METEORIZACIÓN
Todos los materiales al estar expuestas en la superficie terrestre están expuestas a la meteorización. La meteorización se produce cuando la roca es fragmentada mecánicamente (desintegrada) o alterada químicamente (descompuesta) o ambas cosas a la vez, al estar en contacto con la atmósfera. Los fragmentos resultantes se denominan clastos
Existen dos tipos de meteorización:
La meteorización mecánica se lleva a cabo por fuerzas físicas que rompen las rocas en trozos más pequeños sin modificar la composición química del mineral.
La meteorización química implica una transformación química de la roca en uno o más compuestos nuevos.
METEORIZACIÓN MECÁNICA
La roca se rompe en fragmentos cada vez más pequeños que conservan las características de la roca original. No cambia la composición química de la roca.
Meteorización mecánica
La meteorización mecánica puede producirse por:
• Fragmentación por cuñas de hielo (gelifracción o crioclastismo): el agua penetra en grietas y fracturas de la roca, y al aumentar de volumen al congelarse (9%) ejerce presión en las paredes que la albergan. Después de muchos ciclos repetidos de este proceso (día-noche, y/o estación fría-cálida) provocan la fractura de la roca en porciones angulares, que pueden acumularse en canchales o pedregales en las regiones montañosas.
Canchal o pedrera
• Descompresión (lajamiento): la roca que se erosiona va perdiendo parte de su material, y por lo tanto parte de su masa. La roca situada bajo la roca superficial sufre unas descompresión por esta pérdida, y se provoca un lajamiento, la separación en capas (lajas) como las capas de una cebolla.
Esto ocurre al menos en parte por la gran reducción de presión que experimenta la roca al erosionarse las rocas situadas sobre ella. Se conocen casos de estallidos de grandes bloques de roca de las paredes de las galerías de las minas recién excavadas debido a la brusca reducción de la presión.
Lajamiento por descompresión del granito
• Expansión térmica o termoclasticidad (termoclastia): El ciclo diario de temperatura puede meteorizar las rocas especialmente en los desiertos cálidos donde la variación diaria de temperatura puede superar los 30°C. La dilatación y reducción repetida de minerales con índices de expansión diferentes ejercen cierta tensión sobre la capa externa de la roca.
Desierto de piedras (expansión térmica)
• Otros tipos de meteorización mecánica:- Impactos: los golpes producidos por la caída de las rocas puede provocar la fracturación, tanto de los materiales caídos como de los que reciben el impacto.
- Abrasión: El el roce ocasionado sobre las rocas por los pequeños clastos que son transportados por el viento, las corrientes fluviales o por el oleaje
METEORIZACIÓN QUÍMICA
Son los procesos que descomponen los componentes de las rocas y las estructuras internas de los minerales, convirtiéndolos en minerales nuevos o liberándolos al ambiente circundante. Es la disgregación de las rocas debido a la alteración química de sus minerales. Este tipo de meteorización es más intenso en climas cálidos y húmedos.
El agua es con mucho, el agente de meteorización más importante. El agua pura es de por sí un buen disolvente, pero si se además lleva elementos disueltos producen un aumento de la actividad química para las soluciones de meteorización.
Los principales procesos de meteorización química son: Hidratación, Disolución, Oxidación e Hidrólisis
• Hidratación: Incorporación de agua a la red cristalina de los minerales que integran las rocas (Ej. arcillas expansivas, transformación de anhidrita en yeso) con el consiguiente incremento de volumen.
Arcillas expansivas
Yeso
• Disolución: Es el tipo de meteorización química más fácil de imaginar. Uno de los minerales más fáciles de disolver es la halita o sal común (NaCl). También se produce sobre otros minerales como la silvina (NaCl), carnalita (KMgCl3) o el yeso (CaCO3. 2 H2O).
Halita o sal gema (NaCl)
Unos de los procesos de disolución más comunes es el producido en la calcita (CaCO3), mineral de las rocas calizas, que es insoluble en agua, pero que resulta fácilmente atacado incluso por una solución débilmente ácida originando ion calcio y dióxido de carbono. Esta reacción se denomina reacción de carbonatación que en realidad sería un tipo de disolución.
La disolución de un sedimento calcáreo o de una caliza en un agua con un cierto contenido en CO2 se puede describir por las reacciones siguientes:
Estas reacciones describen la meteorización química de los carbonatos y la disolución de rocas calcáreas formando una caverna o una cueva y sería la responsable de los procesos kársticos.
Cueva y espelotemas
• Oxidación: La oxidación es importante en la descomposición de minerales que contienen hierro o magnesio (olivino, oligisto). Es también muy común en minerales del grupo de los sulfuros, que reaccionan con el oxígeno y forman óxidos e hidróxidos de hierro, cobre, aluminio...El proceso de oxidación se produce cuando el oxígeno se combina con el hierro para formar óxido ferrico.
4 Fe + 3O22 Fe2O3 (óxido férrico)
Estos productos son los responsables del color herrumbroso que aparece en las superficies de las rocas ígneas cuando comienza a experimentar la meteorización. Sin embargo, la oxidación del hierro sólo puede ocurrir después de que este sea liberado de la estructura del silicato por otro proceso denominado hidrólisis.
• Hidrólisis: Es la rotura de la red cristalina de un mineral por la acción química de los iones H+ y OH- presentes en el agua. La presencia del ión hidrógeno hace que el agua gane acidez, mientras que la abundancia de hidroxilo, la hace alcalina. Algunos minerales son más solubles en medio ácido como los carbonatos y los feldespatos, y otros lo son en medio alcalino, como el cuarzo.
El grupo mineral más común, los silicatos, se descompone sobre todo mediante procesos de hidrólisis. Un ejemplo: Meteorización química del granito (cuarzo y feldespato potásico)
Granito
La meteorización del feldespato potásico es la siguiente:
El producto mas abundante de la descomposición química de los feldespatos es la caolinita, un mineral de la arcilla propio de la meteorización del feldespato potásico.
El cuarzo, el otro componente del granito, es muy resistente a la meteorización química y se mantiene sustancialmente inalterado cuando es atacado por sustacias ácidas débiles. Como consecuencia, cuando el granito experimenta meteorización, los cristales de feldespato se convierten lentamente en arcilla liberando los granos de cuarzo que todavía conservan su aspecto fresco y vítreo.
Arena de cuarzo
Aunque algo de cuarzo permanece en el suelo, gran parte es transportado al mar o a otros lugares de depósito donde se convierte en el constituyente principal de las playas de arena o dunas de arena. Con el tiempo, estos granos de cuarzo pueden petrificarse para formar areniscas.
"METEORIZACIÓN" BIOLÓGICA: LA EDAFOGÉNESIS (EDAFIZACIÓN)
Los seres vivos producen un efecto destructivo en las rocas que recibe el nombre de meteorización biológica y que comprende procesos mecánicos y químicos.
- Las raíces de los árboles producen un efecto de cuña comparable al de la gelifracción
- La cubierta herbácea del suelo conserva la humedad, lo que facilita los procesos de oxidación, carbonatación y disolución de los minerales.
- La respiración de los seres vivos y algunas reacciones de descomposición realizadas por bacterias y hongos aportan CO2 al agua, aumentando su acidez y su capacidad de carbonatación.
- EL proceso de la fotosíntesis aporta oxígeno al agua y al aire, y esto aumenta su capacidad oxidante.
La acción biológica de los seres vivos participa en la descomposición de las rocas.
Las actividades de los organismos (plantas, animales excavadores y seres humanos) "meteorizan" la roca a través de raíces, túneles, movimiento de material al exterior al excavar, ácidos de descomposición que contribuyen a la meteorización química y la actividad humana (minas, canteras, voladuras).
La edafogénesis (edafización)
La edafogénesis es el proceso de formación de un suelo. Debido a los diferentes procesos de meteorización, los clastos desprendidos de las rocas se acumulan formando una vubierta de materiales sueltos que se denomina regolito o detrito.La edafogénesis es el proceso que transforma el detrito en un suelo fértil. La presencia de seres vivos es fundamental en este proceso ya que actúan mecánica y químicamente sobre el detrito y aportan materia orgánica al mismo. Algunos de los procesos que realizan son:
- La mezcla de sus componentes
- El aumento de su porosidad y de su capacidad para contener agua
- El aporte de sustancias que favorecen la meteorización química
- El aporte de materia orgánica que compone el humus.
Humus
Estructura de un suelo y horizontes.
El humus proporciona al suelo un color oscuro que señala su riqueza en carbono orgánico
Horizontes de un suelo
Se llaman horizontes del suelo a una serie de niveles horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia...
Se nombran con las letras A, B, C
Factores de la edafogénesisEn la formación de suelo concurren una serie de factores que intervienen de modo interdependiente unos con otros. Dependiendo de las características de estos factores se formará un suelo u otro:
Roca madreLa roca madre es la fuente mineral meteorizada a partir de la cual se desarrolla el suelo. Puede ser la roca subyacente (suelos residuales ) o una capa de depósitos no consolidados (suelos transportados).
La naturaleza de la roca madre influye en el suelo de dos maneras:
• El tipo de roca madre afecta a la velocidad de meteorización y por tanto a la de formación del suelo.
• La composición química de la roca madre influye en la fertilidad del suelo y por lo tanto en la vegetación que puede sustentar.
Antes se creía que la roca madre era el factor fundamental que producía las diferencias entre los tipos de suelo. Ahora se sabe que es el clima el factor que más influye en la formación del suelo (se producen procesos similares en rocas madre diferentes).
Clima
Es el factor más influyente. La temperatura y las precipitaciones son los factores que producen un mayor efecto sobre la formación del suelo.
Las variaciones de temperatura y de precipitaciones determinan si predominará meteorización química o mecánica.
También influyen en la velocidad y profundidad de la meteorización.
Las precipitaciones influye en el grado de lixiviación de los diversos materiales al suelo, afectando a su fertilidad
También las condiciones climáticas constituyen un factor importante en el tipo de vida animal y vegetal presente.
Los climas cálidos y húmedos aceleran la edafogénesis y dan lugar a suelos más desarrollados debido a que en ellos se desarrolla una gran actividad biológica.
Corte de un suelo desarrollado.
Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes.
Tiempo
El tiempo es un factor importante en geología y también en la formación de los suelos (duración de los procesos que han estado actuando). Cuánto más tiempo, más meteorizada estará la roca madre y menos importante será esta en relación a otros aspectos como el clima.
Como regla general (a pesar de que no es posible determinarlo con precisión debido a los diferentes ritmos de formación de suelo), cuánto más tiempo ha estado formándose un suelo, mayor grosor y menos se parece a la roca madre.
Un suelo tarda en formarse cientos o miles de años
Suelo poco desarrollado (poco tiempo)
Seres vivos
Tienen un papel vital en la edafogénesis ya que afectan a las propiedades físicas y químicas del suelo.
Proporcionan materia orgánica (principalmente las plantas), cuya cantidad se relaciona con la fertilidad del suelo.
La fuente principal de materia orgánica son las plantas aunque también los animales y microorganismos. Su descomposición porporciona los nutrientes a las plantas y por tanto contribuye en parte a la fertilidad de los mismos. Además esta descomposición favorece la formación del humus (vía microorganismos) y provoca la aparición de ácidos orgánicos que aceleran la meteorización.
En la edafogénesis participan de un modo muy importante los seres vivos
Los animales excavadores mezclan las porciones mineral y orgánica del suelo y favorecen el paso del agua y aire a través del suelo. Las lombrices movilizan y mezclan muchas toneladas por hectárea al año.
PendienteTiene un efecto significativo sobre la magnitud de la erosión y el contenido acuoso del suelo. En superficies empinadas los suelos están poco desarrollados (delgados por erosión, a veces inexistentes) y el agua se pierde.
El terreno óptimo de formación de suelos es una superficie plana o algo ondulada en tierras altas.
La pendiente determina el desarrollo de un suelo
La orientación de la pendiente o su dirección determina la cantidad de luz solar recibida. Según sea esta se producirán diferencias de temperaturas y humedad en el suelo, lo que además influye en la naturaleza de la vegetación. En las latitudes medias del hemisferio norte, una pendiente que mire al sur recibirá más horas de sol que una que mire al norte. Esto se traduce en variaciones de temperatura y humedad que determinarán diferencias en el tipo de vegetación y características del suelo.
Recordar que aunque les veamos por separado, todos estos factores actúan combinadamente; roca madre, tiempo, clima y pendiente.
El suelo es un recurso muy valioso y de él dependen los ecosistemas terrestres y las actividades agrícolas. Su contaminación o mal uso provoca daños graves que tarde o temprano repercuten en las actividades humanas.
