que alteran, destruyen o transforman las texturas de los suelos. El viento arranca y transporta limo, arcilla y materia orgánica fundamentalmente, dejando in situ las fracciones gruesas. De esta forma el suelo queda más arenoso y, por tanto, más susceptible de erosión. Estos efectos suelen ser irreversibles o de difícil y costosa solución.
Secundarios. Como efectos secundarios podemos enumerar los siguientes:-Posible transporte de materiales salinos, principalmente yeso y sales de sodio hacia zonas de cultivo, cuya consecuencia es contribuir a salinizar los suelos en que se asientan.-Pérdida de fósforo, pudiendo ocasionar alteraciones serias en los suelos.-Desecación del suelo.
LA DIFERENCIA ENTRE METEORIZACIÓN Y EROSION
La meteorización involucra la descomposición y la desintegración in situ de las masas de rocas y minerales. En cambio la erosión ocurre cuando los componentes de las rocas son puestos en movimiento por los agentes que operan en la superficie terrestre (aire, agua, hielo y otros agentes gravitacionales).
PROCESOS EXTERNOS
Estos procesos comprenden la meteorización, erosión, transporte y deposición. Para el transporte la energía potencial que provee la gravedad se transforma en cinética.
Otra fuente de energía es el Sol responsable del movimiento del aire y formación de lluvias. A la denudación o acción niveladora se oponen otras fuerzas internas que emergen los continentes. Los continentes pierden un metro de espesor de sus tierras emergidas cada 30.000 años, pues un medio de transporte como el agua, lleva materiales por los ríos al mar.
La faz de la Tierra cambia, es dinámica, pues hay dos factores principales que dan forma al terreno: los procesos constructivos que crean accidentes orográficos nuevos y las fuerzas destructivas, como la erosión, que van desgastándolos poco a poco. Por regla general cuanto más alta es una montaña, más reciente es su formación; el Himalaya no tiene más de 50 millones de años y hace 400 millones de años la cordillera Caledoniana tenía su mismo tamaño; de ellas nos quedan hoy los vestigios del período orogénico caledoniano en Groenlandia, los Apalaches, y las Highlands de Escocia y la meseta costera de Noruega.
El tiempo en cualquiera de sus formas es el agente principal de la erosión. La lluvia barre la tierra suelta y penetra en las grietas de las rocas. El CO2 del aire reacciona con el agua lluvia formando el débil ácido carbónico que ataca químicamente la roca sometiéndola a una acción definitiva de largo plazo.
La lluvia se infiltra bajo tierra pudiendo reaparecer después en forma de manantiales. De ellos nacen los arroyos y ríos que se abren paso entre las rocas, arrastrando material de los montes a la llanura.
Cuando hace mucho frío el hielo y la helada, pueden quebrantar las rocas y en las regiones perpetuamente frías formar glaciares, que excavan valles y arrastran grandes cantidades de rocalla arrancada por su erosión.
En las zonas secas el agente de erosión continuo es el viento y el más definitivo el agua de la ocasional lluvia.
El primero arrastra menudas partículas de arena que pulen las rocas expuestas.
También los seres vivos contribuyen a la evolución del paisaje. Las raíces de los árboles se introducen a la fuerza por las grietas de las rocas acelerando su fragmentación. En cambio las raíces de las gramíneas y otras plantas menores ayudan a retener la tierra evitando su erosión por la lluvia y el viento.
La naturaleza misma de las rocas determina su susceptibilidad a los agentes erosivos, pues la caliza y el granito que reaccionan con el ácido carbónico de la lluvia resultan más propensos a la degradación química que otros tipos de rocas menos afectables por la lluvia ácida.
La arenisca suele ser más dura que las arcillolitas y cuando ambas están expuestas en capas alternas, erosionado el segundo más que el primero, el afloramiento resulta con una aspecto corrugado y escalonado.
Las cascadas y rápidos se producen, entre otros casos, cuando los ríos cruzan capas o intrusiones de roca ígnea dura situada sobre rocas sedimentaria más blanda.
Las fuerzas erosivas del viento, los glaciares, los ríos, las olas y las corrientes del mar son agentes esencialmente destructores, pero pueden ejercer también un efecto constructivo.
Las partículas roídas por los ríos terminan depositadas en deltas y marismas en forma de estratos de
fango y arena; las que lleva el viento en las zonas áridas descansan en forma de arenas de desierto, y los grandes peñascos y partículas de arcilla que producen y transportan los glaciares dan lugar a espectaculares morrenas.
La meteorización física.
Es causada por procesos físicos, se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y periglaciares. Es que los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día y la noche y la ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes periglaciares las temperaturas varían por encima y por debajo del punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional.
La meteorización química.
Causa la disgregación de las rocas y se da cuando los minerales reaccionan con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior.
En general los minerales son más susceptibles a esta meteorización cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra.
Alteración tectónica e hidrotermal.
No son formas de meteorización la alteración tectónica y la alteración hidrotermal. La primera está asociada a los ambientes de fallas activas, mientras la segunda es una forma de degradación ocasionada por fluidos hidrotermales, la cual tampoco puede ser tomada por meteorización.
Producto de una y otra forma de alteración son, en su orden, las brechas tectónicas y la agilización de materiales, dos fenómenos frecuentes en la zona andina colombiana. Tampoco es intemperismo ni la acción abrasiva de olas, corrientes, hielo y viento; tampoco la acción del hombre ni el efecto mecánico del vulcanismo, la gravedad y el diastrofismo (inclinación, plegamiento y fracturamiento de roca).
FACTORES DEL INTEMPERISMO FISICO O MECANICO
Los factores del intemperismo mecánico son: insolación, gelivación, palpitación, exfoliación, acción de las raíces y crecimiento cristalino.
La insolación.Fenómeno de expansión y contracción térmica del material por variaciones de la temperatura. Si la variación es súbita afectará la superficie de la roca; si es lenta, interesará toda la masa.
En el segundo caso aparecerían fisuras cuando el material heterogéneo, (minerales con diferentes coeficientes de contracción y dilatación), pueda generar respuestas diferentes en términos de esfuerzos. La insolación es más eficiente en los desiertos pues la sequedad ambiental permite que durante el día el calor no se pierda en calentar la humedad de la atmósfera y durante la noche no exista reserva atmosférica de calor para que caiga la temperatura.
Gelivación o acción de las heladas.Este factor es más eficiente que el anterior. Cuando el agua penetra en las fracturas de las rocas para luego congelarse, aumenta su volumen en un 9% y genera esfuerzos que fracturan el material. Con variaciones de la temperatura por arriba y abajo del punto de congelación y el nuevo abastecimiento de agua penetrando en el material a través de diaclasas y poros, el hielo, actuando en forma semejante a una cuña, hará progresar las disyunciones afectando sucesivamente el material.
Palpitación.Es el movimiento del suelo causado por masas lenticulares de hielo, cuando el agua lluvia que ha penetrado al subsuelo se congela durante el invierno aumentando su volumen. El mecanismo de congelamiento-fusión del agua, conforme la temperatura fluctúa por arriba y abajo del punto de fusión, da el particular movimiento que conduce a la alteración física del suelo.
Exfoliación.Es una forma de meteorización que conduce, no a la desintegración granular de la roca, sino a su descamación, pues se desprenden de la roca láminas o capas curvas. Se presentan dos productos de exfoliación: los domos de exfoliación por despresurización de un macizo rocoso, y los peñascos intemperizados esferoidalmente, por exfoliación térmica.
Formación de un peñasco esferoidal: proceso dado a partir de un bloque, por meteorización diferencial. En A convergen tres caras, es la zona más frágil. En la arista B convergen sólo dos caras mientras en el costado C hay una cara. B es menos resistente que A y más que C.
Acción de las raíces.Las raíces que crecen en las grietas de las rocas generan esfuerzos de tracción. Se trata de un efecto de cuña asociado al engrosamiento de la raíz que se desarrolla y progresa, colaborando en la dislocación de los materiales rocosos.
Crecimiento cristalino.El crecimiento de cristales de sales a partir de disoluciones acuosas en los poros y diaclasas es también un importante factor de meteorización física, sobre todo en los climas áridos y semiáridos donde es muy común.
FACTORES DEL INTEMPERISMO QUIMICO
Los factores del intemperismo químico son cinco, el intemperismo mecánico, la composición mineralógica original, la profundidad de los materiales y las variaciones de la temperatura y de la humedad.
El intemperismo mecánico.Es el factor más importante de intemperismo químico, porque el proceso garantiza mayor área de exposición de los materiales.
La profundidad.Porque los materiales de la superficie están más expuestos a las variaciones de temperatura y la humedad y por consiguiente al aire y la materia orgánica. En la superficie existen organismos vivos que favorecen la alteración de la roca.
METEORIZACIÓN BIOLÓGICA
Consiste en el proceso de transformación de las rocas y minerales por acción de los organismos, desde las bacterias a las plantas y animales. Estos procesos pueden ser de descomposición o de desintegración.
PRINCIPALES PROCESOS DE METEORIZACIÓN BIOLÓGICA
Bioturbación.Es el proceso de ruptura por actividad orgánica que lleva a la facturación y remoción de rocas, sedimentos o suelos.
Disolución.Por la producción de CO2 debido a la respiración conduce a la formación de ácido carbónico y reducción de pH del medio.
Intercambio catiónico.Reacciones por las cuales las plantas absorben nutrientes que pueden producir cambios en el pH, dado que por lo común se absorben cationes básicos y se elimina hidrógeno con la consecuente acidificación del medio.
Quelación.Los procesos biológicos producen sustancias orgánicas denominadas quelatos que descomponen las rocas y los minerales por remoción de sus cationes metálicos.
PRODUCTOS DE LA METEORIZACIÓN -DEFINICIONES BÁSICAS
1. Manto de alteración: Es todo el espesor de material rocoso que se encuentra bajo el proceso de meteorización.
2. Saprolito: Es la roca que ha sido meteorizada y que puede conservar parte de los materiales originales. Aun cuando esta masa está transformada por meteorización es aún posible reconocer a la roca madre. El término grus se aplica a rocas granudas que han sufrido el proceso de desintegración.
3. Regolito: Es una roca meteorizada, totalmente desagregada y que ha incorporado materiales producto de aportes externos.
4. Residuos: Es el material remanente que permanece in situ una vez que la roca ha sido meteorizada y parte de sus componentes originales han sido removidos por erosión o eluviación.
5. Detritos: Materiales sólidos, productos de la meteorización, que son eliminados por erosión y transporte mecánico.
6. Iones: Material que muy comúnmente es eliminado por aguas circulantes (superficiales, por percolación o ascenso} capilar) y que se moviliza como carga en solución. Una parte puede
ser absorbida por plantas y animales como nutrientes. Otra parte puede ser reincorporada al saprofito o manto de alteración como integrante de nuevos minerales (minerales autígenos).
FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA METEORIZACIÓN
1. Composición y rasgos físicos de las rocas a ser meteorizadas.2. Condiciones ambientales: clima ambiente hidrológico ambiente biológicos pH del
ambiente.3. Fisiografía, topografía.4. Tiempo5. Frecuencia de los procesos
La composición de las rocas es un factor esencial, ya que se trata del material que va a ser sometido al proceso de desintegración y descomposición.
Los rasgos físicos de las rocas, tales como su porosidad, presencia de fracturas y microfracturas, planos de estratificación. Son de gran importancia en lo que se relaciona con capacidad para permitir o impedir el pasaje del agua y de las soluciones a través de la masa. La presencia de oquedades y planos de debilidad favorece el contacto de los cristales de minerales con los agentes capaces de producir su descomposición y desintegración.
Las condiciones ambientales, y particularmente el clima (relaciones entre temperatura y humedad), constituyen un factor de alta significación en determinar el tipo e intensidad de los procesos de descomposición y desintegración.
SUELO
En las ciencias de la Tierra y de la vida, se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos (meteorización).
De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en su formación son las siguientes:
Disgregación mecánica de las rocas. Meteorización química de los materiales regolíticos, liberados. Instalación de los seres vivos (microorganismos, líquenes, musgos, etc.) sobre ese sustrato
inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con sus procesos vitales y metabólicos, continúan la meteorización de los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los restos vegetales y animales a través de la fermentación y la putrefacción enriquecen ese sustrato.
Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire intersticiales. Evolución
El suelo es el sistema complejo que se forma en la capa más superficial de la Tierra, en el límite entre diversos sistemas que se reúnen en la superficie terrestre: la litosfera, que aporta la matriz mineral del suelo, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera que alteran dicha matriz, para dar lugar al suelo propiamente dicho.
Inicialmente, se da la alteración física y química de las rocas, realizada, fundamentalmente, por la acción geológica del agua y otros agentes geológicos externos, y posteriormente por la influencia de los seres vivos, que es fundamental en este proceso de formación. Se desarrolla así una estructura en niveles superpuestos, conocida como el perfil de un suelo, y una composición química y biológica definida.
Las características locales de los sistemas implicados — litología y relieve, clima y biota — y sus interacciones dan lugar a los diferentes tipos de suelo.
Los procesos de alteración mecánica y meteorización química de las rocas, determinan la formación de un manto de alteración o eluvión que, cuando por la acción de los mecanismos de transporte de laderas, es desplazado de su posición de origen, se denomina coluvión.
Sobre los materiales del coluvión, puede desarrollarse lo que comúnmente se conoce como suelo; el suelo es el resultado de la dinámica física, química y biológica de los materiales alterados del coluvión, originándose en su seno una diferenciación vertical en niveles horizontales u horizontes.
En estos procesos, los de carácter biológico y bioquímico llegan a adquirir una gran importancia, ya sea por la descomposición de los productos vegetales y su metabolismo, por los microorganismos y los animales zapadores.
El conjunto de disciplinas que se abocan al estudio del suelo se engloban en el conjunto denominado Ciencias del Suelo, aunque entre ellas predomina la edafología e incluso se usa el adjetivo edáfico para todo lo relativo al suelo. El estudio del suelo implica el análisis de su mineralogía, su física, su química y su biología.
Por este motivo, el suelo no es una entidad estrictamente geológica, por lo que la ciencia que lo
estudia, la edafología, está vinculada a la geología a la biología y a la agronomía. Adicionalmente el suelo puede ser considerado un recurso natural, creando así una vinculación a la economía. ( ecosistema y Sistema ecológico cerrado).
TIPOS DE SUELO
Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas.
Por funcionalidad:
Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que no tienen nutrientes.
Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.
Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.
Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retinen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.
Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.
Suelos mixtos: tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos
Por características físicas:
Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm. y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosales que viene del griego leptos que significa delgado.
Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.
Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%.
Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%.
Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio.
Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.
Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales.
EL SUELO COMO SISTEMA ECOLOGICO
Constituye un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y biológicos que compone el sustrato natural en el cual se desarrolla la vida en la superficie de los continentes. El suelo es el hábitat de una biota específica de microorganismos y pequeños animales que constituyen el edafón.
El suelo es propio de las tierras emergidas, no existiendo apenas contrapartida equivalente en los ecosistemas acuáticos. Es importante subrayar que el suelo así entendido no se extiende sobre todos los terrenos, sino que en muchos espacios lo que se pisa es roca fresca, o una roca alterada sólo por meteorización, un regolito, que no merece el nombre de suelo.
Desde el punto de vista biológico, las características del suelo más importantes son su permeabilidad, relacionada con la porosidad, su estructura y su composición química.
Los suelos retienen las sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y que se liberan por la degradación de los restos orgánicos. Un buen suelo es condición para la productividad agrícola.
En el medio natural los suelos más complejos y potentes (gruesos) acompañan a los ecosistemas de mayor biomasa y diversidad, de los que son a la vez producto y condición. En este sentido, desde el punto de vista de la organización jerárquica de los ecosistemas, el suelo es un ecosistema en sí y un subsistema del sistema ecológico del que forma parte
SUELO ORGANICO
El estudio de la dinámica del suelo muestra que sigue un proceso evolutivo al que son aplicables por completo los conceptos de la sucesión ecológica. La formación de un suelo profundo y complejo requiere, en condiciones naturales, largos períodos de tiempo y el mínimo de perturbaciones. Donde las circunstancias ambientales son más favorables, el desarrollo de un suelo a partir de un sustrato geológico bruto requiere cientos de años, que pueden ser millares en climas, topografías y litologías menos favorables.
Los procesos que forman el suelo arrancan con la meteorización física y química de la roca bruta. Continúa con el primer establecimiento de una biota, en la que frecuentemente ocupan un lugar prominente los líquenes, y el desarrollo de una primera vegetación. El aporte de materia orgánica pone en marcha la constitución del edafon. Éste está formado por una comunidad de descomponedores, bacterias y hongos sobre todo y detritívoros, como los colémbolos o los diplópodos, e incluye también a las raíces de las plantas, con sus micorrizas. El sistema así formado recicla los nutrientes que circulan por la cadena trófica.
CAUSAS DE LA DESTRUCCION DE SUELOS (DEGRADACION)
1. Meteorización: consiste en la alteración que experimentan las rocas en contacto con el agua, el aire y los seres vivos.
2. Erosión: consiste en el desgaste y fragmentación de los materiales de la superficie terrestre por acción del agua, el viento, etc. Los fragmentos que se desprenden reciben el nombre de detritos.
3. Transporte: consiste en el traslado de los detritos de un lugar a otro.
4. Sedimentación: consiste en el depósito de los materiales transportados, reciben el nombre de sedimentos, y cuando estos sedimentos se cementan originan las rocas sedimentarias.
Los suelos se pueden destruir por las lluvias. Estas van lavando el suelo, quitándole todos los nutrientes que necesita para poder ser fértil, los árboles no pueden crecer ahí y se produce una deforestación que conlleva como consecuencia la desertificación.
FORMACION DEL SUELO
El suelo puede formarse y evolucionar a partir de la mayor parte de los materiales rocosos, siempre que permanezcan en una determinada posición el tiempo suficiente para permitir las anteriores etapas. Se pueden diferenciar:
Suelos autóctonos, formados a partir de la alteración in situ de la roca que tienen debajo.
Suelos alóctonos, formados con materiales provenientes de lugares separados. Son principalmente suelos de fondos de valle cuya matriz mineral procede de la erosión de las laderas.
La formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en partículas menores mezclándose con materia orgánica en descomposición. El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno:
1. El lecho de roca madre se descompone cada vez en partículas menores.2. Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo desintegrándolo cuando
viven en él y añadiendo materia orgánica tras su muerte. Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes.
3. El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en materia orgánica, mientras que el horizonte C contiene más minerales y sigue pareciéndose a la roca madre. Con el tiempo, el suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación reciclando sus recursos de forma efectiva.
4. Cuando el suelo es maduro suele contener un horizonte B, donde se almacenan los minerales lixiviados.
COMPOSICION
Los componentes del suelo se pueden dividir en sólidos, líquidos y gaseosos.
Sólidos
Este conjunto de componentes representa lo que podría denominarse el esqueleto mineral del suelo y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan:
Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados, (micas, feldespatos, y fundamentalmente cuarzo).
Como productos no plenamente formados, singularmente los minerales de arcilla, (caolinita, illita, etc.).
Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goetita) y de Al (gibsita, bohemita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas.
Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la alteración mecánica y química incompleta de la roca originaria.
Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y abundancia condicionan el tipo de suelo y su evolución.
Carbonatos (calcita, dolomita). Sulfatos (aljez). Cloruros y nitratos. Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la materia orgánica
muerta existente sobre la superficie, el humus o mantillo: Humus joven o bruto formado por restos distinguibles de hojas, ramas y restos de
animales. Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de la total
descomposición del humus bruto, de un color negro, con mezcla de derivados nitrogenados (amoníaco, nitratos), hidrocarburos, celulosa, etc. Según el tipo de reacción ácido-base que predomine en el suelo, éste puede ser ácido, neutro o alcalino, lo que viene determinado también por la roca madre y condiciona estrechamente las especies vegetales que pueden vivir sobre el mismo.
Líquidos
Esta fracción está formada por una disolución acuosa de las sales y los iones más comunes como Na+, K+, Ca2+, Cl-, NO3-,… así como por una amplia serie de sustancias orgánicas. La importancia de esta fase líquida en el suelo estriba en que éste es el vehículo de las sustancias químicas en el seno del sistema.
El agua en el suelo puede estar relacionada en tres formas diferentes con el esqueleto sólido:
La primera, está constituida por una película muy delgada, en la que la fuerza dominante que une el agua a la partícula sólida es de carácter molecular, y tan sólida que esta agua solamente puede eliminarse del suelo en hornos de alta temperatura. Esta parte del agua no es aprovechable por el sistema radicular de las plantas.
La segunda es retenida entre las partículas por las fuerzas capilares, las cuales, en función de la textura pueden ser mayores que la fuerza de la gravedad. Esta porción del agua no percola, pero puede ser utilizada por las plantas.
Finalmente, el agua que excede al agua capilar, que en ocasiones puede llenar todos los espacios intersticiales en las capas superiores del suelo, con el tiempo percola y va a alimentar los acuíferos más profundos. Cuando todos los espacios intersticiales están llenos de agua, el suelo se dice saturado.
Gases
La fracción de gases está constituida fundamentalmente por los gases atmosféricos y tiene gran variabilidad en su composición, por el consumo de O2, y la producción de CO2 dióxido de carbono. El primero siempre menos abundante que en el aire libre y el segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de los seres vivos del suelo, incluidas las raíces. Otros gases comunes en suelos con mal drenaje son el metano (CH4 ) y el óxido nitroso (N2O).
ESTRUCTURA DEL SUELO
Se entiende la estructura de un suelo la distribución o diferentes proporciones que presentan, los distintos tamaños de las partículas sólidas que lo conforman, y son:
Materiales finos, (arcillas y limos), de gran abundancia en relación a su volumen, lo que los confiere una serie de propiedades específicas, como:
Cohesión. Adherencia. Absorción de agua. Retención de agua. Materiales medios, formados por tamaños arena Materiales gruesos, entre los que se encuentran fragmentos de la roca madre, aún sin
degradar, de tamaño variable.
Los componentes sólidos, no quedan sueltos y dispersos, sino más o menos aglutinados por el humus y los complejos órgano-minerales, creando unas divisiones verticales denominadas horizontes del suelo.
La evolución natural del suelo produce una estructura vertical “estratificada” (no en el sentido que el término tiene en Geología) a la que se conoce como perfil. Las capas que se observan se llaman horizontes y su diferenciación se debe tanto a su dinámica interna como al transporte vertical.
El transporte vertical tiene dos dimensiones con distinta influencia según los suelos. La lixiviación, o lavado, la produce el agua que se infiltra y penetra verticalmente desde la superficie, arrastrando sustancias que se depositan sobre todo por adsorción. La otra dimensión es el ascenso vertical, por capilaridad, importante sobre todo en los climas donde alternan estaciones húmedas con estaciones secas.
Se llama roca madre a la que proporciona su matriz mineral al suelo. Se distinguen suelos autóctonos, que se asientan sobre su roca madre, lo que representa la situación más común, y suelos alóctonos, formados con una matriz mineral aportada desde otro lugar por los procesos geológicos de transporte.
HORIZONTES
Se denomina horizontes del suelo a una serie de niveles horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes.
Clásicamente, se distingue en los suelos completos o evolucionados tres horizontes fundamentales que desde la superficie hacia abajo son:
Horizonte 0, “Capa superficial del horizonte A” Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en él enraíza la vegetación
herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua arrastrándola hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles.
Horizonte B o zona de Precipitado: Carece prácticamente de humus, por lo que su color es más claro, en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, etc., situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas tropicales.
Horizonte C o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la alteración mecánica y la química (la alteración química es casi inexistente ya que en las primeras etapas de formación de un suelo no suele existir colonización orgánica), pero en él aún puede reconocerse las características originales del mismo.
Horizonte D u horizonte R o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. Algunos distinguen entre D, cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con la composición mineral del suelo que tiene encima.
Los caracteres, textura y estructura de los horizontes pueden variar ampliamente, pudiendo llegar de un horizonte A de centímetros a metros.
CLASIFICACION DEL SUELO
Para denominar los diferentes tipos de suelo que podemos encontrar en el mundo, se han desarrollado diversos tipos de clasificaciones que, mediante distintos criterios, establecen diferentes tipologías de suelo. De entre estas clasificaciones, las más utilizadas son:
Clasificación Climática o Zonal, que se ajustan o no, a las características de la zona bioclimática donde se haya desarrollado un tipo concreto de suelo, teniendo así en cuenta diversos factores como son los climáticos y los biológicos, sobre todo los referentes a la vegetación. Esta clasificación ha sido la tradicionalmente usada por la llamada Escuela Rusa.
Clasificación Genética, en la que se tiene en cuenta la forma y condiciones en las que se ha desarrollado la génesis de un suelo, teniendo en cuenta por tanto, muchas más variables y criterios para la clasificación.
Clasificación Analítica (conocida como Soil Taxonomy), en la que se definen unos horizontes de diagnóstico y una serie de caracteres de referencia de los mismos. Es la establecida por la Escuela Americana.Hoy día, las clasificaciones más utilizadas se basan fundamentalmente en el perfil del suelo, condicionado por el clima. Se atiende a una doble división: zona climática y, dentro de cada zona, el grado de evolución. Dentro de ésta, se pueden referir tres principales modelos edáficos que responderían a las siguientes denominaciones:
1. Podzol: es un suelo típico de climas húmedos y fríos.2. Chernozem: es un suelo característico de las regiones de climas húmedos con
veranos cálidos.3. Latosol o suelo laterítico: es frecuente en regiones tropicales de climas cálidos y
húmedos, como Venezuela y en Argentina (Noreste, Provincia de Misiones, frontera con Brasil)
TEXTURA DEL SUELO
La textura del suelo está determinada por la proporción de los tamaños de las partículas que lo conforman. Para los suelos en los que todas las partículas tienen una granulometría similar, internacionalmente se usan varias clasificaciones, diferenciándose unas de otras principalmente en los límites entre las diferentes clases. En un orden creciente de granulometría pueden clasificarse los tipos de suelos en arcilla, limo, arena, grava, guijarros, barro o bloques.
En función de cómo se encuentren mezclados los materiales de granulometrías diferentes, además de su grado de compactación, el suelo presentará características diferentes como su permeabilidad o su capacidad de retención de agua. Y su capacidad de usar desechos como abono para el crecimiento de las plantas.
IMPORTANCIA DEL SUELO
El suelo tiene gran importancia porque interviene en el ciclo del agua y los ciclos de los elementos y en él tienen lugar gran parte de las transformaciones de la energía y de la materia de los ecosistemas.
Además, como su regeneración es muy lenta, el suelo debe considerarse como un recurso no renovable y cada vez más escaso, debido a que está sometido a constantes procesos de degradación y destrucción.