1 Secuencia Didáctica 4: Fuerzas externas que modelan el relieve de la superficie terrestre LA METEORIZACIÓN o INTEMPERISMO CONCEPTOY/CARACTERISTICAS: Consiste en la transformación y destrucción de las rocas, in situ, es decir, sin removerlas. Los minerales que las componen sufren dos procesos; uno de éstos puede ser mecánico o sea su fragmentación; y el otro puede ser químico, es decir su descomposición. La corteza terrestre sufrió numerosas alteraciones causadas por las fuerzas internas del planeta, por lo que se rompió y se formó de nuevo. Una gran parte de estos procesos continúa actuando. Pero desde que existe la atmósfera hay otros agentes que han contribuido a transformarla lentamente hasta tener el aspecto que ahora nos presenta. Todos estos procesos se denominan "meteorización" o, genéricamente, "erosión" y los agentes causantes (agentes geológicos externos) pueden ser de tipo físico (mecánico), químico y biológico. La meteorización produce fragmentos de rocas y minerales, así como otros productos residuales y solubles, que pueden ser transportados y depositados a otros niveles, lo que deja nuevas superficies expuestas a la meteorización. Existen dos formas de meteorización o intemperismo: Físico y Químico METEORIZACIÓN o INTEMPERISMO FÍSICO o MECÁNICO. Proceso mediante el cual las rocas sólidas se rompen en fragmentos sin alterar su composición química. Se produce por la acción mecánica de varios agentes modificadores del relieve. Es la disgregación física de las rocas en fragmentos, a causa de los cambios de temperatura, humedad y actividad biológica. Sus principales agentes son: Congelamiento y deshielo. (AGUA). Cuando el agua que penetra en las grietas de las rocas se congela, ésta se expande y por lo tanto aumenta su volumen incrementando la presión sobre las paredes de las rocas (146 kg/cm3), lo cual provoca que éstas se fragmenten. Después cuando se descongelan, desaparece su efecto cementador y las rocas se desprenden por gravedad. El Intemperismo, debido al congelamiento y deshielo provoca enormes extensiones pedregosas. Calentamiento y enfriamiento.(TEMPERATURA) En las zonas desérticas y desprovistas de vegetación, las diferencias de temperatura a que está expuesta la roca durante el día y la noche, provocan cambios bruscos de temperatura, trayendo consigo la dilatación y la contracción constante de los minerales que las constituyen, hasta que finalmente se rompen. Abrasión. (FRICCIÓN) el resultado del choque o fricción de los cuerpos rocosos y arenosos arrastrados por el aire o por el agua. La constante fricción entre las rocas, constituye un elemento muy activo de desgaste y desintegración Acción de los organismos vivos. (ACTIVIDAD BIOLOGICA) Plantas y animales son factores de la desintegración de las rocas. Por ejemplo, las raíces de las plantas y/o musgos se introducen en las grietas de las rocas para buscar nutrientes; cuando crecen, ejercen mayor presión sobre las rocas y las fragmentan. Por su parte, los gusanos, las hormigas y las lombrices, cavan túneles en las rocas y el suelo, por lo que penetra el aire y el agua; esto facilita y acelera su fragmentación. LA METEORIZACIÓN QUÍMICA Es el conjunto de los procesos llevados a cabo por medio del agua o por los agentes gaseosos de la atmósfera como el oxígeno y el dióxido de carbono. Las rocas se disgregan más fácilmente gracias a este tipo de meteorización, ya que los granos de minerales pierden adherencia y se disuelven o desprenden mejor ante la acción de los agentes físicos. Sus principales agentes son: Disolución: Consiste en la incorporación de las moléculas de un cuerpo sólido a un disolvente como es el agua. Mediante este sistema se disuelven muchas rocas sedimentarias compuestas por las sales que quedaron al evaporarse el agua que las contenía en solución. 2 Hidratación: Es el proceso por el cual el agua se combina químicamente con un compuesto. Cuando las moléculas de agua se introducen a través de las redes cristalinas de las rocas se produce una presión que causa un aumento de volumen. Cuando estos materiales transformados se secan se genera una contracción y se resquebrajan. Hidrólisis: Es la descomposición química de una sustancia por el agua, que a su vez también se descompone. El agua se transforma en iones que pueden reaccionar con determinados minerales, a los cuales rompen sus redes cristalinas. Este es el proceso que ha originado la mayoría de materiales arcillosos que conocemos. Oxidación: La oxidación se produce por la acción del oxígeno, generalmente cuando es liberado en el agua. En la oxidación existe una reducción simultánea, ya que la sustancia oxidante se reduce al adueñarse de los electrones que pierde la que se oxida. Los sustratos rocosos de tonalidades rojizas, ocres o parduscas, tan abundantes, se producen por la oxidación del hierro contenido en las rocas. Carbonatación: Consiste en la capacidad del dióxido de carbono para actuar por sí mismo, o para disolverse en el agua y formar ácido carbónico en pequeñas cantidades. El agua carbonatada reacciona con rocas cuyos minerales predominantes sean calcio, magnesio, sodio o potasio, dando lugar a los carbonatos y bicarbonatos. Acción biológica: Los componentes minerales de las rocas pueden ser descompuestos por la acción de sustancias liberadas por organismos vivos, tales como ácidos nítricos, amoniacos y dióxido de carbono, que potencian la acción erosionadora del agua. EROSIÓN Llamamos "erosión" a una serie de procesos naturales de naturaleza física y química que desgastan y destruyen los suelos y rocas de la corteza de un planeta, en este caso, de la Tierra. La erosión presenta tres fases: desgaste, transporte y depósito de los materiales, esto trae como consecuencia que se formen relieves por desgaste (degradación) y por depósito (agradación). La erosión terrestre (geológica) es el resultado de la acción combinada de varios factores, como la temperatura, los gases, el agua, el viento, la gravedad y la vida vegetal y animal. En algunas regiones predomina alguno de estos factores, como el viento en las zonas áridas. También, y mucho más en los últimos tiempos, se produce una erosión acelerada como el resultado de la acción humana, cuyos efectos se perciben en un periodo de tiempo mucho menor. Sin la intervención humana, estas pérdidas de suelo debidas a la erosión se verían compensadas por la formación de nuevos suelos en la mayor parte de la Tierra. Mediante el proceso de erosión desaparecen paulatinamente las diferencias de nivel en la superficie terrestre. Los elementos que actúan en la erosión se denominan agentes erosivos. Éstos pueden ser atmosféricos o climáticos (lluvia, viento, nieve, hielo), biológicos (animales y plantas) y antrópicos (ser humano) a. El agua como agente erosivo. En sus diferentes estados, manifestaciones y ubicaciones, el agua constituye uno de los principales agentes modificadores del relieve, debido a que participa activamente en el desgaste, acarreo y sedimentación de las rocas y el suelo. Los principales tipos de erosión originados por la acción de agua se describen a continuación: Erosión pluvial. Es el desgaste de las rocas y el suelo producido por la lluvia, mediante la acción mecánica (impacto de las gotas) y la acción química (disolución y oxidación). Los factores de la erosión pluvial son la fuerza con que caen las gotas de lluvia, la composición y la estructura del suelo, la cantidad de agua que escurre y la disponibilidad de la cubierta vegetal ya que las zonas carentes de esta cubierta, son las más afectadas. Erosión fluvial. Es el desgaste, acarreo y sedimentación de las rocas, producido por el curso de las aguas de los ríos y arroyos. Este tipo de erosión es muy importante porque desgasta y rebaja las partes altas del relieve, arrastra los materiales sueltos y rellena las partes bajas, formando en algunas zonas, llanuras aluviales que, por su alto contenido de minerales y nutrientes favorecen a la agricultura. Al principio, la mayoría de los ríos fluyen por una oquedad del terreno durante la estación de lluvias o durante los 3 deshielos. Posteriormente, si este fluir se vuelve repetitivo durante muchos años, ensancha, alarga y profundiza la depresión hasta formar un valle fluvial. Erosión marina. Es el desgaste, transporte y la acumulación de materiales que se presenta en zonas costeras por la acción de las olas, corrientes marinas y mareas. En los litorales acantilados, conformados por murallas de roca, el golpe continuo de las olas fractura las rocas y forma oquedades o cuevas que se agrandan constantemente hasta que se derrumban y caen al mar, con lo que se forman plataformas de abrasión. Erosión glaciar.Es el desgaste del relieve producido por el lento desplazamiento de grandes acumulaciones de hielo y nieve denominadas glaciares. Éstos son como grandes ríos de hielo que descienden lentamente desde las partes elevadas del relieve. Al moverse, los glaciares ejercen presión sobre los flancos y el fondo del cauce. Esto provoca el desprendimiento y arrastre de fragmentos de rocas que, por fricción, se convierten en arenas y rocas de diversos tamaños, las cuales se depositan en las partes más bajas del relieve, donde forman las denominadas morrenas. Como resultado del lento avance del glaciar por su cauce, se forman los valles glaciares; cuando son muy profundos y antiguos y llegan a las costas por debajo del nivel del mar se llaman fiordos. Erosión kárstica. El nombre proviene de la palabra alemana karst que en castellano significa meseta de piedra caliza. Llamada también erosión subterránea ya que se forma por la filtración del agua que penetra a travésde la superficie, originando corrientes de agua en el subsuelo de zonas donde predominan rocas quecontienen minerales solubles al agua de lluvia, como las calizas. El agua infiltrada, al combinarse con el dióxido de carbono, forma ácido carbónico, el cual disuelve con facilidad las rocas calizas, lo cual provoca la formación de cavernas y grutas de estalactitas y estalagmitas que pueden llegar a unirse formando columnas. Estas formas pueden apreciarse en gran parte de las cuevas, comopor ejemplo en las grutas de Cacahuamilpa, en el estado de Guerrero. También este tipo de erosión genera otras formaciones del paisaje kárstico: dolinas o cenotes, lo cual sucede cuando el agua superficial erosiona las rocas situadas por encima de las aguas subterráneas, puede provocar el hundimiento del techo de una gruta y dejarla al descubierto. Estas formaciones son características de la península de Yucatán, por eso posee una cantidad aproximada de entre 7 000 y 8 000 cenotes, mismos que utilizaba la cultura Maya para sus rituales religiosos. b. El viento como agente erosivo. A diferencia de la erosión fluvial y glaciar, la eólica sólo puede actuar sobre las partículas más pequeñas, como gravas, arenas, limos y arcillas; sin embargo tiene la ventaja de que puede hacerlo sobre cualquier parte del relieve y no sólo sobre los cauces. Actúa principalmente en áreas con clima seco y de escasa vegetación, como los desiertos y cauces de ríos secos. En su fase erosiva, las partículas de arena son empujadas por el aire y chocan contra las rocas, las pulen y desgastan, especialmente las que previamente han sido debilitadas por Intemperismo químico. El resultado de esta acción es la formación de rocas hongo y arcos. La abrasión requiere del transporte de elementos cortantes por el viento, estos fragmentos desprendidos chocan con la superficie de las rocas y las desgastan. Este proceso origina orificios y acanaladuras en la roca. La corrosión es la abrasión sufrida por las rocas al ser friccionadas por los impactos de las partículas arenosas que son transportadas por el viento. Cuando estas partículas golpean las rocas sufren a su vez una transformación, tomando un aspecto redondeado. En su fase de sedimentación la acción del viento forma dunas; también la acción del viento forma depósitos de loess que son sedimentos de partículas finas como los limos y las arcillas. Las regiones cubiertas por loess, con un sistema adecuado de riego, pueden llegar a ser tierras muy fértiles y con gran capacidad agrícola. Generalmente se llama desierto a un área cuya precipitación media anual es inferior a 250 mm y donde, en la mayoría de los casos, la evaporación excede a la precipitación como resultado de una temperatura media alta., los rayos del Sol inciden con fuerza, durante el día pueden alcanzar los 55 °C a la sombra; durante la noche, el suelo del desierto irradia el calor a la atmósfera y las temperaturas pueden descender hasta el punto de congelación. 4 Las dunas son como montaña de arena que se forman en los desiertos, aunque también lo hacen en el borde de los lagos y del mar, donde los vientos son fuertes y tienden a soplar en una sola dirección. Los campos de dunas se extienden a lo largo de miles de kilómetros cuadrados en los desiertos del norte de África, en la península Arábiga y en Asia central. c. Plantas y animales como agentes erosivos. Al desgaste producido por los organismos, se le llama erosión biológica. También los seres vivos modifican el paisaje, a veces, de forma lenta y casi imperceptible y, otras, de forma rápida y violenta. Las plantas superiores, que tienen raíces, ejercen una labor intensa se excavación mecánica del sustrato, en busca de agua. Pero, aunque menos visible, también es importante la erosión provocada por pequeños vegetales y organismos, como los líquenes. Los animales, como pequeños invertebrado y los gusanos, airean el terreno y permiten la entrada de agua en la roca madre. Existen microorganismos cuyas secreciones atacan químicamente las piedras, otros animales superiores pueden excavar y erosionar de muy distintas maneras. Los animales ejercen una erosión mecánica con la excavación o construcción de nidos y madrigueras, así como por el paso de grandes manadas por las mismas sendas. También ejercen un control sobre la población vegetal de la que se alimentan. Finalmente, producen secreciones y excreciones de materiales que tienen un alto poder corrosivo y pueden descomponer las rocas, facilitando la acción de otros agentes. Los animales excavadores, como los roedores y otros que viven dentro del suelo, entre ellos lombrices, caracoles e insectos, abren túneles y poco a poco remueven el suelo. De igual forma, durante su transportación, algunos animales golpean y desplazan fragmentos rocosos de distinto tamaño; también contribuyen a la erosión cuando construyen madrigueras. d. El hombre como agente erosivo. A la erosión provocada por el hombre se le llama antrópica. En tiempos recientes, la erosión producida por el hombre se ha incrementado debido a la creciente industrialización, el crecimiento urbano y la desmedida utilización de los recursos naturales. Por tal razón, el hombre es el agente que modifica el relieve de manera más rápida y drástica. El uso incorrecto del suelo para el desarrollo de la agricultura, para el sobrepastoreo y la explotación forestal, destruye la cubierta vegetal y deja al suelo y a las rocas al descubierto, a merced de las fuerzas erosivas como el viento y el agua que empiezan a actuar. Otras acciones realizadas por el hombre, tales como construcción de ciudades, explotación de minas y obras de ingeniería como construcción de vías de comunicación, desestabilizan laderas y favorecen el desprendimiento de materiales. Actualmente se considera que los desechos químicos arrojados por las industrias al suelo, el agua y el aire, funcionan como elementos corrosivos que desgastan las rocas. EL IMPACTO HUMANO EN EL MEDIO Todos los organismos alteran, en cierta medida, el entorno en el que viven, modelando el paisaje. El ser humano no es una excepción, al contrario. Posee una elevada capacidad de alteración gracias a sus progresivos avances técnicos. Los paisajes surgidos por la influencia humana ocupan una extensión cada vez mayor de la superficie del planeta. Básicamente, la erosión humana se puede clasificar en dos tipos: de explotación (tierras agrícolas, forestales, minas, ) y de construcción (ciudades, vías de comunicación, ... ). En los últimos años, además, las actividades industriales no sólo alteran la superficie de la Tierra, sino que están poniendo en peligro la supervivencia del planeta. Sin la intervención humana, las pérdidas de suelo debidas a la erosión probablemente se verían compensadas por la formación de nuevos suelos en la mayor parte de la Tierra. Los árboles y la hierba hacen de cortavientos y el entramado de las raíces ayuda a mantener los suelos en el lugar, frente a la acción de la lluvia y el viento. 5 La agricultura y la explotación forestal, la urbanización, la instalación de industrias y la construcción de carreteras destruyen parcial o totalmente el dosel protector de la vegetación, acelerando la erosión de determinados tipos de suelos. Ésta es menos intensa en zonas con cultivos como el trigo, que cubren uniformemente el terreno, que en zonas con cultivos como el maíz o el tabaco, que crecen en surcos. El exceso de pastoreo, que a la larga puede transformar la pradera en desierto, y las prácticas agrícolas poco cuidadosas, han tenido efectos desastrosos en determinadas regiones del mundo. Algunos historiadores piensan que la erosión del suelo ha sido un factor determinante en el conjunto de causas que han provocado algunos desplazamientos de población, debidos a la sequía, y en la decadencia de algunas civilizaciones. Las ruinas de pueblos y ciudades encontradas en regiones áridas, como los desiertos de Mesopotamia, indican que hubo un momento en el que la agricultura fue una actividad generalizada por toda la zona. Contesta correctamente el siguiente ejercicio, escribiendo en los paréntesis de la primera columna la letra F si el enunciado hace alusión a Intemperismo físico; o la letra Q, si éste se refiere a Intemperismo químico. En la siguiente columna de paréntesis, escribe el número correcto según se relacione cada enunciado correctamente con los conceptos enlistados en la última columna. Es el resultado del choque o fricción de los cuerpos rocosos y arenosos arrastrados por el aire o por el agua. La constante fricción entre las rocas, constituye un elemento muy activo de desgaste y desintegración En las áreas desérticas de Sonora, las diferencias de temperatura entre el día y la noche provocan cambios bruscos de temperatura de las rocas; éstas se dilatan y se contraen constantemente, hasta que se rompen. Cuando el agua que penetra en las grietas de las rocas se congela, se expande y por lo tanto aumenta su volumen incrementando la presión sobre las paredes de las rocas lo cual provoca que éstas se fragmenten. Las raíces de las plantas se introducen en las grietas de las rocas para buscar nutrientes; cuando crecen, ejercen mayor presión sobre las rocas y las fragmentan Cuando un mineral cambia su estructura molecular como resultado de la absorción de agua, aumenta el tamaño de la roca, lo que la hace más suave y fácil del fragmentar La disolución de dióxido de carbono en agua, promueve la disolución de los minerales de las rocas, favoreciendo el desgaste y fragmentación de las rocas. La combinación de los minerales de una roca con el oxígeno, en ambientes húmedos, provoca que ésta se haga más suave, lo cual finalmente hace que se fragmente. 1.-Congelamiento y deshielo 2.- Calentamiento y enfriamiento 3.- Abrasión 4.- Acción de seres vivos 5.- Abrasión 6.- Carbonatación 7.- Hidratación. 6 EROSIÓN FLUVIAL EROSIÓN GLACIAR EROSIÓN EOLICA EROSIÓN KARSTICA EROSIÓN FLUVIAL EROSIÓN EOLICA EROSIÓN MARINA