SEMANA 4

METEORIZACION DE ROCAS Y SUELOS

Es  la descomposición de minerales y rocas que ocurre sobre o cerca de la superficie terrestre cuando estos materiales entran en contacto con la atmósfera, hidrosfera y la biosfera. Sin embargo existen varias definiciones más, lo que ha hecho que el término signifique diferentes cosas para distintos científicos.

La meteorización representa la respuesta de minerales que estaban en equilibrio a profundidades variables en la litosfera a condiciones de la superficie terrestre o cerca de esta.

En este lugar los minerales entran en contacto con la atmósfera, hidrosfera y biosfera originando cambios, generalmente irreversibles, que los tornan hacia un estado más clástico o plástico de manera que aumenta el volumen, disminuye la densidad y el tamaño de las partículas además de formase nuevos minerales que son más estables bajo las condiciones de interfaz.

 Roca meteorizada: Se observa que su exterior se ha oxidado producto de meteorización química y además se ha partido en dos probablemente debido a meteorización física.

La meteorización es la desintegración y descomposición de las rocas, que originan, insitu, una masa de derrubios.

 Es el proceso o grupo de procesos destructivos mediante los cuales materiales terrosos o rocosos cambian de color, textura, composición, firmeza o forma al ponerse en contacto con agentes atmosféricos, todo esto con poco o nada de transporte del material aflojado o alterado.

TIPOS DE METEORIZACION

Tipos de formaciones superficiales

- AUTOCTONA:  el material está desagregado y descompuesto, pero permanece in situ. Producto: alterita.

 - ALOCTONAS: derivan de fenómenos de transporte. Producto: sedimentos. Ejemplo: una arena eólica:

METEORIZACION: cambio de las propiedades físico-químicas de los materiales, que se produce como consecuencia de las condiciones ambientales, que son completamente distintas a las condiciones de formación.

“Proceso general que experimentan los materiales en la Litosfera, como respuesta a las condiciones de proximidad o contacto, con la Atmósfera, Hidrosfera y Biosfera.” (Brunsden, 1979).

METEORIZACION FÍSICA: La meteorización física son los procesos que dan lugar a la disgregación de la roca, son siempre físicos no cambian la composición de sus minerales.

       Existen 5 maneras de producirse la fragmentación de la roca

GELIFRACCION :Es la rotura de la rocsdebido a la acción de cuña que realiza el agua al congelarse en el interior de las grietas de la roca.

                                         

DESCOMPRENSION:Es la expansión que experimentan las rocas que se han formado en el interior de la corteza terrestre cuando asciende a la superficie.

                          

ABRASION:Es el roce ocasionado sobre las rocas por los pequeños clastos que son transportados por el viento, por corrientes fluviales  o por el olejae.

                              

IMPACTO: Los golpes producidos por la caída de rocas puede provocar la fracción, tanto de los materiales caídos como de los que reciven impacto.

TERMOCLASTIA: Es debida a las grandes diferencias de temperatura que puede producirse entre la superficie de la roca y su interior cuando se encuentran expuestas al sol.

METEORIZACION QUIMICA: Es el conjunto de los procesos llevados a cabo por medio del agua o por los agentes gaseosos de la átmosfera como el oxígeno y el dióxido de carbono

       Existen 4 tipos de meteorización química:

OXIDACIÓN: Algunos minerales, como los sulfuros, reaccionan con el oxígeno atmosférico y forman óxidos e hidróxidos de hierro, cobre, alumino y cinc.

CARBONATACION :Es la adicción de un grupo de carbonatos a la molécula de un mineral , por el contacto de agua que lleva CO2 en disolución.

DISOLUCIÓN: Se produce sobre los minerales solubles, halita, silvina,carnalita y yeso.

HIDRÓLISIS: Es la rotura de la estructura cristalina de un mineral por la acción de los iones hidrógeno e hodroxilo.

TIPOS DE CAMBIO INDUCIDOS POR LA METEORIZACION

La acción conjunta de todos esos fenómenos a lo largo del tiempo, genera notables cambios en la composición y configuración de las rocas superficiales. Dichos cambios afectan a los materiales según:

- Evolución hacia estados de mayor equilibrio con las condiciones ambientales.

- Transformaciones irreversibles, que los hacen pasar de estados masivos a otros clásticos o plásticos.

- Modificación de volumen, densidad, tamaño de grano y permeabilidad. Aumento de volumen, disminución de densidad, la roca se haca más porosa y permeable.

- FORMACION DE NUEVOS MINERALES

- Movimiento de transferencia de soluto, relacionados sobre todo con los procesos biológicos ( meteorización biológica: intercambio entre las raíces y el sustrato).

- Preparación de la roca para favorecer el transporte, pero no implica que el sustrato, aunque no esté alterado, no pueda ser arrancado y transportado.

Tipos de meteorización

16.1.2. Factores de la meteorización

-Tipo de material original. No sólo por la composición química y mineralógica, sino también por su compacidad, porosidad y textura. Si la roca está o no fisurada, si tiene planos de discontinuidad. A partir de esos planos el agua puede penetrar y da lugar a la meteorización.

Las salinas carbonatadas o yesíferas permiten una disolución. Las ferruginosas, oxidación y las silicatadas, hidrólisis.

-Ambiente hidrológico (Hidrosfera). La presencia de agua es fundamental en la meteorización, por su cambio de estado y desde el punto de vista de sus componentes.

-Ambiente biológico. Contribuye a todas las acciones mecánicas por el crecimiento de las plantas y por la actividad química en el suelo.

Químico: por los restos de animales o plantas que modifican la composición original de los materiales.

-Ambiente climático. Las relaciones temperatura y humedad son fundamentales a la hora de la meteorización.

-La pendiente (topografía). Suele incluirse como un factor más pero va a estar asociada al ambiente hidrológico. No es la pendiente la que está implicada en la meteorización, sino que está condicionando ese ambienta hidrológico.

- Estructura geológica. Mediante las discontinuidades y roturas presentes en los materiales, condiciona la penetración del agua, facilitando la meteorización física y química.

PRODUCTOS DE LA METEORIZACION

El producto de la meteorización se denomina alterita o formaciones superficiales alteríticas, y pueden ser:

-Saprolito o saprolita (alteritas autóctonas): roca meteorizada que conserva parte de los materiales originales. Ejemplo: un granito meteorizado, pero sin llegar a len.

-Regolito o roca original: es una roca meteorizada que mezcla con aportes externos, o lo que se denomina también iluviación.

-Residuos: restos de material que quedan una vez que la roca ha sido meteorizada y desaparecen parte de sus componentes (eluviación).

-Manto de alteración: todo el espesor de los materiales que están siendo meteorizados.

TIPOS DE RESIDUOS O CONCENTRACIONES RESIDUALES

-ARCILLAS RESIDUALES: son residuos que aparecen como consecuencia de rocas carbonatadas o salinas.

-TERRA ROSSA Y TERRA FUSCA : son residuos que proceden de la disolución de rocas carbonáticas, compuestas en general por arcillas, óxidos de hierro y, a veces, sílices. La diferencia es que la Terra Rossa se origina en zonas con una estación seca muy marcada, y presenta un color característico rosáceo. La Terra Fusca tiene un color mucho más oscuro y es característico de un clima templado-húmedo.

-ARENAZACION: se produce en materiales silicatados, para rocas ígneas y para rocas metamórficas de carácter ácido. Existen un enriquecimiento en sílice a veces. Se denomina Gore cuando hay un enriquecimiento en arcilla, fundamentalmente en el caso de las rocas metamórficas.

-ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS: proceden fundamentalmente de rocas silicatadas. Dos tipos:

LATERITAS: compuestas fundamentalmente por hierro (endurecidas)

BAUXITAS: residuo de aluminio.

A todas estas concentraciones se les llama en general cretas: tramo de composición y textura homogénea, que puede aparecer en la superficie o en el interior de cualquier perfil de alteración.

Las cretas se clasifican en función de su composición:

-Si su composición es carbonática, se denomina calcreta.

-Si es ferruginosa, ferricreta.

-Si es silícea, silcreta.

Pero además se clasifican por su estado físico: si está cementada se le añade el prefijo -duri (duricreta).

Morfología:

-De coraza: se sitúa en la parte superior del manto de alteración y además está endurecida.

-De montera: también situada en la parte superior del perfil de metorización, pero no endurecida.

16.2. EDAFOGÉNESIS

FORMACION DE LOS SUELOS

 Suelo: parte de interacción entre lo biótico y lo abiótico. Suelo es la franja de la superficie terrestre biológicamente fértil y agrológicamente productivo.

EDAFOLOGIA: ciencia que se ocupa del estudio de los suelos.

El suelo está formado por unos elementos:

- Sustrato litológico: material original o roca madre que suministra materia mineral al alterarse, meteorizarse o intemperizarse.

- Cobertera biológica: se trata fundamentalmente de la vegetación, que proporciona materia orgánica al suelo como consecuencia de la descomposición o humificación.

La mezcla de materia orgánica y mineral, da lugar a la fracción organo-mineral que es la base del suelo. Para que se produzca este tipo de mezcla es necesario que halla una movilización de una serie de productos que viene dada por el agua , que toma algunos componentes y los traslada a otro lugar (eluviación e iluviación).

FACTORES:

- TIEMPO: es la base de cualquier proceso evolutivo, necesario para que todos los procesos tengan lugar.

- MATERIAL ORIGINAL: facilidad del sustrato litológico para alterarse.

- ALTERITA: capacidad para suministrar materia mineral al suelo.

- AMBIENTE BIOCLIMATICO: controla todos los aspectos relativos a la humedad del suelo (precipitación, evaporación, termicidad, etc.).

- RELIEVE: es función de la pendiente, a mayor pendiente, mayor dificultad en la renovación del suelo.

 HORIZONTES ORGANICOS

O1.- Hojas caídas y residuos orgánicos poco descompuestos. Materia orgánica prácticamente sin descomponer, visible a simple vista.

O2.- Restos orgánicos parcialmente descompuestos. No es fácil reconocerlo a simple vista.

HORIZONTES MINERALES

A1.- Horizonte oscuro compuesto de materia mineral y orgánica mezcladas con gran actividad biológica.

A2.- Horizonte claro con máxima eluviación (lavado). Se caracteriza por la pérdida de arcillas, óxidos de hierro y aluminio. Color más claro que el horizonte A1. A veces se le nombra como E.

B.- Horizonte de concentración o iluviación. Aumento en arcillas, óxidos de hierro y aluminio, además de en materia orgánica.

C.- Sustrato alterado, ausente ocasionalmente; la formación de los horizontes puede seguir alterándolo tanto que los horizontes A o B pueden descender finalmente sobre roca consolidada. Totalmente ligado con la roca original (alterita como descomposición de la roca madre). Actividad biológica casi nula.

R.- Estrato de roca consolidada por debajo del suelo.

Cuando se añade una letra minúscula a estos nombres, se trata de un horizonte fósil, que tiene concentración de carbonatos.

Cada uno de los horizontes genéticos caracterizan las propiedades de un perfil, pero a su vez este perfil está englobado dentro de la unidad básica en edafología: pedón o edafón (algunas veces traducido pedión): aquel que tiene unas propiedades específicas que sirven para definir un suelo.

Polipedón o poliedafón: toda la superficie que ocupa el edafón.

 PROPIEDADES DEL SUELO

- Características físicas: límites, espesor, color, textura, estructura, etc. Están tabuladas en unas guías de descripción de perfiles de la USDA y la FAO.

- Químicas: composición, pH, estado del complejo orgnano-mineral. etc.

- Orgánicas: tipo de humus que tiene:

- Mor: materia orgánica casi fresca

- Mull: materia orgánica transformada.

- Moder: intermedio entre los dos anteriores.

16.2.3. Desarrollo de un suelo (figura 5.14)

El desarrollo de un suelo es un fenómeno evolutivo complejo. En el supuesto de un suelo que llega a completar todos los horizontes, las etapas evolutivas pueden aproximarse como sigue:

Alteración de la roca y/o descomposición de sedimentos, dando origen a un sustrato o soporte.

Establecimiento de una “cobertera biológica” capaz de producir restos orgánicos; normalmente una formación vegetal. Progresión de la meteorización.

Definición de un “suelo incipiente”, con horizonte C bien desarrollado y cierta acumulación de restos orgánicos en su superficie. Paso de la meteorización general a la intemperación.

Se inicia la formación del solum por la humificación: desarrollo de un horizonte A incipiente.

Humificación y transferencia o migración de los materiales, que terminan por desarrollar definitivamente un nivel con ”eluviación” e inician el de “iluviación”. Posible intemperación extrema originando un horizonte B de alteración.

Consolidan los fenómenos de transferencia, migración y movimiento de material. Generación definitiva del solum, con un horizonte de “acumulación”.

Progresa la horizontalización y posible desarrollo de subhorizontes.

Debe precisarse que un suelo “muy evolucionado” puede retroceder a etapas previas mediante un proceso de evolución regresiva. La regresión implica degradación e incluso desaparición total del suelo, pero también su posible estancamiento, sirviendo como sustrato a otro suelo más moderno: se trata en estos casos de un “suelo relicto” o paleosuelo.

Los factores edafogenéticos controlan estos niveles evolutivos, pues de ellos dependen los procesos implicados en las tranformaciones edáficas.

16.2.4. Clasificación de suelos

Clasificación zonal

Se basa en el principio de las analogías: “Todo suelo cualquiera que sea su sustrato o roca madre, al cabo de un tiempo determinado, termina por desarrollar un suelo característico y en equilibrio con el ambiente bioclimático en el que se encuentra”.

Zonal: Regulados por una edafogénesis bioclimática convergente. Se ajusta a los condicionantes de sustratos que son fundamentales.

Suelos de tundra o periglaciares. Corresponden a altas latitudes y se caracterizan porque el sustrato está fragmentado. Humus bruto.

Podzoles o similares y suelos pardos ácidos que son característicos de la taiga. El horizonte A1 suele tener poco espesor y rico en humus. El A2 con alta eluviación y color claro y el B son coloides acumulados con coloración en tonos marrones y bastante pobres en fertilizantes.

Bosque templado-húmedo. Tierras pardas con humus pardos y suelo forestal. El desarrollo del suelo es muy parecido al del podzol. La lisiviación es mucho menor.

De praderas. Tierras negras o chernozems. Tienen un humus de raíces. Presenta dos capas: una situada bajo el césped, rica en humus (horizonte A1), y otra con tonalidades marrón oscuras situado sobre el césped (B). El horizonte A2 no existe. Es característico de zonas con temperaturas extremas. No suele hacerse bosque.

Mediterráneo o subtropical. La cantidad de humus es mucho menor y la fertilidad muy baja, excepto en condiciones de precipitación idóneas. Son tierras pardas y, dónde hay una precipitación importante, pasan a suelos rojos y tierras.

Estepários y desérticos. suelos rojos y tierras grises.

Suelos grises, poca cantidad de humus porque la vegetación es muy dispersa y al mayoría de los horizontes tienen escaso espesor.

Suelos rojos, horizontes escasamente desarrollados y aparecen fragmentos de roca a lo largo de todo el perfil.

Sabana húmeda y suelo ecuatorial. Suelos ferruginosos, ferrolíticos y en general lateríticos. Se produce una eluviación y una descomposición química importante. Escasa cantidad de humus porque la descomposición es muy rápida. Son suelos rojos por la presencia de hierro. Son suelos de escasa fertilidad y en algunos casos el horizonte B se puede endurecer adquiriendo una resistencia rocosa.

Intrazonal. Va a depender de unas condiciones bioclimáticas particulares. Presentan una cierta edafogénesis convergente, con lo que aparecen ligados a una zona definida, si bien hay limitaciones de carácter local que les impide alcanzar las analogías propias de esa zona.

Suelos pantanosos. De prados o de navas. Son suelos hidramorfos, con exceso de agua. La vegetación se acumula en la capa superior del suelo y por debajo suelen tener una capa superior de arcillas con características de gley.

Suelos salinos. Suelos holomorfos de zonas mal drenadas. Se desarrollan en zonas lacustres y en las zonas de la playa, dónde se produce evaporación muy alta y por tanto una precipitación muy elevada de sales (cloruros, sulfatos, bicarbonatos,...). Tienen unos horizontes muy poco desarrollados.

Suelos calciforomos (de sustrato calizo). Están enriquecidos en carbonato cálcico. Son las Renzinas.

Azonales. Por su juventud u otra circunstancia, no presentan edafogénesis bioclimática. Son suelos eluviales de vegas, arenosos, pedregosos: Regosuelos y Litosuelos.

b) Clasificaciónes genéticas 

Utilizan como referencia primaria los procesos que originan el suelo. Son equiparables a las zonales, si bien aquí no se consideran agrupaciones por su localización geográfica; entienden ésta como una consecuencia de los factores genéticos y no al revés.

c) Clasificaciones analíticas 

Utilizan como criterio fundamental las propiedades y características intrínsecas del suelo. La más universalizada es la que se conoce con el nombre de la “séptima aproximación” por haberse realizado hasta seis ensayos previos al definitivo.

Horizontes diagnósticos: son franjas o capas del suelo, superficiales (epipedones) y subsuperficiales (endopedones), que reúnen el conjunto de propiedades suficientes para caracterizar el taxón; estos horizontes no tienen por qué coincidir exactamente con los genéticos. Un taxón puede estar definido por contener uno, varios o ningún horizonte de diagnóstico.