GEOLOGÍA FÍSICA GEOLOGÍA FÍSICA

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1 II. LAS FORMAS DEL RELIEVE 1. Procesos de formación y alteración de suelos Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2006/2007 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 9. 1

2 Concepto: Meteorización: Descomposición física (desintegración) y alteración química y biológica (descomposición) de las rocas de la superficie terrestres, o cerca de ella. Erosión: Eliminación física de material de la superficie terrestre por agentes dinámicos como el agua, el viento, o el hielo. 2

3 Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica La roca madre es la roca inalterada que sufre la meteorización. Los distintos tipos de rocas muestras distinta susceptibilidad a ser alterados en función de su composición, estructura, grado de consolidación, Es el factor fundamental en el desarrollo de los suelos. Condiciona la velocidad de meteorización Condiciona la fertilidad del suelo en función de su composición. Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica El clima, junto con la roca madre sonlos dos factores fundamentales en la formación del suelo. La temperatura y las precipitaciones, y sus variaciones, determinan el tipo de meteorización (física o química), en la velocidad y profundidad de la meteorización. Condiciona el grado de lixiviación, la fertilidad del terreno y en el tipo de flora y fauna 3

4 GEOLOGÍA FÍSICA Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica GEOLOGÍA FÍSICA Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica 4

5 Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve 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 el relieves suaves. Tiempo Actividad biológica Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica El tiempo influye en la duración de los procesos que dan lugar a la meteorización del suelo. Por tanto, cuanto más tiempo se encuentran actuando estos procesos, mayor es la probabilidad de que se produzca alteración, mayor será el desarrollo de ésta, mayor la potencia del suelo resultante, y menor su parecido con la roca madre. El tiempo necesario para la formación de un suelo depende de muchos factores (roca madre, relieve, clima, ) 5

6 Factores que controlan la meteorización: Roca Madre Clima Relieve Tiempo Actividad biológica 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 acelera los procesos de meteorización química. Los animales y organismos que viven bajo tierra favorecen la erosión de los suelos, la mezcla de componentes, y a la permeabilidad del suelo. Tipos de Meteorización: Meteorización Física Llevada a cabo por fuerzas físicas y produce la rotura de la roca en trozos cada vez más pequeños sin modificar la composición química o mineral de la roca. 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 La meteorización biológica puede producir ambos efectos aunque a escala más reducida. Generalmente están representados por la acción mecánica de las raíces de las plantas arbóreas. 6

7 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna El lajamiento es la formación lajas o placas finas en una roca cuando esta se ve sometida a descompresión por la erosión de los materiales situados por encima durante un largo periodo geológico. Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La gelifracción 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 el hueco. 7

8 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna El descamamiento la fragmentación o desagregación superficial de una roca coherente como consecuencia directa de los cambios de temperatura que la afectan (alternancia de dilatación - retracción). Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna El crecimiento cristalino en el interior de una masa rocosa, ya sean huecos naturales, o fracturas posteriores, produce un incremento de la presión en el material que puede llegar a producir su rotura o ampliar una existente. 8

9 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La hidratación consiste en la adición de agua, en forma de iones H + o OH - a la estructura de un mineral produciendo que este pueda cambiar sus propiedades y su estructura hasta convertirlo en un mineral diferente. Ej.: Hidratación del yeso CaSO 4 (2H 2 O) CaSO 4 + H 2 O Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La hidrólisis es el proceso por el que se descomponen los minerales del grupo de los silicatos (ej. cuarzo, minerales de la arcilla, ). El agua que contiene iones de hidrógeno favorecen la reacción con los minerales silicatados, ya que actúan sobre los enlaces químicos de tipo puente de hidrógeno. Esta reacción hace que los minerales pierdan su estructura inicial, se produzcan intercamnios de iones y cationes y se forme un nuevo mineral. Ej.: Alteración del feldespato potásico 2KAlSi 3 O 8 + 2(H + +HCO 3 - ) + H 2 O Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2K + + 2HCO SiO 2 9

10 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La disolución la mezcla homogénea de una sustancia o compuesto de la roca en un líquido, generalmente agua. Aunque la mayoría de los minerales son insolubles, la presencia de ácidos (H + ) en el agua puede producir la disolución. Origen: biosfera, atmósfera y determinados procesos geológicos. Ej.: Disolución del Carbonato Cálcico CaCO 3 + 2[H + H 2 O] Ca 2+ + CO 2 + 3H 2 O Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La carbonatación ocurre cuando una roca que contiene carbonato cálcico (como la caliza) se combina con dióxido de carbono o algún ácido orgánico para formar bicarbonato cálcico. De esta forma se aumenta el contenido en carbonato de la roca, pudiendo formar incluso costras de este compuesto. Ej.: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 10

11 Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La oxidación se produce cuando el oxígeno se combina con minerales ricos en elementos metálicos de los minerales, especialmente hierra, formando óxido férrico y dando lugar a minerales nuevos como el hematites (Fe 2 O 3 ) o la limonita (FeO(OH)) Tipos de Meteorización: Meteorización Física Lajamiento Gelifracción Descamamiento Crecimiento cristalino Meteorización Química Hidratación Hidrólisis Disolución Carbonatación Oxidación Meteorización Biológica Microorganismo Macroflora Fauna La meteorización biologica: los microorganismos pueden producir una alteración química a pequeña escala. La macroflora puede general meteorización física, especialmente con 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: Aire Agua Materia orgánica Material mineral 12

13 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Composición y características físico químicas del suelo: Composición mineral: Función de la composición de la roca madre Función de los procesos de alteración química Clasificación textural en función del contenido en: Arena Arcilla Limo 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA 13

14 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Textura: Granular 2. Laminar 3. Prismática 4. En bloques Masiva Importancia de la texura: Permeabilidad 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA Estructura: 14

15 2. NATURALEZA, COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA 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 el agua que percola. eluviación Transporte 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 por el agua desde niveles superiores lixiviados por ésta. iluviación Acumulación de arcillas y material fino procedente de la eluviación de niveles superiores del suelo. 15

16 3. PROCESOS Y FACTORES PEDOGENÉTICOS Factores pedogenéticos: Roca madre Relieve Tiempo Clima Actividad biológica Regímenes pedogénicos: condiciones climáticas en las que se forma el suelo y que, por tanto, condicionan sus características. Existen cinco tipos de regímenes principales: Podzolización Laterización Calcificación Salinización Gleicificación 16

17 Regímenes pedogénicos: Características: Podzolización Laterización Calcificación Salinización Gleicificación Climas fríos y húmedos Latitudes medias Altitud elevada Clima Continental Subártico Baja temperatura Alta precipitación Bosques de coníferas La capa superficial es rica en humus, que da lugar a los ácidos húmicos que se asocian con cationes Ca++ y Mg++ 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: Características: Podzolización Laterización Climas cálidos Precipitaciones abundantes Zonas forestales Clima Tropical Húmedo Calcificación Salinización Gleicificación La actividad biológica en la superficie es alta por lo que apenas se acumula humus. Si no hay humus normalmente no habrá ácidos húmicos, los óxidos de hierro y aluminio se vuelven insolubles y precipitan. También se da la pérdida de sílice hacia el interior del suelo. Se produce una acumulación de laterita, por lo que son ricos en nutrientes, pero estos están en capas inferiores por lo que no son suelos fértiles. 17

18 Regímenes pedogénicos: Características: Podzolización Laterización Climas continentales Baja precipitación anual Zonas de estepa P<ETP Calcificación Salinización Gleicificación El CaCO3 va ascendiendo por capilaridad, donde al final encontraremos una capa con exceso de cal. El suelo será rico en bases y humus. Van ligados a suelos fértiles. Regímenes pedogénicos: Características: Podzolización Climas desérticos Baja precipitación Alta temperatura Laterización Calcificación Salinización Gleicificación El escaso drenaje, el agua de escorrentía superficial se evapora rápidamente, lo que produce que se precipiten las sales disueltas en la superficie del terreno. 18

19 Regímenes pedogénicos: Características: Podzolización Laterización Climas polar Clima Continental Inviernos fríos Ambientes pantanosos Drenaje escaso Calcificación Salinización Gleicificación Acumulación de materia orgánica que se descompone de forma muy lenta. Por debajo de esa capa orgánica encontramos una capa de arcilla formada por compuestos de hierro asociado a agua. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Desarrollados bajo la acción de los factores activos de formación del suelo, en especial el clima, durante el tiempo suficiente. Son suelosclimáticos, maduros y bien evolucionados. Suelos no zonales Azonales Intrazonales 19

20 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelo de Hierro y Aluminio Acumulación de óxidos de hierro y arcillas ricas en aluminio Los compuestos solubles son lixiviados Climas lluviosos y/o con importante cobertera vegetal Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelo de Calcita Acumulación del carbonato cálcico Nivel de acumulación de carbonato: Caliche Clima árido y semiárido 20

21 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Intensa meteorización química del suelo Espesor importante Lixiviación importante: lavado de carbonatos y sílice Acumulación de hierro: colores rojizos Importante actividad bacteriana: suelos poco fértiles Climas cálidos y húmedos (tropicales) Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita 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 que los caracteres predominantes son los debidos al tipo de roca madre. Son los presentes por ejemplo sobre sedimentos recientes (alóctonos), desiertos, suelos helados.escaso o nulo desarrollo y diferenciación de horizontes. Litosuelos Delgados. Influidos por el tipo de roca madre debido a poca evolución temporal o desarrollo en grandes pendientes Regosoles Sobre depósitos muy recientes: aluviones, arenas, dunas. 21

22 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos aclimáticos, ya que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendsina Salinos Glev Turberas Sobre rocas silíceas (granitos, gneises). Propio de climas fríos de montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos. Sin horizonte B. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos aclimáticos, ya que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendsina Salinos Glev Turberas Sobre rocas calizas en climas diversos. Poco espesor. Sin horizonte B. Es el equivalente al Ranker en terrenos calcáreos. 22

23 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos aclimáticos, ya que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendsina Salinos Glev Turberas Ricos en sales. Climas secos. Escasa vegetación (halófitas). Pobre en humus. Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos aclimáticos, ya que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendsina Salinos Glev Turberas Zonas pantanosas. Horizontes inferiores encharcados en los que se acumula Hierro que le da color "gris azulado" 23

24 Principales tipos de suelos: Suelos zonales Pedalfer Pedocal Laterita Suelos no zonales Azonales Intrazonales Suelos intrazonales: desarrollados bajo condiciones en las que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción antrópica,... Son suelos aclimáticos, ya que el factor clima no es determinante en su formación. Ranker Rendsina Salinos Glev Turberas Terreno encharcado con abundante vegetación y exceso de materia orgánica. Suelo ácido. II. LAS FORMAS DEL RELIEVE 1. Procesos de formación y alteración de suelos Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2006/