Meteorización, Erosión y Formación del Suelo

METEORIZACIÓN

žRotura física (desintegración) y alteración química (descomposición) de rocas y minerales en la superficie de la tierra. žLa meterorización ocurre debido a la búsqueda de equilibrio.

            

Tipos de Meteorización

1. Meteorización mecánica o física.

• Rotura física sin cambiar la química del material.
• Procesos físicos que causan meteorización mecánica: Congelamiento, Expansión y contracción termal, Liberación de presiones (exfoliación) y Actividad biológica.

    2. Meteorización Química.

• Descomposición por alteración química.
• Agentes causantes: Biológicos (líquenes), Soluciones.

 

Disolución

Sólo algunos minerales son solubles en el agua pura (atracción iónica de la molécula polar de agua)

Halita NaCl

Con cantidades pequeñas de ácido (ión reactivo H +) la capacidad de disolución del agua aumenta

Ácidos: H 2O + CO 2 (lluvia), orgánicos, …

La mayoría de las rocas se descompone en soluciones ácidas y produce materiales solubles en H 2 O

CaCO 3 + 2(H+ HC O 3 -) = Ca2+ + CO 2 + 3H 2 O Ca2+ : ión soluble, se queda en el agua

 

Oxidación

Reacciones en las que un compuesto o radical pierde electrones (se combina con oxígeno) La presencia de agua aumenta la velocidad de reacción Importante en la descomposición de minerales ferromagnesianos: Ol, Anf y Px se oxidan y forman hematita y limonita (requiere liberación previa de Fe)

4Fe + 3O 2 =2Fe 2 O 3

Pirita (FeS 2) se descompone por oxidación en ambientes húmedos y produce H 2SO 4 y FeO(OH)

Hidrólisis

Reacción de una sustancia con el agua. El ión H + ataca y sustituye los cationes dentro de la estructura cristalina del mineral, que se descompon e Acelerada cuando hay ácidos disueltos (más H+)

2KAlSi 3 O 8 + 2(H + HCO 3 -) + H 2O = Al 2Si 2 O 5(OH) 4 + 2K + + 2HCO 3 – + 4SiO 2

Proceso principal del alteración de los silicatos, Formación de arcillas (muy estables en superficie, constituyentes de los suelos), Cuarzo: muy estable, poca MQ

Factores que controlan la razón de la meteorización química

• Tamaño de la partícula (área de superficie).
• Clima.
• Composición de material original.

 

EROSIÓN

• Movimiento de materiales producidos por la meteorización
• Agentes de transporte: Agua, Viento, Glaciares

Causas De La Erosión

• La erosión puede tener varios orígenes y normalmente cuando nos encontramos frente a un proceso erosivo es por la combinación de varias de estas causas no por una sola de ellas.
• Aunque estos procesos pueden ser naturales, casi siempre encontramos la mano del hombre en su desencadenamiento.
• Nunca ha sido tan verdad como hoy en día la frase de que “Los bosques precedieron a la civilización, los desiertos la siguieron”.

La Deforestación

Un suelo desprovisto de vegetación no está cohesionado. Las raíces de las plantas sujetan el suelo que se encuentra a su alrededor. Cuando un suelo pierde la mayor parte de sus plantas por un incendio, por una tala abusiva, por el sobrepastoreo, por una obra pública poco cuidadosa etc…, corre el riesgo de que las tasas de erosión aumenten.

Los malos usos agrarios

• Unas prácticas agrarias incorrectas pueden causar que la erosión se acelere y sea un problema grave, tales como:
• Arar siguiendo las pendientes de las montañas con lo cual además de dejar el suelo suelto lo dejamos en el sentido que es más fácil que el agua lo arrastre.

Las sequías

El descenso de las precipitaciones provoca que los suelos se queden sueltos por la muerte de parte de las plantas que los sustentan y la disminución de la humedad. Muchas de nuestras sequías son más el resultado de una sobre explotación de nuestros recursos hídricos que el resultado de falta de precipitaciones. Por lo tanto el derroche de agua es una causa directa del aumento de la erosión.

Otras actividades humanas

Las obras públicas poco respetuosas con el medio, actividades mineras poco cuidadosas y modificaciones en los cauces de los ríos (deforestación, desvíos, cortes de meandros, ocupación de parte del lecho por edificios, etc…) o en su caudal (presas, vertidos, etc…) pueden causar que la erosión aumente al quedar los suelos de los cauces fluviales y sus cercanías desprovistos de parte de la vegetación y humedad que los cohesionan.

El Cambio Climático

El posible aumento de las temperaturas que estamos padeciendo y el cambio climático aumentarían las tasas de erosión, por un lado parece ser que nos encontraremos con un clima con periodos de sequía más largos, pero por otro las precipitaciones parece ser que no tienden a disminuir sino a concentrarse en periodos cada vez más cortos de tiempo. Si esta tendencia continúa, la erosión puede aumentar por las lluvias torrenciales sobre suelos sueltos a causa de las sequías y deforestación.

 

LOS SUELOS

El suelo es una mezcla compleja de organismos vivos, materia orgánica, minerales, agua y aire. Cubre la mayor parte de la superficie terrestre Recurso vital Interfase o límite común a varias partes del sistema terrestre, todas interactuando entre sí

Tierra sólida + atmósfera + hidrosfera + biosfera + hombre

El suelo se desarrolla en respuesta a dichas interacciones. Tiende a alcanzar un equilibrio con el ambiente, pero es dinámico y sensible (responde rápidamente a cualquier cambio)

Geología (Materiales y procesos)

Producto de la meteorización física y química de las rocas. Constituido por una mezcla de materia mineral (45%), materia orgánica (5%), aire (25%) y agua (25%)

MO: humus (restos descompuestos de animales y vegetales, fuente importante de nutrientes, aumenta la capacidad de retención de agua en el suelo)

Agua: no es pura, muchos elementos solubles.

Aire: en los poros sin agua, fundamental para plantas y microorganismos.

Agronomía (Relación suelo–vegetación)

Cuerpo natural resultante de interacciones dinámicas de componentes orgánicos e inorgánicos, que constituye el medio para el desarrollo vegetal.

Ingeniería (Estabilidad)

Agregado de minerales unidos por fuerzas débiles, separables por medios mecánicos de poca energía o por acción del agua.

Formación de Suelos

Todos actúan en conjunto.

1. Roca madre: Fuente de la materia mineral meteorizada, experimenta cambios físicos y químicos Suelo residual: desarrollado directamente sobre la roca Suelo transportado: desarrollado a partir de depósitos no consolidados (sedimentos) Tipo y estado de la roca: velocidad de meteorización Composición química: afecta la fertilidad del suelo Una misma RM puede generar suelos muy diversos.
2. Tiempo: Factor fundamental en todos los procesos geológicos. La naturaleza del suelo depende de la duración de los procesos que lo forman Entre más tiempo haya actuado la meteorización, más grueso (espesor) es el suelo y más distinto es de la roca madre Las velocidades de formación del suelo son muy variables (dependen de muchos factores.)
3. Clima (T y precipitación) Factor más importante en la formación de suelos Determina: Tipo de meteorización predominante Velocidad y profundidad de la meteorización Actividad biológica. Lluvia: influye en el grado de lixiviación (lavado) de nutrientes al suelo, es decir, en la fertilidad. Ej desierto: MFísica, no hay MQuímica ni actividad biológica, poco o ningún desarrollo de suelos.

4. Plantas y animales Proporcionan la materia orgánica, cuya descomposición aporta nutrientes y ácidos orgánicos que pueden acelerar el proceso de meteorización M.O. retiene agua Microorganismos: descomponen la m.o. Org. excavadores: mezclan minerales y m.o., airean el suelo.

5. Topografía (pendiente) Influye sobre la magnitud de la meteorización y erosión, sobre el contenido de agua del suelo. Pendientes altas: poco o ningún desarrollo de suelos, bajo contenido de agua, poca activid ad vegetal, mucha erosión Zonas inundadas: suelos mal drenados, ricos en agua y m.o. Desarrollo óptimo: superficies planas o ligeramente inclinadas Orientación: determina la cantidad de radiación solar recibida (afecta T, humedad, vegetación, …)

 

Caracterización de suelos por  su origen:

Los suelos orgánicos .- provienen de materia orgánica. Se forman mediante la acumulación y la descomposición graduales de materias vegetales y animales. Por regla general, se dice que un suelo es orgánico si:

• Más de la mitad de los 80 cm superiores del suelo son orgánico.
• Se encuentra materia orgánica de cualquier espesor directamente sobre la roca madre.

Los suelos residuales.- Son suelo derivado por la meteorización y descomposición de la roca in situ, el cual no ha sido transportado de su localización original.

Suelos transportados: Se encuentran alejados de su lugar de formación, constituyendo sedimentos o depósitos. Pueden ser:

• Aluviales o aluvionales: transportados por el agua.
• Eólicos: transportados por el viento (dunas, loess).
• Glaciales: Originados por movimientos de glaciares.
• Coluviales o eluviales: movidos por la gravedad (detritos de ladera o escombros de falda).

Suelos formados a partir del material de partida transportado

• Los aluviones antiguos:Llevan suficiente tiempo en el lugar como para mostrar las distintas capas que han creado los procesos de formación del suelo. Normalmente se encuentran en terrenos que están muy por encima de los actuales niveles de inundación. Con frecuencia la topografía es llana o suavemente ondulada.
• Los suelos aluviales.- Son de enorme interés para la piscicultura. Se encuentran en las zonas denominadas Ilanuras de sedimentación, donde la topografía es, por lo regular, ligeramente ondulada o casi llana. Ello significa que hará falta una cantidad mínima de movimiento de tierra para construir los estanques piscícolas. A menudo, la composición de estos suelos contiene suficiente arcilla para la retención  del agua y la construcción de diques. Por regla general, cerca del lugar hay una fuente de agua, aunque no siempre. Los suelos aluviales pueden encontrarse en: Llanuras aluviales de ríos expuestas a inundaciones estacionales; Deltas de ríos, en que se encuentran sedimentos fluviales junto con un manto freático constantemente alto; Estuarios fluviales en cuya sedimentación influyen los movimientos de la marea en el punto de transición de agua dulce a agua de mar; Llanuras costeras en que las mareas crean depósitos de agua de mar.

 

Aluviones Nuevos

Los aluviones nuevos se encuentran en las Ilanuras aluviales, a las que han sido Ilevados por inundaciones recientes, fenómeno este al que continúan expuestos. Es difícil distinguir las capas del suelo. La topografía es generalmente llana, pero también se encuentran ondulaciones pequeñas y cañadas. Estos suelos suelen ser muy fértiles.

Factores que retrasan el desarrollo del suelo

• Pocas precipitaciones, baja humedad relativa.
• Roca madre rica en cuarzo.
• Contenidos muy altos de arcillas.
• Nivel freático cerca de la superficie.
• Elevada pendiente.
• Frío.
• Presencia de sustancias fitotóxicas.

Propiedades Índices Relaciones Volumétrica Y Gravimétricas

Permiten definir cuantitativamente las propiedades de un suelo, sus condiciones y su comportamiento físico y mecánico

Relaciones Fundamentales:

VOLUMÉTRICAS:

• Relación de vacíos
• Porosidad
• Grado de saturación
• Densidad relativa

GRAVIMÉTRICAS:

• Humedad
• Peso específico relativo de los sólidos o gravedad específica
• Peso específico seco
• Peso específico húmedo
• Peso específico saturado
• Peso específico sumergido

 

Fuente: http://www.iesalbayzin.org/ – Ing. Maribel M.