Tema 5 - Biokosmos

Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
GEODINÁMICA EXTERNA
Geodinámica externa
En la superficie terrestre, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera alteran las rocas y las transforman,
modificando el paisaje y originando estructuras geomorfológicas diferentes según el ambiente
morfoclimático.
Procesos geológicos externos
Los procesos geológicos externos son el conjunto de transformaciones que sufren las rocas en la superficie
terrestre con unas características ambientales determinadas.
Estos procesos son: la meteorización, la erosión, el transporte y la sedimentación.
Agentes geológicos externos
Los agentes geológicos externos son los causantes de estos procesos. Básicamente son dos, ambos ligados
con la atmósfera:
AGUA: el agua en todas sus formas (vapor de agua atmosférico, aguas saladas de mares y océanos,
aguas dulces de torrentes, ríos y lagos, aguas subterráneas y el hielo de los glaciares), meteoriza,
erosiona, transporta y sedimenta.
VIENTO: en los ambientes más secos, el aire cuando se mueve es capaz de erosionar y transportar
materiales que luego sedimenta en zonas a veces muy lejanas.
Meteorización
Es la transformación “in situ” de la roca, debida a los fenómenos meteorológicos (del latín meteorus, elevado
en el aire), el aire, la lluvia, la temperatura… En el exterior terrestre, las condiciones son muy diferente a las
del interior (grandes cantidades de agua, presencia de CO2, oxígeno, sales ...) y los minerales de las rocas se
alteran por reacciones químicas con estos componentes.
La meteorización es más intensa en climas cálidos y húmedos (intertropicales) por la mayor humedad y
temperatura.
Tipos de meteorización
FÍSICA: producida por fenómenos físicos. La meteorización física hace que la superficie expuesta de
una roca sea mayor y se altere más fácilmente por meteorización química Entre ellos se encuentran:
o Crioclasticidad, gelifracción, efecto cuña: el agua penetra en las fracturas existentes de la
roca y al congelarse y aumentar su tamaño produce fuerza actuando como una cuña que
rompe la roca. Los canchales graníticos son consecuencia de este proceso.
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Diaclasa
El agua
penetra en las
fracturas
Hielo
El agua se
congela
La roca
se rompe
o
Dilatación-contracción o Termoclastismo: los cambios extremos de temperatura producen
la dilatación y contracción sucesiva de las rocas hasta que estas acaban rompiéndose. Estas
variaciones extremas de temperatura son características de los desiertos.
o Descompresión: las rocas que se han formado en el interior de la tierra al aflorar a la
superficie, sufren un descenso de presión y temperatura que origina su rotura.
o Haloclastismo: la formación de cristales de sal en las fisuras de la roca provoca un efecto de
cuña que agranda la grieta y rompe la roca. Típico de zonas de costas donde el aire contiene
cristales de sal marina.
QUÍMICA: producida por reacciones químicas de la atmósfera e hidrosfera con los minerales que
componen la roca.
o Oxidación: producida por el oxígeno del aire o el agua.
o Disolución: El agua disuelve los minerales solubles y los transporta en horizontal (lavado de
sales) o vertical (en la superficie por evaporación precipitan formando costras de sal, de cal o
caliche).
o Hidratación: los minerales reaccionan con el agua que se incorpora a la red cristalina de los
minerales, con aumento de volumen. Característico de yesos (formado a partir de la
anhidrita) y arcillas.
o Hidrólisis: es la rotura (lisis) de algunos componentes. El agua disociada en grupos H+ y OHreacciona con los minerales de la roca.
o Carbonatación: reacción química del agua con el dióxido de carbono atmosférico originando
ácido carbónico que da lugar a iones que reaccionan con los minerales:
CO2 + H2O → H2CO3 (ácido carbónico)
H2CO3 → HCO3- (bicarbonato) + CO3= (carbonato)
o Lluvia ácida: es un fenómeno agravado por la actividad humana (contaminación
atmosférica). La lluvia ácida se produce al reaccionar los óxidos de azufre y nitrógeno con el
agua atmosférica, produciendo ácidos sulfúrico y ácido nitroso, muy corrosivos. Estos ácidos
al caer sobre las plantas las destruyen (son los responsables de la muerte de los bosques en
Alemania y otros países de Europa Central), acidifican las aguas (muchos lagos de Europa
están biológicamente muertos por esta causa) y producen el mal de la piedra.
Mal de la piedra: reacción del ácido sulfúrico con el carbonato cálcico, produciendo sulfato cálcico hidratado que
se descompone con facilidad y que al reaccionar con sal da lugar a compuestos muy corrosivos.
CaCO3 + H2SO4 + H2O → CaSO4.2H2O + CO2
CaSO4.2H2O + 2NaCl → Na2SO4 (muy corrosivo) + CaCl2 + 2H2O
BIOLÓGICA: producida por la actividad de los seres vivos.
Biología y Geología
1º Bachillerato
o
o
Tema 5
Olga Pallol
Bioclasticidad: rotura de la roca (clastos o fragmentos) debido a los seres vivos. Lo más
habitual es la clasticidad que producen las raíces de las plantas que penetrando por las
fracturas rocosas, crecen y ejercen fuerza.
Actividad biológica: los seres vivos producen sustancias químicas que alteran la roca. Los
organismos colonizadores (como los líquenes) son aquellos que por sus características,
ocupan en primer lugar el sustrato rocoso, alterándolo y permitiendo que otros seres vivos
encuentren condiciones más adecuadas.
Minerales más alterables químicamente:
Los minerales melanocratos, ricos en Fe y Mg
Rocas formadas a mayor profundidad y temperatura que
encuentran condiciones muy diferentes en el exterior.
Las rocas y minerales en zonas húmedas
Principales transformaciones que se producen por meteorización son:
El olivino da lugar a hematites y limonita
Las micas se alteran dando lugar a arcillas
Los feldespatos dan lugar a arcillas
Los piroxenos. y anfíboles originan arcillas, limonitas (FeOH) y
hematites (FeO)
El cuarzo (mineral bastante resistente) puede disolverse en
ambientes cálidos húmedos básicos.
Erosión
Es el desgaste y desmantelamiento de la roca. A diferencia de la meteorización, la erosión implica formación
de sedimentos y transporte de los mismos.
La erosión es realizada por los agentes geológicos pero también favorecida por la acción gravitatoria, como
ocurre en los fenómenos de ladera, pendientes del terreno, en los cuales las rocas alteradas o los suelos,
caen y se desplazan.
Tipos de erosión
ABRASIÓN: es una erosión homogénea con acción física.
CORROSIÓN: es una erosión selectiva con acción química.
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
AGENTE GEOLÓGICO
FENÓMENOS DE
LADERA
AGUAS
SUPERFICIALES
CARACTERÍSTICA
FACTORES FAVORECEDORES
DESPRENDIMIENTOS
Caídas de rocas
Rocas coherentes, laderas abruptas. Lluvia,
helada y deshielo. Terremotos
DESLIZAMIENTOS
Caída materiales sueltos
Sedimentos, laderas, humedad y lluvia.
Terremotos
SOLIFLUXIÓN
Flujo lento del suelo a favor
de pendiente
Sedimentos. Laderas. Humedad
REPTACIÓN
Flujo lento del suelo por
heladas y deshielos
Sedimentos. Laderas. Heladas y deshielos
IMPACTO LLUVIA
Movimiento de partículas por
impactos de gotas de agua
Laderas sin vegetación. Lluvias torrenciales
AGUAS SALVAJES
Sin cauce ni caudal fijo
Lluvias torrenciales y terreno impermeable
Pendientes sin vegetación y materiales sueltos.
TORRENTES
Con cauce y caudal
esporádico
Régimen torrencial y nival con deshielo.
Pendiente con materiales sueltos
RÍOS
Con cauce y caudal fijo
Zonas húmedas. Cambios de caudal
POROSIDAD
Circulación en poros de rocas
o sedimentos
FRACTURACIÓN
Circulación por fracturas de
las rocas
GLACIAR DE VALLE
Circulación por un valle
Nevadas abundantes. Relieve
CASQUETES
Grandes masas
Nevadas abundantes. Masa del glaciar
Corrientes de aire
Zonas ventosas y secas, sin vegetación
Ondulaciones de la superficie
del océano o lago
Litoral expuesto. Viento
LITORALES
Paralelas a la costa
Oleaje y mareas
OCEÁNICAS
SUPERFICIALES
Extensas corrientes
superficiales
Vientos dominantes
OCEÁNICAS
PROFUNDAS
Extensas corrientes
submarinas de agua fría
Topografía
Fenómeno de ladera de
taludes continentales
Borde de talud. Aportes de ríos
AGUAS
SUBTERRÁNEAS
Zonas húmedas. Suelos y rocas meteorizadas
GLACIARES
VIENTO
OLAS
CORRIENTES
MARINAS
CORRIENTES DE
TURBIDEZ
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Transporte
Es el desplazamiento de los materiales por el agente. Durante este proceso los materiales se desgastan,
pulen o estrían, originando sedimentos con características propias (como los cantos rodados de los ríos).
Tipos de transporte
SELECTIVO: cuando la fuerza del movimiento del agente no es constante, los materiales son
seleccionados por su tamaño y peso en el proceso de transporte. El agua y el viento realizan
transporte selectivo.
NO SELECTIVO: cuando la fuerza del movimiento del agente es constante, todos los materiales se
transportan mezclados independientemente de su tamaño y peso. El hielo glaciar realiza transporte
no selectivo.
El agua y el viento transportan los materiales más pesados sobre el fondo del cauce o la superficie del suelo
y los materiales más ligeros en suspensión o disolución.
Sedimentación
Es la deposición de los materiales cuando el agente geológico que los transporta pierde fuerza. Las cuencas
sedimentarias son las zonas deprimidas donde se acumulan estos materiales, formando estratos o capas
horizontales en los cuales los materiales más antiguos son los más profundos.
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Tipos de sedimentación
DEPOSICIÓN: es la sedimentación de los materiales más gruesos.
DECANTACIÓN: es el depósito de los materiales que el agente transportaba en suspensión.
PRECIPITACIÓN: es la sedimentación de los materiales disueltos o la deposición de los mismos cuando
se produce evaporación.
Ambientes sedimentarios y algunas formas de modelado características
Continentales
TIPO DE CUENCA
Laderas
Glaciar
Torrentes
Cauces fluviales
FORMACIÓN
SEDIMENTOS
Acumulaciones en pendientes por
fenómenos de ladera
Acumulación en fondos, laderas o
frentes glaciares
Acumulación en conos de deyección
de torrentes
Acumulación en tramos medios y
bajos de ríos
Bloques, cantos,
gravas
Caótico. Todo tiepo de
materiales revueltos
Gravas y arenas poco
clasificadas
Arenas y gravas poco
clasificadas
Arenas y arcillas bien
clasificadas
Eólico
Acumulación por acción del viento
Lagos
Acumulaciones de sedimentos
aportados al lago generalmente por
ríos o torrentes
Arcillas, precipitados
Kársticos
Alteración de materiales en suelos
Bauxitas, lateritas,
silicatos y carbonatos
de precipitación
NOMBRE DE LOS
DEPÓSITOS
FORMAS DE
MODELADO
Coluviones
Morrenas o Tillitas
Morrenas
Rocas aborregadas
Aluviones
Terrazas. Playas de
cantos. Meandros
Dunas. Loess
Desiertos, dunas
Lacustres. Evaporitas
Ciclotemas
Espeleotemas
Marinos
TIPO DE CUENCA
Plataformas
Glacis
Fondos
Arrecifes
FORMACIÓN
Aportes de corrientes litorales,
eólicos y biológicos
Corrientes de turbidez de las
plataformas continentales
Aportes de corrientes oceánicas y
orgánicos silíceos
Acumulaciones de restos de seres
vivos. Especialmente corales, algas
y moluscos calcáreos
SEDIMENTOS
NOMBRE DE LOS
DEPÓSITOS
Arenas. arcillas,
precipitados orgánicos
Plataforma
Arcillas, arenas
Flich
Arcillas. orgánicos
silíceos
Orgánicos
FORMAS DE
MODELADO
Arcillas
Llanuras abisales
Recifal o arrecifal
Atolones
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
De transición
TIPO DE CUENCA
Playas
Albuferas
Deltas, estuarios y
marismas
Acantilados
FORMACIÓN
Depósitos en costas abrigadas por
corrientes litorales oleaje y acción
del viento
Depósitos en lagunas costeras
Desembocaduras de ríos
NOMBRE DE LOS
DEPÓSITOS
SEDIMENTOS
Arenas bien
clasificadas
Dunares
Arcillas, Evaporitas
Arcillas, limos, materia
orgánica
Caídas de rocas en costas expuestas
debido a olas y fenómenos de
ladera
DELTAS: desembocaduras de ríos con acumulaciones de
sedimentos debido a las mareas débiles. Tienen forma triangular
(letra Δ): Tres zonas:
Llanura deltaica (zona alta junto al canal del río y baja).
Es una zona pantanosa sometida a la dinámica fluvial.
Frente deltaico en el límite con el mar, es una
pendiente abrupta. Zonas inestables.
Prodelta formado por los sedimentos arcillosos más
finos.
FORMAS DE
MODELADO
Playas de dunas
Barras
Tómbolos
Lagoon
Deltaicos
Deltas, rías, fiordos
Plataforma de abrasión
Costas rocosas
E STUARIOS: son entrantes litorales en forma de embudo
formados por el cauce bajo y desembocadura de un río y
que están afectados por las mareas. Al penetrar el mar
produce la floculación de las arcillas que precipitan
formando una llanura sobre la que se instalan cauces con
circulación alternante (mar–continente).
Los suelos
El suelo es el resultado de la actividad geológica de los procesos externos y de la acción de los seres vivos
sobre el sustrato litológico. Es la interfase donde confluyen la atmósfera, la hidrosfera, la biosfera y la
geosfera. El suelo es un componente esencial de la biocenosis, ya que determina la vegetación y los
transformadores. La edafología es la ciencia que estudia los suelos. La edafogénesis es el proceso de
desarrollo de un suelo.
Propiedades del Suelo
COMPOSICIÓN:
Fracción inorgánica: constituye el 45 %. Son fragmentos de roca madre o minerales de ésta, coloides
minerales (XO, XOH insolubles), cationes y aniones solubles (nutrientes), agua y sales.
Materia orgánica (humus) que constituye el 5 %.
Agua y aire, que constituyen el 50%.
PROPIEDADES FÍSICAS:
Textura: tamaño de las partículas disgregadas (arena gruesa, fina, limos y arcillas)
Estructura: tipo y forma de agregación de las partículas (con coloides arcillosos). Influye en la
aireación, permeabilidad, resistencia a la erosión... Tipos de suelo según la estructura:
Suelos sin estructura (Apediales): suelos arenosos, arcillosos...
Suelos con estructura (Pediales): formados por agregados, que pueden ser en bloqus, granulares,
laminares o prismáticos.
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Perfil de un suelo
En un suelo maduro se pueden distinguir los siguientes niveles u horizontes que definen el perfil de un
suelo:
H: materia orgánica sin descomponer, saturada de agua.
O: materia orgánica (hojarasca) no saturada de agua.
A: horizonte de lixiviado (arrastre de cationes) con restos
orgánicos transformados. Permite la infiltración de
agua.
E: horizonte de fuerte lavado. Arenoso y de color claro.
B: horizonte de acumulación, en él precipitan los
componentes de los horizontes superiores. No
contiene humus, color claro.
C: horizonte de alteración, es la roca madre alterada o
blanda.
R: roca madre no alterada.
Formación de un suelo
Las condiciones a tener en cuenta en la edafogénesis o formación
de un suelo son:
La roca madre de partida (sustrato litológico): tiene importancia al inicio de la formación (minerales,
velocidad de formación (meteorización), granulometría, drenaje...
Topografía: a menor relieve o pendiente, mayor desarrollo del suelo.
Clima: la temperatura y la precipitación condicionan la meteorización y los procesos geológicos
externos.
Seres vivos (vegetación y organismos humícolas): la vegetación crea un microclima, altera las rocas,
fabrica humus y protege de la erosión. Los organismos del suelo lo airean, los homogeneízan y
enriquecen con sus desechos. En este grupo se incluyen moneras, protoctistas, hongos,
invertebrados y vertebrados.
La actividad humana: la agricultura es la más influyente en la transformación del suelo.
Diagénesis y litogénesis
La diagénesis es el proceso de transformaciones físicas,
químicas y biológicas de los sedimentos, debido a la presión,
la temperatura y el tiempo.
Matriz
Se llama litificación o litogénesis al resultado final de la
diagénesis, con la formación de una roca sedimentaria.
Esqueleto
(armazón de clastos)
Cemento
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Procesos diagenéticos
Compactación: los componentes de los sedimentos se comprimen por aumento de presión de los
materiales superiores. El agua de los poros es expulsada.
Deshidratación: pérdida de agua por compactación favorecida por aumentos de temperatura.
Cementación: relleno de los poros mediante el precipitado y crecimiento de cristales minerales.
Disolución: algunos minerales se disuelven dando lugar a una porosidad secundaria.
Recristalización: cambio de los cristales de determinados minerales ocupando nuevas posiciones y
orientaciones
Reemplazamiento: unos minerales son reemplazados por otros. Los principales tipos son:
silicificación (el carbonato es sustituido por SiO2) y dolomitación (el carbonato cálcico es sustituido
por carbonato doble de calcio y magnesio)
Características de las rocas sedimentarias
Rocas detríticas: formadas por sedimentos o clastos (restos de alteración de las rocas) que se clasifican
según su tamaño:
SEDIMENTO
TAMAÑO
Bloques
> 25 cm
Cantos
25 - 6,4 cm
Gravas
6,4 cm - 2 mm
AGENTES
Depositados por fenómenos de ladera o glaciares
Depositados por agentes geológicos de alta energía (torrentes y ríos,
corrientes litorales, deslizamientos y corrientes de turbidez)
Arenas
2 mm - 50 µm
Formados por minerales resistentes (cuarzo, feldespatos, circón,
granates...), por pequeños fragmentos de rocas erosionadas o por restos
de conchas de animales marinos.
Pueden ser de origen fluvial (arenas de aluvión), costeros (playas), eólicos
(dunas) o de corrientes de turbidez
Limos
50 µm - 2 µm
Minerales arcillosos con fragmentos de cuarzo y otros minerales como
calcita o limonita. También caparazones o restos orgánicos de
microorganismos.
Arcillas
< 2 µm
ROCAS SEDIMENTARIAS
BRECHAS
CONGLOMERADOS O
RUDITAS
ARENISCAS
ARCILLAS O LUTITAS
Granos finos de cuarzo y minerales arcillosos.
Rocas no detríticas: proceden de precipitación química mineral u orgánica. Pueden ser de varios tipos:
Carbonáticas: formadas fundamentalmente por carbonato cálcico (calizas) o cálcico-magnésico
(dolomías).
Evaporíticas: formadas a partir de precipitación de salmueras (soluciones acuosas de alta
concentración de sales)
Rocas organógenas: originadas a partir de la acumulación de restos orgánicos. Pueden ser:
o silíceas (radiolarita (esqueletos de radiolarios), diatomita (esqueletos de diatomeas)
o fosfatadas (fosforita)
o carbones
o petróleo
Biología y Geología
1º Bachillerato
Tema 5
Olga Pallol
Algunas rocas sedimentarias
TIPO de ROCA
COMPONENTES
LITOGÉNESIS
Sefitas o Ruditas
Pudingas
Brechas
Bloques o cantos
cementados
Cementación de cantos o gravas
Arcosas
Grauvacas
Ortocuarcitas
Arenas cementadas
Cementación de arenas
Lutita o Pelita
Arcillas
Cementación de arcilla
MARGA
Arcilla y CaCO3
Litogénesis de materiales calizos y arcillosos
CALIZA de precipitación
CaCO3
Acumulación de calcita Precipitación CaCO3
TOBAS O TRAVERTINOS
CaCO3
Eliminación de parte de la roca caliza
DOLOMÍA
MgCO3
Formación de dolomita Sustituciós Mg por
Ca
SILEX
Sílice SiO2
Precipitación SiO2
BAUXITA
Al (OH)
Precipitación de óxidos e hidróxidos de Al
Lavado del resto de los elementos del suelo
LATERITA
FeO OH
Precipitación de óxidos e hidróxidos de Fe
Lavado del resto de los elementos del suelo
YESO
Ca SO4
Precipitación CaSO4 al evaporarse una masa
de agua
SAL GEMA
Sales solubles NaCl
Precipitación de cloruros al evaporarse una
masa de agua
CaCO3 de restos de seres
vivos
Cementación de restos calcáreos de seres
vivos. (Corales, moluscos, algas ...)
SiO2 de microorganismos
silíceos
Cementación de esqueletos silíceos de seres
vivos (Diatomeas, radiolarios)
Compuestos ricos en
carbono. Restos de
plantas
Acumulación de restos de plantas en
ambiente anaerobio con enriquecimiento en
carbono.
Hidrocarburos. Restos de
microorganismos
Acumulación de restos microbianos en
ambiente anaerobio.
CONGLOMERADO
ARENISCA
ARCILLA
CALIZAS ORGANOGÉNICAS
Bioclásticas
Arrecifales
Microfósiles
SILICATOS
ORGANOGÉNICOS
CARBÓN
PETRÓLEO
Antracita
Hulla
Lignito
Turba
FOTO