Dinámica Atmósfera-Hidrosfera-Litosfera

Las capas exteriores a la superficie sólida, formadas por agua líquida y gases, influyen decisivamente en los procesos geológicos superficiales. Estos incluyen la erosión, el transporte y la sedimentación. Toda esta dinámica se basa en los movimientos del aire y del agua, y se ve potenciada por la meteorización. Estas capas son sensibles a los campos gravitatorios y térmicos, y además representan, en la interfase fluido-sólido, el sistema químico de mayor inestabilidad. La importancia de la atmósfera reside en que su baja viscosidad y pequeña densidad le permiten ponerse en movimiento fácilmente. El viento es un agente geodinámico importante en los desiertos, ya que puede actuar también indirectamente provocando el oleaje y participando en el ciclo hidrológico.

Meteorización: Procesos y Consecuencias

La meteorización es la acción de la atmósfera sobre las rocas. Los principales efectos de esta agresión serán la movilización de material rocoso (erosión), cuyo resultado es la denudación. Los efectos de la proximidad de una roca a la superficie terrestre son múltiples:

• Pérdida de presión de carga, por eliminación del material de recubrimiento. Los materiales se expanden y aparecen poros, fisuras, etc.
• Interacción química entre la roca y las fases fluidas.
• Acciones mecánicas en climas extremos.
• Acciones biológicas.
• Procesos externos con intervención esencial de materia orgánica y diferenciación vertical de niveles, lo que lleva al desarrollo de suelos.

Meteorización Mecánica

Se denomina acción dinámica y consiste en la trituración o fragmentación de la roca, principalmente debido a las variaciones de temperatura. Se inicia y se produce en las discontinuidades (superficies de estratificación y diaclasas). La disgregación se realiza en dos zonas climáticas principales:

• Disgregación en regiones frías: Se produce por:
  • Acción de hielo y deshielo: gelifracción o gelivación. Esta acción puede deberse a los efectos del frío intenso con temperaturas menores a -7ºC. Un suelo helado de forma permanente se denomina permafrost. En verano, al deshelarse, se encharca y se denomina mollisuelo. También puede deberse a efectos de cuñas de hielo en grietas.
  • Efectos del hielo y deshielo: fragmentación de las rocas (el aumento del volumen del agua en poros y fisuras provoca tensiones internas capaces de fragmentarlas) y crioturbación de cantos (el agua, al helarse y deshelarse, produce el deslizamiento de los mismos).
• Disgregación en regiones áridas: La elevada temperatura produce la evaporación del agua de lluvia. Las diferencias de temperatura son acusadas y se produce la dilatación y contracción de las rocas que acaban por romperse, formándose: gajos de naranja (en rocas estratificadas), cantos afacetados (en rocas cristalinas o granuladas) y descamación (en suelos arcillosos).

Meteorización Química

Comprende reacciones químicas entre los componentes de la atmósfera y los minerales de las rocas, que modifican su estructura química.

• Disolución

  Las sales muy solubles se disuelven por el agua subterránea en profundidad, especialmente en climas áridos y semiáridos. El agua actúa como elemento de transporte de sustancias disueltas en estado iónico. Si la circulación es en sentido lateral, se produce el lavado de sales; si es en sentido vertical, provoca la formación de costras de sal y cal.

• Carbonatación

  Debida al agua de lluvia cargada de CO2. Esta agua provoca el desmoronamiento de la red cristalina de los minerales que forman la roca. Esta reacción es más eficiente a presión alta y temperatura baja.

• Oxidación

  Reacción del oxígeno atmosférico con los minerales de la roca. Hace que sea más deleznable, fundamentalmente el Fe, que al combinarse con el vapor de agua forma hidróxidos.

• Hidrólisis

  Se debe a la acción de los iones del agua, que producen un cambio químico profundo en los minerales, especialmente en los feldespatos. La naturaleza de los productos de la hidrólisis depende de los iones que forman los minerales, y el transporte por el agua depende del pH del medio. El agua disociada en sus iones provoca la disgregación de la red interna del mineral. Se da en áreas templado-húmedas y ecuatoriales.

• Hidratación

  El agua se introduce en las redes cristalinas de algunos minerales, lo que provoca un aumento de volumen.

Acción de los Seres Vivos

Pueden ser:

• Acciones químicas y bioquímicas de los microorganismos que producen:

  • Descomposición de feldespatos y otros silicatos.
  • Depósito de CO3Ca.
  • Depósito de hidróxidos de Fe y Mn.
  • Fijación de sílice.

• Acciones físicas y químicas de los vegetales:

  • Las raíces de las plantas penetran en las fisuras.
  • Los líquenes digieren el calcio de las calizas.

• Acciones mecánicas de los animales:

  • Animales excavadores (zapadores) cavan galerías, favoreciendo la disgregación, etc.

Alterabilidad y Estabilidad Mineral

Los minerales originados en el interior de la Tierra a altas presiones y temperaturas, permanecen en estado metaestable durante el descenso de presión y temperatura resultante de su acercamiento a la superficie. Una vez que alcanzan esta y contactan con la atmósfera e hidrosfera, sufren una serie de reacciones exotérmicas que llevan a su destrucción y a la formación de minerales arcillosos, con estructura cristalina más abierta y menos densa que la de aquellos. En 1938, Goldich estableció que aquellos minerales formados a altas presiones y temperaturas son precisamente los más inestables frente a la meteorización química. Este orden básico reside en la estructura cristalina y en el tipo de enlace que une los iones (covalente o iónico).

Procesos de Edafización

Se denomina edafología a la ciencia que se ocupa del estudio de los suelos. Los procesos de meteorización mecánica y química determinan la formación de un manto de alteración o eluviación que, cuando por la acción de los mecanismos de transporte de laderas es desplazado de su posición original, se denomina coluvión o regolito. El suelo es el resultado de la dinámica física, química y biológica de los materiales alterados del coluvión y otros depósitos superficiales. Un suelo está formado por partículas minerales de tamaño variable (aproximadamente 50%), materia orgánica en diferentes fases de descomposición (aproximadamente 5%), y el resto corresponde a poros. Las etapas implicadas en la formación de un suelo son:

• Disgregación mecánica de las rocas.
• Meteorización química de los materiales de coluvión o eluvión.
• Instalación de los seres vivos con la incorporación de materia orgánica.
• Mezcla con aire y agua.

Composición del Suelo

• Minerales:

  Constituyen el esqueleto mineral: silicatos residuales o no completamente meteorizados (feldespatos); óxidos e hidróxidos de Fe; clastos y granos poliminerales (fragmentos de roca madre); y otros compuestos minerales que dependen de la roca de origen, el tipo de suelo y el grado de evolución.

• Compuestos orgánicos:

  Conjunto de seres vivos que habitan el suelo, deyecciones y diferentes productos en descomposición. Estas sustancias, en combinación con los minerales arcillosos, originan compuestos coloidales. Constituyen en conjunto el humus.

• Fase líquida:

  Agua con sales disueltas.

• Fase gaseosa:

  Aire atmosférico.

Textura y Estructura del Suelo

Textura es la distribución o diferentes proporciones en que están presentes los distintos tamaños de partículas sólidas que lo constituyen. Se diferencian materiales finos (arcillas y limos) que confieren cohesión y adherencia; materiales medios (arenas); y materiales gruesos (fragmentos de roca). Según la fracción predominante, los suelos son: pedregosos, arenosos o arcillosos. Un suelo equilibrado es aquel en el que no predomina ningún tipo de fracción sobre las demás. Los constituyentes sólidos quedan aglutinados por el humus y las arcillas, formando agregados.

La estructura del suelo es el aspecto que presenta el suelo según la distribución, forma y tamaño de sus agregados.

Horizontes del suelo: Son una serie de niveles horizontales que se desarrollan en el seno del suelo, como consecuencia de su evolución y del clima, y que presentan cada uno de ellos caracteres distintos de composición, textura, etc.

Perfil del suelo: Es la ordenación vertical de los horizontes hasta llegar a la roca madre.

Horizontes del Suelo

• Horizonte A (o de eluviación):

  Es el más superficial y posee vegetación. Su color oscuro se debe al humus elaborado. El paso del agua arrastra fragmentos minerales y compuestos solubles.

• Horizonte B (o zona de precipitación):

  Carece de humus, por lo que tiene un color más claro, y en él se depositan los materiales arrastrados. En este horizonte se sitúan la formación de las costras calcáreas y las corazas lateríticas tropicales.

• Horizonte C:

  Constituido por la parte más alta del material rocoso fragmentado y disgregado, pero en el que aún pueden reconocerse las características de la roca madre.

• Horizonte D (o roca madre):

  Posee un espesor relativo que varía de unos tipos de suelo a otros.

Factores que Intervienen en la Formación del Suelo

• El clima:

  La cantidad de agua o de precipitaciones determinadas por el clima es el condicionante principal de los procesos edáficos.

• El relieve:

  Incide en la formación de los suelos en tres aspectos:

  • En los relieves abruptos, debido a la mayor inclinación, los procesos edafogenéticos son menos activos; en zonas llanas, son más activos.
  • Las zonas con fuerte relieve están sometidas a una erosión más intensa, por lo que los suelos no pueden alcanzar un gran desarrollo.
  • La orientación de las laderas respecto al sol: La evaporación es más lenta en las zonas de umbría (zonas húmedas y fértiles). En las zonas de solana, la meteorización está menos desarrollada.

• El tiempo:

  El tiempo necesario para la formación de un suelo varía según los diferentes climas. En climas cálidos y húmedos, puede ser de decenas de años; en climas secos, de centenares o miles.

• La naturaleza de la roca madre:

  Influye solo al principio del proceso de edafización.

Tipos de Suelo

La clasificación más utilizada se basa en el perfil del suelo, que está condicionado por el clima. Se pueden clasificar en:

• Suelos de altas latitudes: Tundra

  Los procesos que degradan la roca madre son lentos y limitados a los periodos estivales. La vegetación es pobre y escasa, y los suelos suelen estar helados.

• Suelos de latitudes medias:

  • Podsoles: Se encuentran en zonas circumpolares y zonas montañosas de latitudes templadas. La vegetación característica es el brezo y las coníferas. El humus es abundante.
  • Tierras pardas forestales: Se desarrollan en climas suaves, con vegetación de bosques caducifolios. Son ricos en humus y presentan un horizonte B de escaso espesor.
  • Suelos grises: Se asocian a climas continentales, con vegetación de bosque caducifolio y estepa. El color gris se debe a la pulverización de los granos de sílice.

• Suelos de latitudes medias con características específicas:

  • Suelos mediterráneos: Un factor clave es la sequía estival. Se asocian a bosques mediterráneos y vegetación arbustiva. Pueden ser pardos (con horizonte A enriquecido en materia orgánica) o rojos (sin humus y con gran cantidad de arcilla).
  • Chernozems (tierras negras): Se forman en climas muy continentales y carecen de horizonte B.
  • Suelos desérticos: Caracterizados por derrubios mecánicos de la roca madre y un suelo muy poco evolucionado.

• Suelos de latitudes tropicales:

  Intensa meteorización química, suelos de enormes espesores, asociados a vegetación de selva húmeda. Son suelos muy lavados con pH básico.

• Suelos azonales:

  Su formación no está predominantemente influenciada por el clima zonal.

  • Condicionados por la roca madre: Rendzina (sin horizonte B, sobre calizas); Suelos pardo-calcáreos (con horizonte B y mayor reserva de agua); Ranker (sin horizonte B, pero sobre granitos).
  • Condicionados por el drenaje: Tienen tendencia al encharcamiento, como los suelos hidromorfos.
  • Con presencia de sales: Alto contenido salino, como los suelos halomorfos.

Etiquetas: edafología, formación del suelo, geodinámica externa, Meteorización