GEOLOGÍA FÍSICA II. LAS FORMAS DEL RELIEVE

Transcripción

1 II. LAS FORMAS DEL RELIEVE 1. Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2007/2008 II. LAS FORMAS DEL RELIEVE II Concepto y tipos de meteorización 2.- Naturaleza, composición, textura y estructura de un suelo 3.- Procesos y factores pedogenéticos 4.- Regímenes pedogenéticos y principales tipos de suelos Bibliografía específica recomendada: Anguita y Moreno, Capítulos 3.1, 3.2 y 3.3. Strahler, Capítulos 18 y 24. Tarbuck y Lutgens, Capítulo 6. 1

2 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. 2

3 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Llevada 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 Química Implica 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 Biológica Es 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. 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. 3

4 Factores que controlan la meteorización: 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. Actividad biológica Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Relieve Tiempo Clima Actividad biológica El tiempo se refiere a la duración de los procesos que dan lugar a la meteorizaci ón 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 formaci ón de un suelo depende, a su vez, de los demás factores (roca madre, relieve, clima, ) 4

5 Factores que controlan la meteorización: Roca Madre El clima es el factor fundamental en la formación del suelo. Relieve 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. Tiempo Clima Actividad biológica El clima condiciona el grado de lixiviación (lavado del suelo), la fertilidad del terreno y el tipo de flora y fauna en él. Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Relieve Tiempo Clima Actividad biológica 5

6 Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Relieve Tiempo Clima Actividad biológica Factores que controlan la meteorización: Roca Madre La actividad biológica condiciona el tipo de meteorización y su velocidad de formaci ón. Relieve Las plantas y animales proporcionan materia orgánica al suelo, y condicionan la fertilidad del mismo. Tiempo Clima Actividad biológica Los ácidos producidos por la descomposici ón 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. 6

7 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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. Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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. 7

8 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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). Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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. 8

9 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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) CaSO 4 + 2H 2 O CaSO 4.2H 2 O Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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 2KAlSi 3 O 8 + 2H 2 O Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + K 2 O + 4SiO 2 9

10 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna La disolución consiste en la mezcla homogénea de una sustancia o compuesto de la roca en un líquido, 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 + H 2 O Cl - + Na + [+H 2 O] Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna La carbonatación es un caso particular de la disolución, en la que no sólo interviene el agua sino también el ion HCO 3 - procedente de la disolución en el agua del dióxido de carbono atmosférico o del suelo: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Así pueden ser atacadas rocas no solubles en agua, como las calizas: CO 2 + H 2 O + CaCO 3 H 2 CO 3 + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 Ca HCO 3-10

11 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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 (Fe 2 O 3 ), insoluble en agua: 4 FeO + O 2 2Fe 2 O 3 Procesos y mecanismos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamación Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismos Macroflora Fauna 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. 11

12 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Origen y naturaleza del suelo: 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Composición y características físico químicas del suelo: Material mineral Materia orgánica Agua Aire 12

13 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Composición, características físico-químicas y textura del suelo: Composición mineral: Función de la composición de la roca madre Función de los procesos de meteorización Textura: tamaño y distribución de las partículas. La clasificación textural está en función del contenido en: Arena Limo Arcilla 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Textura: 13

14 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Estructura: Granular 2. Laminar 3. Prismática 4. En bloques Masiva Importancia de la estructura: Permeabilidad del suelo 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Estructura y perfil del suelo: 14

15 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Horizontes del perfil del suelo: 3. PROCESOS Y FACTORES PEDOGENÉTICOS 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. 15

16 3. PROCESOS Y FACTORES PEDOGENÉTICOS Factores pedogenéticos: Roca madre Relieve Factores pasivos Tiempo Clima Actividad biológica Factores activos 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 16

17 Regímenes pedogénicos: 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 Ca 2+ y Mg 2+ 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. Regímenes pedogénicos: 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. 17

18 Regímenes pedogénicos: 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 CaCO 3 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. Regímenes pedogénicos: 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. 18

19 Regímenes pedogénicos: 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 zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales 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. 19

20 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales 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. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales 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). 20

21 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales 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 diferenciaci ón de horizontes. Litosuelos Delgados. Influidos por el tipo de roca madre debido a una mínima evolución temporal o por su localización en zonas de elevada pendiente. Regosoles Sobre depósitos muy recientes: aluviones, arenas, dunas. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogen éticos pasivos, como roca madre, pendiente, acci ón antrópica,... Son suelos en los que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendzina Halomorfos Hidromorfos Sobre rocas silíceas (granitos, gneises). Propio de climas fríos de montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos. Sin horizonte B. 21

22 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogen éticos pasivos, como roca madre, pendiente, acci ón antrópica,... Son suelos en los que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendzina Halomorfos Hidromorfos Sobre rocas calizas en climas diversos. Poco espesor. Sin horizonte B. Es el equivalente al Ranker en terrenos calcáreos. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogen éticos pasivos, como roca madre, pendiente, acci ón antrópica,... Son suelos en los que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendzina Halomorfos Hidromorfos Ricos en sales. Climas secos. Escasa vegetación (halófitas). Pobres en humus. 22

23 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogen éticos pasivos, como roca madre, pendiente, acci ón antrópica,... Son suelos en los que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendzina Halomorfos Hidromorfos 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. II. LAS FORMAS DEL RELIEVE 1. Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2007/