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FACULTAD DE INGENIERÍA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas CAP III: METEORIZACIÓN DE ROCAS Y SUELOS

Ing. María E. López Becerra

CAPITULO III: METEORIZACIÓN DE ROCAS Y SUELOS  Tipos de meteorización- Meteorización física- Meteorización química.  Meteorización en rocas representativasLas rocas sedimentarias.  Formación de suelos

Ing. María E. López Becerra

INTRODUCCIÓN:

La Zona mas superficial de nuestro planeta, la corteza terrestre está sometida a cambios constantes, tanto en su configuración como en la naturaleza de los materiales que lo componen, estas modificaciones constantes obedecen a la existencia de una serie de cambios energéticos (gravitatorio, térmico, mecánico, químico, etc) y a la tendencia universal de la materia a adaptarse a cada nueva situación energética. La meteorización es un proceso externo generado por los agentes atmosfericos tales como el agua en estado liquido, solido y gaseoso, el CO2, O2, el cambio de temperatura y la energía solar. Estos agentes constituyen los componentes principales del clima que actúan en la atmosfera e interrelacionando con la litosfera, hidrosfera y biosfera.

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¿QUE ES LA METEORIZACIÓN? Es el conjunto de modificaciones que experimentan las rocas por efecto de los gases que contiene el aire atmosférico y de las variaciones de la temperatura. Fragmentación física (desintegración) y alteración química (descomposición) de las rocas de la superficie terrestre. Procesos Sedimentarios : Son todos los que tienen que ver con la producción, movilidad, depósito y acumulación de sedimentos y que intervienen en la formación de las rocas sedimentarias. Materia Inicial Intemperismo

SUELOS

Erosión y Transporte Depositación y Precipitación Ing. María E. López Becerra

Diagénesis

SEDIMENTOS SIN CONSOLIDAR

ROCAS SEDIMENTARIAS

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Desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre

Estar expuesto a los diferentes agentes geológicos externos

Incluye la denudación o degradación de las rocas, es decir el trasporte del material; eliminación física de material por agentes dinámicos como el agua, el viento, el hielo o la gravedad

¿Qué es la sedimentación? la fuerza de los agentes que han transportado los materiales cesa se depositan en el terreno, formando las cuencas de sedimentación.

Las rocas sedimentarias o diagénesis: Compactación: los materiales al compactar debido a su presión elimina el agua y el aire. Cementación: la reacción química entre los elementos provoca la solidificación y unión de los materiales de las rocas.

Transporte: los materiales arrancados en los procesos erosivos son transportados a otros lugares; el agente geológico aumenta su capacidad erosiva, ya que al transportar los materiales se rompen y se desgastan.

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METEORIZACIÓN Y AGENTES DE METEORIZACIÓN

La meteorización o intemperismo es una serie de procesos que ocasionan cambios físicos y/o químicos en las rocas y sus minerales constituyentes, dando como resultado la desintegración o descomposición paulatina de estos. Ocurre en la superficie terrestre o cerca de ella y es un fenómeno complejo formado por procesos físicos, químicos y biológicos que generalmente interactúan en forma simultanea. La intensidad de estos procesos así como los productos resultantes varían según las diferentes localidades y sus condiciones particulares: clima relieve, duración del procesos, composición química de las rocas, etc. La meteorización es un fenómeno que destruye las rocas por medio de agentes vinculados a ningún o escaso transporte de los materiales producidos. Es muy importante diferenciar la meteorización de la erosión que es un fenómeno que destruye las rocas por medio de agentes que al mismo tiempo transportan el material. Ing. María E. López Becerra

METEORIZACIÓN Y AGENTES DE METEORIZACIÓN

La meteorización es un proceso de descomposición "in situ" de las rocas y de los minerales que las integran (no va acompañada de transporte) por procesos físico - químicos (desintegración y descomposición), llevados a cabo por la acción de la atmósfera. Se conoce como denudación al fenómeno de desgaste de la superficie terrestre producido por la combinación de los diversos efectos.

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¿QUE INVOLUCRA EL DEMORFISMO? Un conjunto de procesos por los cuales las rocas y minerales son alterados física y químicamente, de modo que se acercan más al equilibrio con un nuevo conjunto de condiciones ambientales. PRODUCTOS DE LA CLASTACIÓN

 Producto de la meteorización se forma un manto in situ de sedimentos desgastados y preparados para su transporte; Regolito o suelo.  El regolito o suelo que es transportado se conoce como sedimento.  El movimiento del sedimento se llama erosión Ing. María E. López Becerra

Afloramiento superficie del terreno

suelo y roca erosionada

Los procesos de intemperismo da lugar a la formación de regolita (material meteorizado y fragmentado) y suelo. El contacto entre roca y suelo puede ser neto o gradual. El material meteorizado puede permanecer en su lugar de origen sobre la roca madre o roca firme (regolita y suelo residual) o puede ser transportado como sedimento y puede litificarse originando nueva roca o permanecer como material suelto y dar origen a suelos (suelos transportados) La meteorización química puede ser más intensa en cuanto a la alteración del material rocoso. Produce descomposición y cambios mineralógicos. El intemperismo físico fractura y disgrega la roca, debilitando la estructura rocosa. Al romperse los minerales y los contactos entre partículas, aumenta la superficie expuesta a la atmósfera y a la acción de agentes de meteorización.

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Las rocas ígneas y metamórficas, son químicamente inestables en la superficie terrestre, al haberse formado en condiciones de presión y temperatura muy diferentes. Por esta razón sufren intensa meteorización química y cambios mineralógicos. Sin embargo, son más resistentes a la meteorización mecánica que las rocas sedimentarias.

METEORIZACIÓN FÍSICA Conocido como desintegración “desintegración”, porque actúa reduciendo las rocas a fragmentos cada vez mas pequeños sin que ocurra cambio alguno en la composición química. Los fragmentos producidos por el intemperismo físico y la acción de la gravedad depositados al pie de las laderas, reciben el nombre de “depósitos coluviales”

En esta meteorización interviene como factores determinantes los cambios de temperatura, acción de heladas, acción de las sales que cristalizan. Ing. María E. López Becerra

CRECIMIENTO DE CRISTALES: CRIOCLASTIA O GELIFRACCIÓN

En zonas frías (latitudes medias y altas) para temperaturas bajas el agua que ocupa fisuras y poros de la roca, se congela y experimenta aumento de volumen. Esto implica un esfuerzo sobre las paredes de los espacios en los que esta confinado. Este proceso recibe varias denominaciones tales como rotura por cuña de hielo o gelivación. También se lo conoce con el nombre de crioclastia(kryos: frío y Laklastos: roto) roca se fractura por agua se acumula en El agua al congelarse esfuerzo que causa el o Ellasgelifracción fisuras de las rocas aumenta su volumen aumento de volumen del Esfuerzo de extensión hielo

Los ciclos de congelamiento y deshielo diarios o estacionales del agua en las fisuras intersticiales de las rocas, causa la alternancia de esfuerzos que aumentan la velocidad de meteorización del material. Esta acción cíclica aumenta más la efectividad de este tipo de intemperización.

Cuando el agua penetra por las grietas, poros y hendiduras de las rocas y luego se congela, aumenta más del nueve por ciento (9%) de su volumen y ejerce una presión de unos 150 kg/cm2 . Las rocas se rompen y los fragmentos se separan, como si entre ellos se metiera una cuña y con el deshielo quedan sueltos.

Crioclastia en R. igneas

Crioclastia en pizarra.

La efectividad de la crioclastia es función del contenido de agua y tipo de roca. Las rocas ígneas experimentan menor desintegración que las metamórficas con textura apizarrada. Esto está en relación con las características estructurales y con la densidad de los planos de fisibilidad de la roca. En el caso de las rocas sedimentarias, la crioclastia depende de la porosidad. Además las rocas muy porosas no son afectadas por la gelifracción.

Una evidencia clara de estos procesos repetidos es el de los piedemontes, coluviones o pedregales en la base de los piedemontes, coluviones o pedregales en la base de las monta las montañas empinadas.

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CRECIMIENTO DE CRISTALES: HALOCLASTIA (halo: sal y klastos: fragmento).

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La acción de sales disueltas en agua se introducen por hendiduras y poros de las rocas. Al evaporarse el agua se precipitan los cristales de las sales ejerciendo una importante tensión sobre la roca y ampliando la anchura de la grieta. Sucesivos ciclos provocan esfuerzos que terminan por romper la roca en bloques de forma angulosa. Si bien este fenómeno se da en muchos ambientes es principalmente activo en climas áridos, semiáridos y en zonas litorales (latitudes medias y bajas).

Haloclastia Este proceso es más intenso cuanto mayor sea la concentración de sales en el agua. Las grietas y poros de las rocas se llenan con disoluciones salinas muy concentradas (sulfatos, carbonatos, cloruros). Cuando el agua se evapora cristaliza las sales lo que provoca un aumento de volumen generando una acción similar a la del hielo.

CRECIMIENTO DE CRISTALES: HIDROCLASTIA

La descamación y formación de redes de grietas poligonales pueden observarse en suelos arcillosos que se secan tras haber estado inundados. Otro mecanismo de fragmentación está relacionado con la absorción de agua en el espacio interlaminar de las estructuras de arcillas que tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar : Hidroclastia en arcillas a disociar completamente unas láminas de otras. En los casos en que el agua tiene alta concentración de sales el

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proceso de hidroclastia se da en forma simultánea con la haloclastia. Pudiendo observarse manchas blancas que corresponden al crecimiento de cristales de sal en los poros y grietas de la roca. Cuando el nivel freático asciende, arrastra consigo sales que precipitan cuando el nivel freático desciende.

EXPANSIÓN TÉRMICA DIFERENCIAL: TERMOCLASTIA

La fragmentación mecánica puede ser el resultado del calentamiento y enfriamiento que sufre la roca que está compuesta por minerales con diferentes coeficientes de expansión térmica. Las amplias variaciones (diurnas y estacionales) de temperatura junto con la presencia de vientos secos facilitan la termoclastia (thermos, caliente; klastos, fragmento). Fractura debida a procesos cíclicos de calentamiento diurno (expansión) y enfriamiento nocturno (contracción). En los desiertos cálidos, las variaciones de temperatura diarias pueden superar los 40 °C. Sucesivos ciclos de calentamiento y enfriamiento debilitan las rocas, especialmente las formadas por minerales melanocratos (oscuros) que absorben mayor cantidad de calor (se calientan y dilatan más) y por leucocratos (claros), por lo que los minerales de las rocas no se dilatan todos en la misma proporción. Esto produce una expansión diferencial en la capa más externa de la roca, cuyo resultado es la disgregación superficial de la roca o descamación Ing. María E. López Becerra

EXPANSIÓN TÉRMICA DIFERENCIAL: TERMOCLASTIA

Los continuos cambios de temperatura que dilatan y contraen las rocas y los consecuentes esfuerzos internos que en ellas sufren debido a los diferentes coeficientes de dilatación de sus minerales constituyentes. Producen en las rocas grietas paralelas a su superficie . El resultado de este proceso es el rompimiento de la roca en escamas o lajas conocidas como “exfoliación”.

Falsa estratificación Formación: descamaciones. Lugar de formación: en cualquier lugar donde la temperatura varíe fuertemente. Ing. María E. López Becerra

Lajamiento por Descompresión: La erosión reduce la presión litostática que soportan las rocas situadas bajo el material erosionado; como consecuencia se produce una liberación de tensiones y la expansión de la roca (descompresión) que se traduce en el diaclasamiento. En la descompresión, las capas externas se expanden más que las situadas debajo, por lo que se separan de la masa rocosa. Esta red de fisuras es una importante vía de penetración del agua en rocas poco permeables. Se da fundamentalmente en rocas plutónicas.

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Expansión provocada por la descompresión. La eliminación de una fuente de presión (desaparición de una roca por erosión) provoca el fenómeno de meno lajeamiento”, ó exfoliación esferoidal

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INTEMPERISMO BIOLÓGICO

Incluye los cambios mecánicos y químicos del suelo que están directamente asociados directamente a la actividad de las plantas y los animales. Cuando éstas están presentes la actividad microbiana puede cambiar la química del terreno situado al nivel del suelo. Los animales excavadores y las raíces de las plantas penetran el suelo y éstas producen gases que aumenta la acidez del agua de lluvia percolante.

A través de todos estos procesos puede formarse un lecho de roca intemperizada sobre la superficie. Normalmente los lechos superiores de esta cubierta continuamente son eliminados, exponiendo el material mas fresco, a la influencia de los agentes del intemperismo y de esta manera no se detiene la denudación. En algunas circunstancias, el material intemperizado puede permanecer ahí mismo constituyendo un depósito residual o suelo que tiene muchos caracteres de la roca madre y difiere significativamente en sus propiedades mecánicas de los suelos formados por la depositación de sedimento. Ing. María E. López Becerra

ACCIÓN DE LOS SERES VIVOS: BIOCLASTIA Las raíces de los árboles y plantas ejercen una presión sobre las rocas haciendo crecer las grietas debido al aumento de volumen de las raíces en su proceso de crecimiento. Por otra parte animales, insectos y pequeños microorganismos, causan alteraciones en la roca durante los procesos de construcción de nidos y madrigueras o por excavaciones con el fin de buscar alimento dando lugar a la formación de cuevas y galerías.

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La expansión y contracción de bacterias y líquenes en relación con el contenido de agua, Produce desintegración granular y descamación tanto en la superficie como en los poros de la roca.

METEORIZACIÓN QUÍMICA Llamada también “descomposición” produce una modificación completa en las propiedades físicas y químicas de las rocas; es un proceso de alteración de las rocas debido a los agentes químicos (H2O, CO2, y ácidos) a diferencia de la meteorización física, producen la alteración química de las rocas ya que se destruyen algunos de los minerales originales. El agua es el agente de meteorización química más importante por su gran capacidad disolvente. Predomina en los climas cálidos y húmedos. Las altas temperaturas y la abundancia de agua, con iones en disolución, que la hacen más activa, favorecen las reacciones químicas en estos climas. La meteorización mecánica facilita este tipo de meteorización, pero se necesita la presencia de agua líquida (interviene en las reacciones y evacua los iones liberados), por lo que sólo es posible en los lugares donde ésta exista.     

Hidratación Hidrolisis Oxidación Carbonatación Disolución

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Hidrolisis Aumenta la Disociación

HIDRATACIÓN: Es el proceso por medio del cual se absorbe el agua y se combina químicamente con las moléculas minerales, para formar nuevos minerales. Es uno de los procesos junto con la hidrolisis, considerado como el más importante en la descomposición de las rocas. La hidratación implica la incorporación de moléculas de agua en la estructura mineral. Cuando las moléculas de agua se introducen a través de las redes cristalinas se produce una presión que causa un aumento de volumen, que en algunos casos como es la transformación de anhidrita a yeso. Acción del agua sobre los minerales de las rocas para formar nuevos minerales principalmente hidróxidos e hidrosilicatos. CaSO4 + 2H2O (anhidrita) Ing. María E. López Becerra

CaSO4 .2H2O (yeso)

HIDRÓLISIS.

Consiste en la disociación de los minerales de una roca por acción directa del agua. Afecta fundamentalmente a los silicatos que son los minerales más abundantes. Cabe destacar la hidrólisis de los feldespatos (ortosa) que se transforman en arcilla (caolín)..

Es un proceso importante en la descomposición de las rocas; se tiene que el feldespato potásico u ortosa, por hidrolisis se producen arcillas complejas ácido silícico y carbonato de potasio. Este proceso también se puede ejemplificar por la transformación de la ortosa (feldespato) en caolín (arcilla). 2KAlSi3O8 + 2H2O + CO2 ortosa

agua

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Dióxido de carbono

Al Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + K2CO3 caolín

sílice

Carbonato de potasio

abundante oxígeno. Un ambiente acuoso es esencial para acelerar el OXIDACIÓN proceso oxidante. Los minerales mas afectados por la oxidación son aquellos que contienen Fe y Mn, de los cuales por descomposición, en presencia de O2 y H2O resultan los óxidos o hidróxidos . El oxigeno es el elemento químicamente más activo de la atmosfera; su papel está en los procesos biológicos, es esencial para la vida, pero es secundario en el intemperismo químico de las rocas. El ejm muy conocido de oxidación en el cual se combina el hierro metálico con el oxigeno, para formar el oxido de hierro de color rojo, llamado hematita: cuya reacción es:

2FeS2 + 4H2O + 3O2 +15/2 O2

Fe2O3 + 4H2SO4 óxido férrico (hematita) Acido sulfúrico

Los sulfuros de hierro son comunes y se encuentran diseminados en muchas rocas antes del intemperismo, como por ejm la pirita (FeS2); después del intemperismo, solo quedan en las rocas manchas rojizas, debido a la oxidación. La siguiente reacción muestra los minerales originales y los productos finales: la hematita y el acido sulfúrico: 2FeS2 + H2O + O2 Ing. María E. López Becerra

Fe2O3 + H2SO4 óxido férrico Acido sulfúrico (hematita)

INTEMPERISMO DE LOS SILICATOS minerales formadores de las rocas ígneas (compuestos de Si, O, Al y Fe, Mg, Ca, Na y K), al intemperizarse químicamente liberan: iones, que quedan disueltos en el agua. El Fe se oxida fácilmente y forma hematita y limonita. Los cationes (Al, Si y O), se unen con el agua y iones disueltos en ella, a minerales de arcilla residuales.

Intemperismo de Silicatos de Fe El Fe se disuelve y libera SiO2 y Fe2+ es oxidado a Fe 3+ y combinado con H2O, se precipita en Fe2O3: hematita: Ing. María E. López Becerra

DISOLUCIÓN: El agua es un agente muy activo y es capaz de disolver todos los minerales que constituye las rocas, y su capacidad disolvente aumenta cuando contiene CO2, en solución. En especial este fenómeno se presenta principalmente en las rocas calcáreas, como las calizas y las dolomías, sobre las cuales forman paisajes cársticos que dejan rasgos muy peculiares tanto en superficie como en cavernas subterráneas. La disolución de las rocas se debe en parte a la gran solubilidad del carbonato de calcio (CaCO3), en el agua pura, si las aguas corrientes tanto superficiales como subterráneas contienen gas carbónico disuelto, este hará más energética la acción del agua y desarrollara la siguiente reacción química. CaCO3 + CO2 + H2O

agua Roca caliza Gas carbónico

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Ca(CO3H)2 disuelto Bicarbonato cálcico (sustancia soluble)

A través de este procesos, el agua destruye las rocas de la corteza terrestre. Además de esta acción, el agua crea las condiciones para que actúe los otros agentes del intemperismo.

CARBONATACIÓN:

Es un proceso químico por el cual las rocas calizas se disuelven. Las calizas están formadas por carbonato de calcio, que es insoluble (y por lo tanto no puede disolverse). Pero existe un proceso químico por el cual el carbonato se combina con agua y con dióxido de carbono y da lugar a bicarbonato de calcio, que sí es soluble y puede disolverse. Esta reacción es reversible, lo que conocemos como descarbonatación. El sentido de la reacción dependerá de las condiciones de presión y temperatura, sumado a la cantidad de dióxido de carbono presente en la atmósfera. Un ejemplo de carbonatación es la creación de estalactitas y estalagmitas. El agua con bicarbonato de calcio se filtra hasta la cueva. El bicarbonato precipita y da lugar a carbonato de calcio en la punta de la estalactita, por las diferentes condiciones con el exterior. El agua carbonatada es el responsable de que se produzcan las reacciones de carbonatación con rocas cuyos minerales predominantes sean calcio, magnesio, sodio o potasio, lo que da lugar a los carbonatos y bicarbonatos. Los paisajes kársticos son clásicos de la disolución del carbonato de calcio componente de las calizas.

FORMAS DE TRANSPORTE a) Transporte de iones en disolución. Los iones resultantes de la meteorización química del área fuente son transportados como carga en disolución. El transporte en disolución no es "visible", es decir, un río puede transportar miles de toneladas de materiales disueltos y, sin embargo, sus aguas pueden ser perfectamente transparentes.

b) Transporte de partículas. 1) Dispersión. El medio de transporte y los materiales están finamente distribuidos y constituyen una mezcla coloidal que solo decantan en condiciones particulares, como cuando el agua queda en reposo o cuando cambian las condiciones químicas. Es el caso de minerales de las arcillas que floculan al cambiar la salinidad del agua. 2) Suspensión. Se transportan partículas sólidas muy finas que van flotando en el agua o en el aire. 3) Carga de fondo. De esta manera se transportan los clastos de tres formas: Saltación. Las partículas se desplazan a saltos sobre la superficie, llevadas por el viento o el agua. Reptación. Las partículas son tan pesadas que van arrastrándose sobre el fondo, llevadas por el agua, el viento o el hielo. Rodadura. Las partículas van rodando por la superficie, pues el agente de transporte (agua, viento o hielo) no las puede levantar.

ESTABILIDAD DE LOS MINERALES FRENTE AL INTEMPERISMO QUÍMICO

Estabilidad Creciente

Olivino Hiperstena Augita Hornblenda Biotita Feldespato potásico Moscovita Cuarzo

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Plagioclasa Cálcica Plagioclasa Calco-Alcalina Plagioclasa Alcalino-Cálcica Plagioclasa Alcalina

METEORIZACIÓN EN ROCAS REPRESENTATIVAS Granitos – Rocas Ácidas Son fuertemente atacados por el agua y el aire, favorecidos por las diaclasas, muy frecuente en los granitos. De mayor importancia aún son las fracturas producidas por el tectonismo. Entre los minerales finales productos de la alteración, tenemos: Mineral Original Plagioclasas Ortosa Biotita Cuarzo

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- Feldespatos Calcosódicos - Feldespato de Potasio - Mica negra

ALTERACIÓN Sericita Caolín Clorita Arenas de Cuarzo

Los Feldespatos presentan una red cristalina que se destruyen por completo mediante los procesos de meteorización. Feldespato carbonatación Arcillas +Sílice +Carbonatos 2Na Al Si3 O8 + 2H2O + CO2

Al2 Si2 O5 (OH)4 + 4Si O2 + Na2 CO3

Caolín Una de las materias primas para el uso y fabricación de la porcelana y cerámica en general Albita

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Los Ferromagnesianos son los menos resistentes a la meteorización química y se convierten en minerales arcillosos junto con los óxidos y los carbonatos.

Ferromagnesianos Se oxida produciendo

Fe2 O3 + nH2O Hematita Se hidrata

arcillas

Óxidos + Sales

(Hematita, limonita) Fe2O3. nH2O Limonita Óxidos hidratados

Limonita Mena de hierro extraída de las minas Ing. María E. López Becerra

Gabros – Rocas Básicas (Rocas Ígneas ) De la alteración de sus minerales constituyentes, los feldespatos calcosódicos, el olivino y la Augita principalmente, se producen Sericita, Limonita, Uralita, grandes cantidades de compuestos de calcio y de sódico y Sílice coloidal. Su equivalente extrusivo al Basalto, se rompe formando bloques y astillas hasta terminar en fangos limolíticos oscuros. ROCAS SEDIMENTARIAS:

Areniscas: Se intemperizan mecánicamente para formar arenas de grano fino y en caso de contener feldespatos se originan arenas arcillosas. Lutitas: Principalmente por acción del intemperismo se disgregan produciendo material suelto arcillas.

ROCAS METAMORFICAS: Cuarcitas: Fundamentalmente por acción mecánica del intemperismo se originan cantos, gravas y arenas, por ser el cuarzo muy resistente al intemperismo. Mármol: Al igual que las calizas es atacado por el agua cargada de ácido carbónico. Ing. María E. López Becerra

Meteorización de las Calizas: La caliza esta compuesta principalmente por calcita (CaCO3). Tiene una gran resistencia a la meteorización, Sin embargo, la acción del agua de lluvia y de los ríos (especialmente cuando se encuentra acidulada por el acido carbónico) provoca su disolución, creando un tipo de meteorización característica denominada kárstica.

Las reacciones químicas responsables de la disolución de los carbonatos son las siguientes: Disolución del dióxido de carbono: CO2 + H2O ↔ H2CO3 Disociación acuosa del acido carbónico : H2CO3 + H2O → H3O+ + HCO3Ataque ácido de carbonatos ("calcáreos"): H3O+ + CaCO3 ↔ Ca2+ + HCO3- + H2O Ecuación de balance CO2 + H2O + CaCO3 ↔ Ca2+ + 2 HCO3 Ing. María E. López Becerra

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INTEMPERISMO DIFERENCIAL Y ESFEROIDAL A. INTEMPERISMO DIFERENCIAL INTEMPERISMO DIFERENCIAL: se conoce así al proceso mediante el cual porciones diferentes de una misma masa rocosa son meteorizadas con diferentes velocidades que depende de las variaciones de la composición de la misma roca y las variaciones en la intensidad del intemperismo de una porción a la otra de la roca. INTEMPERISMO ESFEROIDAL: es la separación en capas concéntricas en una roca atacada por el intemperismo, estas se producen debido a que los minerales constituyentes, alterados aumentan su volumen ejerciendo fuertes presiones que desprenden las capas. Las rocas igneas como el granito, la granodiorita, gabros, etc. presentan frecuentemente el intemperismo esferoidal.

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EFECTOS INDESEABLES DE LA EROSIÓN •La pérdida de fertilidad de los suelos: En las capas superficiales de los suelos se concentran gran parte de los nutrientes y humedad que las plantas necesitan para subsistir. La pérdida de estas capas por la erosión puede causar que un suelo se vuelva estéril. •La pérdida de recursos hídricos: La presencia de las plantas y las primeras capas del suelo son imprescindibles para que el agua de las precipitaciones se infiltre y recargue los acuíferos. •El aumento del riesgo de inundaciones catastróficas: La erosión disminuye la capacidad de un suelo para retener agua. •La Colmatación: La erosión provoca que aumente la carga sólida que arrastran los ríos, es decir los limos, arenas, rocas. Esto provoca una serie de graves problemas.

•Daños en infraestructuras y actividades económicas:

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¿QUE PODEMOS HACER PARA EVITAR LOS RIESGOS DE LA EROSIÓN? •Evitar la deforestación: Especialmente en las cuencas de los ríos. Para evitar la deforestación debemos de luchar contra los incendios, el sobrepastoreo, las talas abusivas y la destrucción de vegetación

•Evitar la sobreexplotación de los acuíferos: Un consumo razonable y ecológico del agua ayuda a que el suelo pueda conservar gran parte de su humedad natural y aumente su cohesión. •Introducir prácticas respetuosas: Arar siguiendo las curvas de nivel, permitir la presencia de cubiertas vegetales en las parcelas para que disminuyan el impacto de las gotas de lluvia. •Eliminar o reducir actividades que puedan alterar el sistema climático o el ciclo hidrológico: No emitir sustancias que puedan alterar el clima para evitar el aumento de las sequías y las lluvias torrenciales.

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FORMACIÓN DE SUELOS Proceso de formación del suelo

Los líquenes se instalan sobre la roca madre. Los cambios de temperatura, el agua y el aire fragmentan y alteran su composición.

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Años más tarde se ha formado un suelo joven sobre el que se instalan hierbas y matorrales.

Miles de años después el suelo tiene mayor grosor. Se ha enriquecido en materia orgánica formándose un suelo maduro.

La formación del Suelo es la Instalación de los seres vivos (vegetales, microorganismos, etc.) sobre ese substrato inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con sus procesos vitales y metabólicos, continúan la meteorización de los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los restos vegetales y animales a través de la fermentación y la putrefacción enriquecen ese sustrato. Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire. Las etapas en la formación de un suelo son las siguientes: Disgregación mecánica de las rocas. Meteorización química de los materiales regolíticos, liberados. SUELOS AUTÓCTONOS Se originan sobre la roca madre. SUELOS ALÓCTONOS

Roca madre

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Se forman al ser arrastrados hacia zonas más bajas los materiales resultantes de la meteorización de la roca madre.

DE LA ROCA AL SUELO

Tipo de roca madre El tiempo de formación de un suelo

Cuanto más resistente sea la roca se necesitará más tiempo

depende de Clima

La meteorización química es más intensa en climas húmedos y cálidos

Relieve En las laderas los materiales se arrastran fácilmente y resulta difícil la formación de suelo

Vegetación Una vegetación abundante ayuda a que se forme más suelo y madure

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COMPOSICIÓN DEL SUELO

Fragmentos de rocas y minerales

Productos de la meteorización de la roca madre. Hay gravas (tamaño grueso), arenas (tamaño intermedio) y arcillas (tamaño fino)

Aire

Materia orgánica

Ocupa los huecos que dejan las partes sólidas

Organismos, restos de organismos y humus Agua

También circula por los huecos y poros Ing. María E. López Becerra

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COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LOS SUELOS.

Sus componentes se pueden dividir en tres categoría: Sólidos, gaseosos y líquidos. Solidos: es el esqueleto mineral del suelo y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan: componentes sólidos -Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados, (micas, feldespatos, y fundamentalmente cuarzo). -Como productos no plenamente formados, singularmente los minerales de arcilla, (caolinita, illita, etc.). -Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goetita) y de Al (gibsita, bohemita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas. -Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la alteración mecánica y química incompleta de la roca originaria. -Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y abundancia condicionan el tipo de suelo y su evolución. -Carbonatos (calcita, dolomita). -Sulfatos (aljez). -Cloruros y nitratos. -Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la materia orgánica muerta existente sobre la superficie, el humus o mantillo:

 Humus joven o bruto formado por restos distinguibles de hojas, ramas y restos de animales.  Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de la total descomposición del humus bruto, de un color negro, con mezcla de derivados nitrogenados (amoníaco, nitratos), hidrocarburos, celulosa, etc. Según el tipo de reacción ácido-base que predomine en el suelo, éste puede ser ácido, neutro o alcalino, lo que viene determinado también por la roca madre y condiciona estrechamente las especies vegetales que pueden vivir sobre el mismo. Líquidos: Esta fracción está formada por una disolución acuosa de las sales y los iones más comunes, así como por una amplia serie de sustancias orgánicas.

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Cuando todos los espacios intersticiales están llenos de agua, el suelo se dice saturado.

Gases: La fracción de gases está constituida fundamentalmente por

los gases atmosféricos y tiene gran variabilidad en su composición, por el consumo de O2, y la producción de CO2 dióxido de carbono. El O2 siempre menos abundante que en el aire libre y el segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de los seres vivos del suelo, incluidas las raíces. Otros gases comunes en suelos con mal drenaje son el metano (CH4 ) y el oxido nitroso (N2O).

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ESTRUCTURA: La estructura de un suelo la distribución o diferentes proporciones que presentan, los distintos tamaños de las partículas sólidas que lo forman, y son: · Materiales finos, (arcillas y limos), de gran abundancia en relación a su volumen, lo que los confiere una serie de propiedades específicas, como: · Cohesión. · Adherencia. · Absorción de agua. · Retención de agua. · Materiales medios, formados por tamaños arena. · Materiales gruesos, entre los que se encuentran fragmentos de la roca madre, aún sin degradar, de tamaño variable. .

Los componentes sólidos, no quedan sueltos y dispersos, sino más o menos aglutinados por el humus y los complejos órgano-minerales, creando unas divisiones verticales denominadas horizontes del suelo. La evolución natural del suelo produce una estructura vertical “estratificada” a la que se conoce como perfil. Se llama roca madre a la que proporciona su matriz mineral al suelo. Se distinguen suelos autóctonos, que se asientan sobre su roca madre, lo que representa la situación más común, y suelos alóctonos, formados con una matriz mineral aportada desde otro lugar por los procesos geológicos de transporte. Ing. María E. López Becerra

HORIZONTES:

Los horizontes del suelo son una serie de niveles horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes. Clásicamente, se distingue en los suelos completos o evolucionados los horizontes fundamentales que desde la superficie hacia abajo son: · Horizonte 0, "Capa superficial del horizonte A"

· Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en él enraíza la vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua arrastrándola hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles. · Horizonte B o zona de precipitación: Carece prácticamente de humus, por lo que su color es más claro, en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, carbonatos, etc., situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas tropicales. Ing. María E. López Becerra

· Horizonte C o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la alteración mecánica y la química, pero en él aún puede reconocerse las características originales del mismo. · Horizonte D u horizonte R o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con la composición mineral del suelo que tiene encima. Los caracteres, textura y estructura de los horizontes pueden variar ampliamente, pudiendo llegar de un horizonte A de centímetros a metros.

Ing. María E. López Becerra

CLASE DE TEXTURA DE LOS SUELOS

Ing. María E. López Becerra

CLASIFICACION

Para denominar los diferentes tipos de suelo que podemos encontrar en el mundo, se han desarrollado diversos tipos de clasificaciones que, mediante distintos criterios, establecen diferentes tipologías de suelo. De entre estas clasificaciones, las más utilizadas son: · Clasificación Climática o Zonal, que se ajustan o no, a las características de la zona bioclimática donde se haya desarrollado un tipo especifico de suelo, teniendo así en cuenta diversos factores como son los climáticos y los biológicos, sobre todo los referentes a la vegetación. · Clasificación Genética, en la que se tiene en cuenta la forma y condiciones en las que se ha desarrollado la génesis de un suelo, teniendo en cuenta por tanto, muchas más variables y criterios para la clasificación. · Clasificación Analítica (conocida como Soil Taxonomy), en la que se definen unos horizontes de diagnóstico y una serie de caracteres de referencia de los mismos. Ing. María E. López Becerra

Ing. María E. López Becerra

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CLASIFICACIÓN DE SUELOS MADUROS.

Ing. María E. López Becerra

Latitudes altas.

ZONALE S Suelos condiciona dos por el clima, que ha actuado largo tiempo. Son suelos maduros, muy evoluciona dos.

TUNDRA

Vegetación escasa. Evolución lenta limitada al período estival.

PODSOL

Tierras grises o de cenizas. Asociados a bosques de coníferas (taiga). Rico en humus bruto. Suelo ácido y arenoso

TIERRA PARDA DE BOSQUE

En bosques de caducifolios. Rico en humus. Horizonte B poco desarrollado.

MEDITERRÁNEOS

Veranos secos. Asociados a bosques de encinas y arbustos. Pobres en humus y arcillosos por descalcificación de calizas. Destacan los suelos rojos mediterráneos o terra rossa.

CHERNOZIOM

Tierras negras de estepa. Climas continentales. Horizonte A muy desarrollado y rico en humus y óxidos de Fe. Suelos muy fértiles.

DESÉRTICOS

Poca materia orgánica, por lo que tienen un color claro. Presentan concreciones de carbonatos precipitados a partir de aguas capilares o caliches

Clima frío

Latitud es medias

Climas templados

Latitud tropical

Clima ecuatorial, cálido y muy lluvioso. Intensa meterorización LATERI química: suelos de gran espesor. Carecen de horizonte A por el TAS lavado intenso. El horizonte B presenta hidróxidos de Fe y Al. Se forma una costra rojiza muy dura.

Ing. María E. López Becerra

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CLASIFICACIÓN DE SUELOS MADUROS.

RANKER

Sobre rocas silíceas (granitos, gneises). Propio de climas fríos de montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos. Sin horizonte B

INTRAZONALES O AZONALES : Poco

RENDSINA

evolucionados. Condicionados por roca madre y mal drenaje

Sobre rocas calizas en climas diversos. Poco espesor. Sin horizonte B. Es el equivalente al anterior en terrenos calcáreos.

SALINOS

Ricos en sales. Climas secos. Escasa vegetación (halófitas). Pobre en humus.

GLEY

Zonas pantanosas. Horizontes inferiores encharcados en los que se acumula Fe que le da color "gris azulado"

TURBERAS

Terreno encharcado con abundante vegetación y exceso de materia orgánica. Suelo ácido.

Ing. María E. López Becerra

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Litosuelo

Regosoles Ing. María E. López Becerra