tipos de meteorizaciÓn

1

Licenciatura en Biología

Universidad de AlcaláCurso 2007/2008

II. LAS FORMAS DEL RELIEVE

GEOLOGÍA FÍSICA

1. Procesos de alteración y formación de suelos


II.1. Procesos de alteración y formación de suelos1.- Concepto y tipos de meteorización2.- Naturaleza, composición, textura y estructura de un suelo3.- Procesos y factores pedogenéticos4.- Regímenes pedogenéticos y principales tipos de suelos

Bibliografía específica recomendada:� Anguita y Moreno, 1993 . Capítulos 3.1, 3.2 y 3.3.� Strahler, 1979 . Capítulos 18 y 24.� Tarbuck y Lutgens, 2005 . Capítulo 6.

GEOLOGÍA FÍSICA

2

GEOLOGÍA FÍSICA

GEOLOGÍA FÍSICA

1. CONCEPTO Y TIPOS DE METEORIZACIÓN

Las formas del relieve:Procesos de alteración y formación de suelos

Concepto:

Meteorización:Descomposición física (desintegración, disgregación) y alteración química y biológica (descomposición) de las rocas de la superficie terrestre, o cerca de ella.

Erosión:Proceso de esculpido de la superficie terrestre por eliminación física del material allí existente, debido a la acción de agentes dinámicos como el agua, el viento o el hielo, entre otros.

3

GEOLOGÍA FÍSICA



Tipos de Meteorización :

Meteorización FísicaLlevada a cabo por fuerzas físicas, produce la rotura de la roca en

fragmentos cada vez más pequeños, sin modificar su composición química o mineralógica.

Meteorización QuímicaImplica la transformación química de la roca (sus componentes minerales)

en uno o más compuestos nuevos, dando lugar a un material distinto del original en composición, textura, estructura,…

Meteorización BiológicaEs la producida por los seres vivos, pudiendo producir ambos efectos

(físico y químico), aunque a escala más reducida. Las acciones bióticas generalmente están asociadas a las plantas arbóreas (acción mecánica de las raíces) y a los microorganismos.

GEOLOGÍA FÍSICA



Factores que controlan la meteorización :

Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima

Actividad biológica

La roca madre es la roca inalterada que sufre la meteorización. Los distintos tipos de rocas muestran distinta susceptibilidad a ser alterados en función de su composición, estructura, grado de consolidación,…

Ley de Goldich: “La estabilidad físico-química de un mineral es función inversa de su temperatura de formación”.

Condiciona la velocidad de meteorización.

Condiciona la futura fertilidad del suelo en función de su composición.

4

GEOLOGÍA FÍSICA




Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


El relieve tiene influencia sobre el tipo de meteorización. En relieves abruptos, la meteorización física es la predominante, frente a la meteorización química, más frecuente en relieves suaves.

También la orientación frente a la radiación solar tiene su importancia.

GEOLOGÍA FÍSICA



El tiempo se refiere a la duración de los procesos que dan lugar a la meteorización del suelo. Por tanto, cuanto más tiempo se encuentren actuando estos procesos, mayor es la probabilidad de que se produzca alteración, mayor será el desarrollo de ésta, mayor el espesor del suelo resultante y menor su parecido con la roca madre.

El tiempo necesario para la formación de un suelo depende, a su vez, de los demás factores (roca madre, relieve, clima,…) �


Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


5

GEOLOGÍA FÍSICA



El clima es el factor fundamental en la formación del suelo.

La temperatura del aire y las precipitaciones, y sus variaciones, determinan el tipo de meteorizaci ón (física o química) así como la velocidad y profundidad de la misma.

El clima condiciona el grado de lixiviación (lavado del suelo), la fertilidad del terreno y el tipo de flora y fauna en él.


Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


GEOLOGÍA FÍSICA




Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


6

GEOLOGÍA FÍSICA




Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


GEOLOGÍA FÍSICA



La actividad biológica condiciona el tipo de meteorización y su velocidad de formación.

Las plantas y animales proporcionan materia orgánica al suelo, y condicionan la fertilidad del mismo.

Los ácidos producidos por la descomposición de la materia orgánica aceleran los procesos de meteorización química.

Los animales y organismos que viven bajo tierra favorecen la erosión de los suelos, la mezcla de sus componentes y la permeabilidad del suelo.

La actividad antrópica interviene de forma decisiva en la meteorización y transformación de la superficie terrestre.


Roca Madre

Relieve

Tiempo

Clima


7

GEOLOGÍA FÍSICA



Procesos y mecanismos de Meteorización :

Meteorización FísicaLajamientoGelifracciónDescamaciónCrecimiento cristalino

Meteorización QuímicaHidrataciónHidrólisisDisoluciónCarbonataciónOxidación

Meteorización BiológicaMicroorganismosMacrofloraFauna

El lajamiento es la formación de lajas o placas finas en una roca éndógena cuando ésta se ve sometida a descompresión por la erosión de los materiales situados por encima durante un largo periodo de tiempo.

GEOLOGÍA FÍSICA



La gelifracción (crioclastia) es la rotura de la roca como consecuencia de la presencia de cuñas de hielo en grietas y fracturas. Al congelarse el agua situada en el hueco incrementa la presión del material, abriendo más la fisura.





8

GEOLOGÍA FÍSICA



La descamación (termoclastia) consiste en la fragmentación o desagregación superficial de una roca coherente como consecuencia directa de los cambios de temperatura que la afectan (alternancia de dilatación y retracción).





GEOLOGÍA FÍSICA



El crecimiento cristalino (haloclastia) en el interior de una masa rocosa, ya sean en huecos naturales o en fracturas posteriores, produce un incremento de la presión en el material que puede llegar a ocasionar su rotura o ampliar una existente.





9

GEOLOGÍA FÍSICA



La hidratación consiste en la adición de moléculas de agua a la estructura de un mineral, produciendo que éste pueda cambiar sus propiedades y su estructura, y convertirlo en un mineral diferente.

Ej: Hidratación de la anhidrita (el proceso da lugar a la formación de yeso)

CaSO4 + 2H2O � CaSO4.2H2O





GEOLOGÍA FÍSICA



La hidrólisis es el proceso por el que el agua, que contiene iones H+ y OH-, provoca la ruptura de la estructura interna de los minerales silicatados, liberando al menos dos compuestos, uno de carácter ácido y otro básico. Es el proceso más frecuente en la descomposición de los minerales del grupo de los silicatos (ej. feldespatos, micas, piroxenos,…).

Ej.: Alteración de la ortosa (feldespato potásico) para formar caolinita (arcilla) y sílice

2KAlSi3O8 + 2H2O�Al2Si2O5(OH)4 + K2O + 4SiO2





10

GEOLOGÍA FÍSICA



La disolución consiste en la mezcla homogénea de una sustancia o compuesto de la roca en un l íquido, generalmente agua. Aunque la mayor ía de los minerales son insolubles, la presencia de ácidos (H+) en el agua puede producir la disolución.

Ej.: Disolución del cloruro sódico (halita)

ClNa + H2O � Cl- + Na+ [+H2O]





GEOLOGÍA FÍSICA



La carbonatación es un caso particular de la disolución, en la que no sólo interviene el agua sino también el ion HCO3

- procedente de la disolución en el agua del dióxido de carbono atmosférico o del suelo:

CO2 + H2O � H2CO3 � H+ + HCO3-

Así pueden ser atacadas rocas no solubles en agua, como las calizas:

CO2 + H2O + CaCO3 ⇌ H2CO3 + CaCO3 ⇌ Ca(HCO3)2 ⇌ Ca2+ + 2 HCO3

-





11

GEOLOGÍA FÍSICA



La oxidación se produce cuando el oxígeno se combina con minerales ricos en elementos metálicos, especialmente Hierro, formando óxido férrico y dando lugar a minerales nuevos como la limonita (FeO(OH)) o la hematites (Fe2O3), insoluble en agua:

4 FeO + O2 � 2Fe2O3





GEOLOGÍA FÍSICA



Los microorganismos (especialmente bacterias) pueden producir una alteración química a pequeña escala (aunque muy intensa e importante en regiones cálidas y húmedas).

La macroflora puede generar meteorización física, especialmente por medio de las raíces.

La fauna puede producir alteración física de la estructura del suelo.





12

GEOLOGÍA FÍSICA

2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA


Origen y naturaleza del suelo:

GEOLOGÍA FÍSICA



Composición y características físico químicas del s uelo:

� Material mineral

� Materia orgánica

� Agua

� Aire

13

GEOLOGÍA FÍSICA



Composición, características físico-químicas y text ura del suelo:

Composición mineral:

� Función de la composición de la roca madre

� Función de los procesos de meteorización

Textura: tamaño y distribuciónde las partículas.

La clasificación textural estáen función del contenido en:

� Arena

� Limo

� Arcilla

GEOLOGÍA FÍSICA



Textura:

14

GEOLOGÍA FÍSICA



Estructura:

1. Granular

2. Laminar

3. Prismática

4. En bloques

5. Masiva

1 2 3

4 5

Importancia de la estructura:Permeabilidaddel suelo

GEOLOGÍA FÍSICA



Estructura y perfil del suelo:

15

GEOLOGÍA FÍSICA



Horizontes del perfil del suelo:

3. PROCESOS Y FACTORES PEDOGENÉTICOS

GEOLOGÍA FÍSICA Las formas del relieve:Procesos de alteración y formación de suelos

Procesos pedogenéticos:

� Lavado:• Lixiviación. Disolución de materiales solubles del suelo en niveles

altos y arrastre hacia otros más profundos por parte del agua que percola.

• Eluviación. Transporte en suspensión hacia niveles más profundos de materiales finos debidos al arrastre por el agua que percola en el terreno.

� Acumulación:• Precipitación. Enriquecimiento en minerales de un suelo por

cristalización y acumulación de las sustancias transportadas en disolución por el agua desde niveles superiores lixiviados por ésta.

• Iluviación. Acumulación de arcillas y material fino por decantación, procedente de la eluviación de niveles superiores del suelo.

16

3. PROCESOS Y FACTORES PEDOGENÉTICOS


Factores pedogenéticos :

� Roca madre

� Relieve Factores “pasivos”

� Tiempo

� ClimaFactores “activos”

� Actividad biológica

4. REGÍMENES PEDOGÉNICOS Y PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS:


Regímenes pedogénicos:

Tendencias básicas de evolución de un suelo bajo diferentes condiciones climáticas, que, por tanto, determinan sus características.

Existen cinco regímenes principales:

� Podzolización

� Laterización

� Calcificación

� Salinización

� Gleicificación

17




Podzolización

Laterización

Calcificación

Salinización

Gleicificación

•Ambientes fríos y húmedos•Latitudes medias•Altitud elevada•Bosques de coníferas•Clima Continental Subártico

La capa superficial es rica en humus, que da lugar a los ácidos húmicos que se asocian con cationes Ca2+ y Mg2+ y son arrastrados del horizonte A hacia el B, donde se van a formar coloides húmicos. Finalmente las bases se pierden en las capas inferiores, por lo que estos suelos son muy pobres en bases. Se produce un lavado constante.




Podzolización

Laterización

Calcificación

Salinización

Gleicificación

•Ambientes cálidos•Precipitaciones muy abundantes•Grandes masas forestales•Clima Tropical Húmedo

La actividad biológica en la superficie es muy alta, por lo que apenas se acumula humus. Tan intenso lavado produce la pérdida de las bases, e incluso de la sílice (desilicificación). Al no haber humus normalmente no habrá ácidos húmicos, los óxidos de hierro y aluminio se vuelven insolubles y precipitan, dando lugar a una acumulación de laterita (y bauxita), por lo que son suelos muy duros y poco fértiles.

18




Podzolización

Laterización

Calcificación

Salinización

Gleicificación

•Ambientes continentales templados

•Baja precipitación anual•Zonas de estepa•Presencia de gramíneas•P < ETP•Clima Mediterráneo

Existe un cierto equilibrio entre lavado y acumulación.El CaCO3 va ascendiendo por capilaridad, formándose una capa con exceso de cal (caliche). El suelo es normalmente rico en bases y humus, por lo que se trata de suelos fértiles.




Podzolización

Laterización

Calcificación

Salinización

Gleicificación

•Ambientes áridos y subáridos•Baja precipitación•Alta temperatura•Escasa vegetación•Clima Desértico

Lavado prácticamente inexistente, ya que el agua de escorrentía superficial o de las precipitaciones se evapora rápidamente, lo que produce que se precipiten las sales disueltas en la superficie del terreno.

19




Podzolización

Laterización

Calcificación

Salinización

Gleicificación

•Ambientes pantanosos o encharcados

•Inviernos fríos•Drenaje escaso•Clima Continental•Clima Polar

Acumulación de materia orgánica que se descompone de forma muy lenta. Por debajo de esa capa orgánica se localiza una capa de arcilla pegajosa (gley) formada por compuestos de hierro en estado reducido.



Principales tipos de suelos:

Suelos zonalesPedalferPedocal

Suelos no zonalesAzonalesIntrazonales

Desarrollados bajo la acción de los factores activos de formación del suelo, en especial el clima, durante el tiempo suficiente. Son suelos maduros y bien evolucionados.

20






Climas lluviosos y/o con importante cobertera vegetal, con variables condiciones térmicas: desde muy cálidos (lateritas) a muy fríos (suelos de tundra, podzoles).

Suelos ricos en Hierro y Aluminio por acumulación de óxidos e hidróxidos de estos metales (ferralitas y bauxitas), debido al lavado de los dem ás compuestos solubles.






Clima semiárido y árido con variables condiciones térmicas: desde muy cálidos (suelos desérticos rojos) a muy fríos (suelos desérticos polares), incluyendo los suelos de estepa y los chernozems.

Suelos de con acumulaciones de carbonato cálcico, ocasionalmente formando una costra calc área (caliche).

21






Suelos azonales: suelos inmaduros, que se encuentran en las primeras etapas de su desarrollo por no haber actuado los factores edafogénicos durante el tiempo suficiente. Los caracteres predominantes son los heredados de la roca madre.

Son los presentes, por ejemplo, sobre sedimentos recientes (alóctonos), desiertos, suelos helados. Escaso o nulo desarrollo y diferenciación de horizontes.

LitosuelosDelgados. Influidos por el tipo de roca madre debido a una mínima evolución temporal o por su localización en zonas de elevada pendiente.

RegosolesSobre depósitos muy recientes: aluviones, arenas, dunas.






Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogen éticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos en los que el factor clima no es determinante en su formación.

RankerRendzinaHalomorfosHidromorfos

Sobre rocas silíceas (granitos, gneises).Propio de climas fríos de montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos.Sin horizonte B.

22



Sobre rocas calizas en climas diversos.Poco espesor. Sin horizonte B.Es el equivalente al Ranker en terrenos calcáreos.








Ricos en sales.Climas secos.Escasa vegetación (halófitas).Pobres en humus.






23



Zonas pantanosas, con abundante vegetación y exceso de materia orgánica.Horizontes inferiores encharcados en los que se acumula Hierro que le da color "gris azulado“.Suelos ácidos.






Licenciatura en Biología

Universidad de AlcaláCurso 2007/2008


GEOLOGÍA FÍSICA

1. Procesos de alteración y formación de suelos

tipos de meteorizaciÓn

Education