TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS 1. Concepto 2. Meteorización Física Química. Biológica 3. Erosión Eólica Hídrica Glaciar 4. Transporte 5. Sedimentación 1. Concepto de procesos geológicos externos Los procesos geológicos externos son el conjunto de fenómenos que se producen en la corteza terrestre, como resultado de la interacción de las rocas con la atmósfera, la hidrosfera y los seres vivos. Son: meteorización, erosión, transporte y sedimentación. 2. Meteorización Se denomina meteorización a la alteración que sufren las rocas de la superficie terrestre, sin que haya un transporte de los materiales producidos, que quedan en las proximidades de la roca meteorizada. Existen tres tipos de meteorización (física, química y biológica), las tres actúan conjuntamente, pero dependiendo del clima de la región predominará la física o la química. Meteorización física o mecánica. Es el proceso de fragmentación de la roca, con el consiguiente aumento de superficie de la misma expuesto a la acción de los agentes geológicos externos, pero sin que varíe la composición química de la roca. Se debe básicamente a cambios de temperatura y se lleva a cabo de las siguientes formas: a) Por gelifracción o gelivación (crioclastia), que causa el efecto cuña del hielo. Este fenómeno se produce fundamentalmente en las zonas templado-frías, cuando el agua que se introduce entre las grietas de las rocas se congela y aumenta de volumen. El hielo que se forma actúa como una cuña ejerciendo una presión sobre las rocas que terminan por romperse, cuyos fragmentos, de contorno anguloso, se acumulan en las laderas montañosas, formando los canchales. b) Por la cristalización de sales. Se produce cuando en las grietas de las rocas se introduce agua cargada de sales (carbonatos, sulfatos, cloruros). La Página 1 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS cristalización de estas sales produce un efecto de cuña que presiona sobre la roca hasta fragmentarla. c) Por expansión y contracción térmica (termoclastia). Se debe a los cambios bruscos de temperatura, fenómeno que se da especialmente en las regiones desérticas, donde las oscilaciones diarias de temperatura pueden superar los 40ºC. Durante el día, debido al calor del Sol, las rocas se dilatan, mientras que por la noche cuando la temperatura baja bruscamente, se contraen. La repetición del proceso de expansión y contracción térmica termina por fracturar las rocas. Afecta más intensamente a los materiales oscuros, ya que absorben más radiación y se calientan más que los claros, por lo que los minerales de las rocas no se dilatarán en la misma proporción. d) Por expansión diferencial. Se debe a la descompresión que experimentan las rocas al aproximarse a la superficie, cuando los materiales que se encuentran encima son erosionados. Cada uno de estos tipos de meteorización afecta de manera más intensa a un determinado lugar, de acuerdo con el clima, aunque normalmente son varios los procesos o tipos de meteorización que actúan. Meteorización química Es el proceso de alteración de las rocas debido a los agentes químicos: agua, oxígeno, dióxido de carbono y ácidos, y, a diferencia de la meteorización física, sí producen una variación en la composición química de las rocas. Su acción predomina en las zonas de climas cálidos y húmedos, produciendo sobre las rocas diferentes reacciones químicas, que pueden darse simultáneamente. Las altas temperaturas y la abundancia de agua, con iones diversos en disolución, que la hacen más activa, favorecen los procesos químicos en estos climas. Los principales procesos de meteorización química son: a) Disolución. Consiste en la retirada de compuestos químicos de las rocas que pasan, disociados en forma de iones, al agua. De esta forma el agua disuelve directamente algunos minerales, especialmente los salinos como halita, yeso, etc. b) Carbonatación. Es un caso particular de disolución, debido al dióxido de carbono disuelto en las aguas, y es un mecanismo esencial en la meteorización de las rocas calizas. El carbonato de calcio es prácticamente insoluble pero, por acción del agua con un alto contenido de CO2 , se transforma en bicarbonato cálcico según la reacción: CaCO3 + CO2 + H2 O ↔ Ca(HCO3)2 El bicarbonato cálcico es arrastrado por las aguas, con lo que la roca caliza se va destruyendo. Página 2 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS c) Oxidación. Consiste en un cambio en el estado químico de los minerales por la presencia de oxígeno libre. Afecta de manera significativa a los minerales con hierro, que pasa de Fe+2 a Fe+3, lo que se manifiesta en las rocas por cambios de consistencia y de coloración, de ahí las tonalidades amarillentas, pardas y rojizas que muestran. d) Hidratación. Se produce por la incorporación de moléculas de agua a los minerales, lo que se suele traducir en un aumento de volumen que puede provocar deformaciones en los materiales. De manera contraria se puede producir la deshidratación. Los ciclos hidratación-deshidratación, característicos en climas estacionales, destruyen la red cristalina del mineral por lo que la roca se meteoriza e) Hidrólisis. Consiste en la desintegración de la red cristalina de algunos minerales debido a las aguas ácidas. Muchos iones son lixiviados (arrastrados por las aguas) y los restantes forman nuevos minerales. La hidrólisis es uno de los mecanismos más importantes en la meteorización, pues afecta a los silicatos, que son los minerales más abundantes en la naturaleza. Meteorización biológica Es el proceso de alteración de las rocas que realizan los seres vivos mediante procesos tanto mecánicos como químicos. Tiene lugar de la siguiente manera: a) Efecto cuña: este proceso lo llevan a cabo las raíces de las plantas que se introducen entre las fisuras de las rocas. A medida que van creciendo presionan contra las paredes y las rocas se van fragmentando. b) Mezcla mecánica: es producido por diversos animales como las lombrices o animales zapadores como los topos, que forman galerías y remueven el terreno, favoreciendo la disgregación de la roca. c) Efecto químico: los seres vivos, especialmente bacteria, hongos y líquenes, producen sustancias de carácter ácido que provocan alteraciones químicas en las rocas. Las raíces y plantas también actúan químicamente sobre las rocas, al captar distintos iones, contribuyendo así a la alteración de los materiales constituyentes. 3. Erosión Es el proceso de degradación de las rocas o de eliminación del suelo por la retirada, respectivamente, de fragmentos rocosos o partículas de suelo, por la acción combinada de la gravedad con el agua, el viento, el hielo y los organismos, sobre todo los humanos. Erosión eólica Se debe a la acción del viento y según el tipo de materiales sobre los que actúe puede ser de dos tipos: a) Deflación: se produce cuando el viento actúa sobre materiales sueltos, arrastrando las partículas finas. Si hay mezclados fragmentos de diferentes Página 3 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS tamaños, los pequeños son transportados mientras que los más gruesos quedan en el suelo; así se forman los regs o desiertos de piedra en los climas áridos. b) Abrasión eólica o corrasión, (desgaste por choque): se realiza sobre materiales compactos, mediante las partículas procedentes de la deflación: el viento, cargado de arenas en suspensión, choca contra las rocas y las desgasta, actuando como una lima. Si la roca es homogénea (como las calizas) resulta pulida, mientras que si es heterogénea (como las granudas) se produce una erosión diferencial, quedando la roca con agujeros o alvéolos, correspondientes a las zonas más blandas; este tipo de erosión se denomina alveolar. Por otra parte, como el viento solo levanta los granos de arena hasta una cierta altura, la corrasión es mayor en la parte baja de las masas rocosas; así se forman las rocas en seta. Erosión hídrica Se debe a la acción del agua, cuya capacidad erosiva, si es una corriente de agua, depende del caudal y la velocidad, que a su vez depende de la pendiente; en el caso del agua del mar de la fuerza del oleaje. También es importante la erosión de las aguas de arroyada, que en terrenos blandos y homogéneos forman cárcavas. La acción erosiva se realiza básicamente por dos mecanismos: a) Disolución de algunos componentes de las rocas, como son los materiales salinos. b) Abrasión hídrica, producida por las corrientes de agua, que circulan a una cierta velocidad, y las masas de agua del mar. Esta acción no se realiza únicamente por el empuje del agua, sino que está muy potenciada por los materiales sólidos que arrastra. Erosión glaciar Página 4 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS Se debe a la acción del hielo y a los fragmentos rocosos arrastrados que desgastan el terreno y originan formas típicas, solo visibles cuando el hielo desaparece por un cambio climático. En el fondo de los valles glaciares, que presentan un típico perfil transversal en U, las rocas del sustrato aparecen pulidas, si son duras, y con una serie de estrías o acanaladuras paralelas a la dirección de avance del hielo, estas estrías están causadas por la fricción de las rocas que arrastra el glaciar. Los bloques que no son arrastrados por el hielo se van redondeando por fricción y adquieren un aspecto abombado, con estrías longitudinales, recibiendo el nombre de rocas aborregadas. 4. Transporte Los materiales erosionados producen unos residuos que se pueden clasificar en tres tipos: iones, partículas pequeñas y clastos o fragmentos de diversos tamaños. Según el tamaño, los sedimentos detríticos o clásticos se clasifican en gravas o cantos, arenas gruesas y finas, limos y arcillas. Los fragmentos son transportados hacia zonas más bajas, donde se van a depositar, por los agentes transportadores. El agente más importante es el agua, seguido del viento y los glaciares. En algunos casos, como ocurre con las partículas disueltas en el agua, todos los materiales se transportan por igual. Pero en la mayoría de los casos, las partículas más ligeras llegan más lejos que las pesadas, que generalmente son las de mayor tamaño. Se dice entonces que hay un transporte selectivo, produciéndose una selección de los materiales según su tamaño. El transporte tiene lugar de tres formas básicas: en solución, en suspensión y como carga de fondo. - En disolución: de esta manera se transportan los iones solubles en agua. - En suspensión: para partículas sólidas muy finas o geles, que van flotando en el agua o en el aire. En el caso del hielo, los fragmentos pueden ser mayores y van encima de la masa de hielo. - Como carga de fondo: de esta forma se transportan los clastos, de tres maneras: Saltación: las partículas se desplazan a saltos sobre la superficie, llevadas por el viento o el agua. Rodamiento: las partículas van rodando por la superficie, pues el agente transportador (el agua o el viento), no las puede levantar. Reptación: las partículas son tan pesadas, que van arrastrándose por el fondo, llevadas por el agua, el viento o el hielo. Aunque el tamaño de las partículas es uno de los factores fundamentales del transporte, es la velocidad de la corriente el factor determinante. Cuanto mayor sea, más lejos serán transportados los residuos, y de mayor tamaño. Pero también influyen en el proceso otros factores, como la densidad y la forma de las partículas. Así, a Página 5 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS igualdad de tamaño, las partículas menos densas serán transportadas más lejos. Y si son redondeadas, lo harán preferentemente rodando, mientras que si son angulosas lo harán a saltos o reptando. 5. Sedimentación Antes o después, los productos procedentes de la erosión se depositan en zonas deprimidas de la corteza, situadas a distancias muy variables respecto al origen. Las zonas donde se acumulan grandes cantidades de sedimentos se denominan cuencas de sedimentación y se localizan en los continentes: llanuras, lagos y cauces bajos de los ríos, torrentes y glaciares (cuencas continentales), pero sobre todo en los mares y océanos (cuencas oceánicas). La sedimentación continental se realiza, según el ambiente sedimentario, de la siguiente manera: a) En el ambiente eólico, forma los depósitos de arena, que constituyen los ergs, cuya imagen más característica son las dunas de los desiertos, y los depósitos de polvo (limos y arcillas), que forman el loess. b) En el ambiente fluvial, se produce en las partes convexas de los meandros, y sobre todo en el tramo final, deltas y estuarios. c) En los torrentes tiene lugar al final del canal de desagüe formando el cono de deyección, constituido por materiales heterogéneos y angulosos. d) En el ambiente glaciar, los sedimentos forman las morrenas, constituidas por fragmentos de roca angulosos y heterogéneos, es decir, muy irregulares y de todos los tamaños mezclados, a diferencia de los materiales transportados por el agua y el viento. La sedimentación en las cuencas oceánicas tiene lugar en tres zonas: a) Litoral: los materiales se depositan desde la zona de costa entre pleamar y bajamar hasta el borde de la plataforma continental. Constan básicamente de arenas. Los depósitos litorales dan lugar a playas, flechas, cordones litorales y tómbolos. b) Batial: si la sedimentación tiene lugar en la base del talud continental, mediante las llamadas corrientes de turbidez, formadas por agua y sedimentos de grano fino. c) Abisal: la sedimentación se produce en los fondos marinos, que constituyen las llanuras abisales, y está formada fundamentalmente por lodos de origen orgánico. El depósito de los iones tiene lugar por precipitación química, que se produce cuando las condiciones del medio impiden la solubilidad, como pueden ser las situaciones de sobresaturación. También se retiran del medio cuando se fijan en los organismos, que los utilizan para formar estructuras diversas como la Página 6 TEMA 7: PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS concha de los moluscos, el caparazón de los foraminíferos, los caparazones de las algas diatomeas, etc. El resto de los materiales se depositan cuando disminuye la velocidad del agua o del viento. Primero sedimenta la carga de fondo, y cuando la velocidad es ya muy pequeña, las partículas en suspensión. Falta decantación PREGUNTAS TEMA 1- Meteorización. Tipos de meteorización. 2- Meteorización. Principales procesos. Relaciones entre meteorización y clima PREGUNTAS CORTAS SELECTIVIDAD 1- Diferencie entre meteorización y erosión. 2- ¿Por qué la acción erosiva del viento es más intensa en los climas desérticos que en los climas templado-húmedos? 3- Indique las diferencias entre las características de la meteorización en un clima frío y seco en comparación con la meteorización en un clima cálido y húmedo. 4- ¿Dónde es más difícil fijar las dunas móviles en las zonas desérticas de los cinturones tropicales o en las zonas litorales de climas templados? ¿Por qué? 5- Explique cómo se forman las pedrizas o canchales a los pies de los relieves. 6- ¿Qué es la escorrentía? 7- Las rocas calizas que están muy fracturadas, ¿presentan mucha o poca permeabilidad? ¿Por qué? 8- ¿Qué es un canchal? ¿Cómo se forma? 9- Enumere las diferentes formas de transporte que pueden llevarse a cabo por el agua. 10- ¿En qué consiste la crioclastia o gelifracción? ¿En qué lugares se produce? Página 7