Capítulo 6 Meteorización y suelo

Procesos externos de la Tierra Meteorización – fragmentación física (desintegración) y alteración química (descomposición) de las rocas de la superficie terrestre Procesos gravitacionales – transferencia de roca y suelo pendiente abajo por influencia de la gravedad Erosión – eliminación física de material por agentes dinámicos como el agua, el viento, el hielo o la gravedad

Meteorización Dos tipos Meteorización mecánica – fragmentación de rocas en piezas más pequeñas Tipos de meteorización mecánica Fragmentación por el hielo Descompresión Expansión térmica Actividad biológica

Fragmentación por el hielo Figura 6.3

Meteorización Meteorización química Descomposición de los componentes de las rocas y las estructuras internas de los minerales El agente más importante es el agua Responsable del transporte de iones y moléculas implicadas en el proceso químico

Meteorización Los principales procesos de meteorización química Disolución Con ayuda de una pequeña cantidad de ácido en el agua Oxidación Se produce cuando se pierden electrones de un elemento durante la reacción Hidrólisis La reacción de cualquier sustancia con el agua Los iones de hidrógeno atacan y sustituyen a otros iones

Meteorización Alteraciones causadas por la meteorización química Descomposición de los minerales inestables Formación o retención de los materiales estables Cambios físicos como el redondeado gradual de las de las esquinas y los bordes

Productos de meteorización TABLA 6.1 Productos de meteorización Mineral Productos residuales Material en solución Cuarzo Feldespato Anfíbol (Homblenda) Granos de cuarzo Minerales de la arcilla Limonita Hematites Sílice Sílice K+, Na+, Ca2+ Sílice Ca2+, Mg2+ Sílice Olivino

Velocidades de meteorización Factores que afectan a la meteorización Área superficial Características de la roca Las rocas que contienen calcita (mármol y piedra caliza) se disuelven fácilmente incluso en una solución débilmente ácida Los minerales silicatos se meteorizan en el mismo orden que el de su cristalización

Meteorización de los silicatos comunes Ambiente de formación Temperatura elevada (primero en cristalizar) Temperatura baja (último en cristalizar) Silicatos Susceptibilidad a la meteorización química Cuarzo Mica moscovita Feldespato potásico Plagioclasa sódica Plagioclasa cálcica Más resistente Menos resistente Biotita Anfíbol Piroxeno Olivino Figura 6.9

Crecimiento en el área superficial 1 unidad cuadrada 4 unidades cuadradas 4 unidades cuadradas x 6 lados x 1 cubo = __________________ 24 unidades cuadradas 1 unidad cuadrada x 6 lados x 8 cubos = __________________ 48 unidades cuadradas 0,25 unidades cuadradas x 6 lados x 64 cubos = _____________________ 96 unidades cuadradas Figura 6.1

Velocidades de meteorización Clima Factores como la temperatura y la humedad La meteorización química es más efectiva en áreas de clima húmedo y cálido Meteorización diferencial Las rocas no se meteorizan de una manera uniforme debido a factores locales y regionales Es responsable de la creación de formaciones rocosas y morfologías inusuales, a veces espectaculares

Meteorización esferoidal de una roca intensamente diaclasada Diaclasas Figura 6.6 A y B

Meteorización controlada de una roca diaclasada Figura 6.6 D

Suelo Suelo = combinación de materia mineral y orgánica, agua y aire Fragmentos de rocas y minerales producidos por la meteorización (regolito) que sustenta el crecimiento de las plantas Humus (restos descompuestos de la vida animal y vegetal) es un componente pequeño pero esencial

Composición de un suelo en «buen estado» 25 % aire 45% material mineral 25 % agua Figura 6.10 5% materia orgánica

Suelo Factores formadores del suelo Roca madre Tiempo Suelos residuales vs. suelos transportados Tiempo El tiempo de formación del suelo varía según el tipo de suelo y se ve influido por las condiciones geológicas y climáticas

Suelo Clima Plantas y animales Topografía El factor más influyente en la formación del suelo La temperatura y las precipitaciones son factores clave Plantas y animales Influyen en las propiedades físicas y químicas del suelo Topografía En pendientes empinadas los suelos suelen desarrollarse poco El terreno óptimo es una superficie plana o ligeramente ondulada en tierras altas

Variaciones en el desarrollo del suelo Ausencia de desarrollo de suelo debido a la gran inclinación de la pendiente El suelo residual se desarrolla en el lecho rocoso El suelo transportado se desarrolla en los depósitos no consolidados Lecho rocoso Suelo más delagado en la pendiente debido a la erosión Figura 6.11 Depósitos no consoilidados

Suelo El perfil del suelo Los procesos de formación del suelo actúan desde la superficie hacia abajo Las diferencias verticales se denominan horizontes – zonas o capas de suelo Horizonte O – material orgánico Horizonte A – material mineral y orgánico Alta actividad biológica Los horizontes O y A forman la capa superficial del suelo

Suelo El perfil del suelo Horizonte E – poca materia orgánica Zona de eluviación y lixiviación Horizonte B – zona de acumulación Horizonte C – roca madre parcialmente alterada Horizontes O, A, E y B = solum, o «suelo verdadero»

Perfil idealizado de un suelo Horizonte O Materia orgánica parcialmente descompuesta y suelta Capa superficial del suelo Horizonte A Materia mineral mezclada con algo de humus Solum o «suelo verdadero» Perfil idealizado de un suelo Horizonte E Partículas minerales de colores claros. Zona de eluviación y de lixiviación Horizonte B Acumulación de arcilla transnortada desde arriba Capa subsuperficial del suelo Horizonte C Roca madre parcialmente alterada Figura 6.13 Roca madre no meteorizada

Un perfil del suelo que muestra los diferentes horizontes Figura 6.12 A

Suelo Clasificación de los suelos Las numerosas variaciones que existen de un lugar a otro y de un período a otro conducen a una gran variedad de tipos de suelos Se han establecido grupos formados por elementos con algunas características importantes en común En Estados Unidos se ha elaborado un sistema conocido como la Taxonomía del suelo

Suelo Clasificación de los suelos Taxonomía del suelo Hace énfasis en las propiedades físicas y químicas Existen seis categorías jerárquicas Los nombres de las unidades de clasificación derivan del latín y del griego Se reconocen 12 órdenes básicos del suelo

Órdenes mundiales del suelo TABLA 6.2 Anfisoles Andisoles Aridosoles Entisoles Gelisoles Histosoles Inceptisoles Mollisoles Oxisoles Espodosoles Ultisoles Vertisoles Suelos oscuros y suaves que se han desarrollado bajo una vegetación herbosa y en general se encuentran en áreas de pradera. Horizonte superficial rico en humus que es rico en calcio y magnesio. La fertilidad del suelo es excelente. También se encuentran en bosques de madera dura con una actividad significativa de las lombrices. El intervalo climático oscila entre boreal o alpino y tropical . Las estaciones secas son normales (véase Figura 6.12 A). Suelos que se hayan en terrenos antiguos a menos que las rocas madres estuvieran muy meteorizadas antes de ser depositadas. En general se encuentran en las regiones tropicales y subtropicales. Ricos en óxido de hierro y de aluminio, los oxisoles están muy lixiviados; por consiguiente, con suelos pobres para la actividad agrícola (véase figura 6.12 B). Suelos que sólo se encuentran en las regiones húmedas sobre material arenoso. Son comunes en los bosques de coníferas septentrionales y en los bosques húmedos fríos. Bajo el horizonte oscuro superior de material orgánico meteorizado se extiende un horizonte de color claro de material lixiviado, lo cual constituye la propiedad distintiva de este suelo. Suelos que representan los productos de de largos períodos de meteorización. El agua que percola a través del suelo se concentra en partículas de arcilla en los horizontes inferiores (horizontes argílicos). Limitados a los climas húmedos de las regiones templadas y los trópicos , donde la época de cultivo es larga. El agua abundante y un período largo son congelación contribuyen a la lixiviación extensiva y, por tanto, a una peor calidad del suelo. Suelos que contienen grandes cantidades de arcilla, que se encogen al secarse y se hinchan con la adición de agua. Se encuentran en los climas de subhúmedos a áridos , siempre que se disponga de suministros adecuados de agua para saturar el suelo después de períodos de sequía. La expansión y la contracción el suelo ejercen presión sobre las estructuras humanas. Suelos moderadamente meteorizados que se forman debajo de bosques boreales o los bosques de almendros tropicales caducifolios, ricos en hierro y aluminio. Las partículas de arcilla se acumulan en una capa superficial en respuesta a la lixiviación de los ambientes húmedos. Suelos fértiles, productivos, porque no son ni demasiado húmedos ni demasiado secos. Suelos jóvenes en los que la roca madre es la ceniza volcánica, depositada por la actividad volcánica reciente. Suelos que se desarrollan en lugares secos; con el agua insuficiente para extraer minerales solubles, pueden tener una acumulación de carbonato cálcico, yeso o sales en el subsuelo; bajo contenido orgánico. Suelos jóvenes con un desarrollo limitado que exhiben propiedades de la roca madre. La productividad oscila entre niveles muy altos para algunos suelos formados en depósitos fluviales recientes a niveles muy bajos para los que se forman en la arena voladora o en laderas rocosas. Suelos jóvenes con poco desarrollo del perfil que se encuentran en regiones con pergelisol. Las bajas temperaturas y las condiciones de congelación durante gran parte del año retrasan los procesos de formación del suelo. Suelos orgánicos con pocas implicaciones climáticas o ninguna. Se pueden encontrar en cualquier clima en el que los derrubios orgánicos se puedan acumular y formar un suelo de turbera. Material orgánico oscuro y parcialmente descompuesto que suele llamarse turba. Suelos jóvenes poco desarrollados en los que el comienzo o el principio del desarrollo del perfil es evidente. Más habituales en los climas húmedos, existen desde el Ártico hasta los trópicos. La vegetación nativa suele ser bosque.

Suelo Erosión del suelo Forma parte del reciclaje natural de los materiales de la Tierra La velocidad de erosión del suelo depende de Las características del suelo El clima La pendiente El tipo de vegetación

Suelo En muchas regiones la velocidad de erosión del suelo es significativamente mayor que la de su formación Sedimentación y contaminación química Relativo al excesivo depósitos de sedimentos En ocasiones, las partículas del suelo están contaminadas con pesticidas

Final del Capítulo 6