Principios geológicos

Meteorización. Factores. Formación rocas endógenas

  • Enviado por: Bea De Santander
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Principio Geológico: dentro de ciertos límites, los procesos actuales de la corteza son similares a las q han ocurrido en épocas pasadas; al menos, durante estrictamente <<geológicos>>, en los 2 o 3 últimos millones de años. Además de extrapolar al pasado, se puede así intentar predecir la evolución futura de una región, a base de prolongar en el tiempo los fenómenos observados.

El ciclo geológico: es el conjunto de fenómenos que afectan a la corteza y manto superficial se consideran como etapas de procesos encadenados en el tiempo. Se consideran 3 etapas:

  • Formación de los relieves: singularmente de las cordilleras montañosas, con todos los fenómenos acompañantes; el conjunto constituye la Orogénesis.

  • Destrucción del relieve: originado por la acción de los agentes externos: es la Gliptogénesis.

  • Producción de nuevos tipos de materiales rocosos: a partir de los derrubios originados en la gliptogénesis y de materiales incorporados desde el manto; son los procesos Lotigénesis.

El término <<ciclo>> no debe inducir a la idea de periodicidad en el tiempo y universalidad geográfica de los procesos, ya q claramente la corteza y el manto están. + o - en actividad, pero variando la localización geográfica, en cada época de las distintas transformaciones.

Si la idea de ciclo geológico de aplica al conjunto de la corteza o litosfera, puede considerarse un ciclo cerrado aunq no periódico, ya q en unas regiones está realizando gliptogénesis, en otras litogénesis y en otras orogénesis, o los tres procesos en una misma zona. Pero si consideramos una región determinada de la corteza, el ciclo es abierto: puede interrumpirse en una de sus etapas o puede complementarse una vez en esta región, pero quedar la misma al margen de ciclos posteriores. Por ejemplo, las antiguas cordilleras (hoy arrasadas), q constituyen los cratones continentales, son evidencia de un ciclo -litogénesis, orogénesis, gliptogénesis-, pero es muy importante q en esas mismas áreas se instales un segundo ciclo completo.

Puede separarse a efecto de su estudio en dos conjuntos clásicos:

Procesos geológicos externos o exógenos: son aquellos cuya acción y efecto tienen lugar en la zona externa y superficial de la corteza terrestre, en la interfase con la atmósfera, hidrosfera y biosfera. Constituyen los fenómenos de la Geodinámica externa, cuyo resultado es el modelado del relieve, en dos aspectos: destructivo y constructivo.

La realización de estos procesos las llevan a cabo los agentes geológicos (ríos, aguas subterráneas, oleaje, viento, etc.) q son las distintas manifestaciones de la atmósfera, hidrosfera y biosfera, en su actuación sobre las rocas.

Los procesos externos comprenden tres tipos de fenómeno:

  • Denudación del relieve: Meteorización o alteración de los materiales, fundamentalmente por la acción atmosférica. Erosión o arranque físico de fragmentos rocosos por distintos mecanismos. Transporte de los derrubios resultantes hacia las zonas bajas de la corteza. Constituyen así el aspecto destructivo de la Geodinámica externa.

  • Depósito o depositación de los materiales transportados en las cuencas o depresiones de la corteza, fundamentalmente en los mares.

  • Formación de rocas sedimentarias (litogénesis exógena o sedimentaria) a partir de los sedimentos. Junto con lo anterior, constituye el aspecto constructivo de la Geodinámica externa.

  • Las fuentes de energía para la realización de estos procesos son dos:

    • La radiación solara, q origina los fenómenos atmosféricos y sus derivaciones (oleaje, etc.)

    • La gravedad terrestre, q impulsa a todos los materiales a las zonas bajas de la corteza.

    En conjunto, los procesos externos tienden a nivelas la topografía del terreno, destruyendo las zonas elevadas y rellenando las deprimidas. Actúan de modo continuo en el tiempo y espacio.

    Procesos geológicos internos o endógenos: tienen lugar en el interior de la corteza y manto: por ejemplo, una erupción volcánica ocurre en la superficie de la corteza, pero procede en el interior terrestre. Constituyen los fenómenos de la Geodinámica interna y su resultado es la aparición de nuevos relieves y rocas, alterando el desarrollo de los procesos externos.

    Se dividen en:

  • Movimientos de la corteza y manto.

    • Formación de la cordillera o movimientos orogénicos.

    • Movimientos en la vertical (elevaciones y hundimientos) de zonas corticales: movimientos epirogénicos, en sentido amplio.

    • Desplazamientos horizontales de bloques de la corteza: movimientos epirofóricos.

    • Movimientos vibratorios bruscos de corteza y manto: movimientos sísmicos.

    • Desplazamiento de materiales en el seno del manto, tanto en sentido horizontal como vertical: movimientos convectivos del manto.

  • Formación de rocas endógenas

    • Metamorfismo: transformaciones físico - químicas de los materiales, manteniéndose al estado sólido; dan origen a las rocas metamórficas.

    • Magnetismo: fusión total de materiales de la corteza o del manto, originando magmas q, tras desplazamientos mas o menos externos, se consolidan dando lugar a las rocas magmáticas o ígneas, con 2 posibilidades: consolidación en el interior (rocas plutonicas) o en el exterior (rocas volcánicas)

    En el ciclo geológico comprenderían la Orogénesis y la Litogénesis endógena. La determinación de las fuentes de energía de estos procesos en más especulativa q respecto a los externos, pero pueden aducirse como posibles:

    • el calor interno del planeta, q hace aumentar la temperatura con la profundidad y crea grandes diferencias térmicas entre una zonas y otras, forzando la circulación de materiales. Este calor puede proceder: del calor residual de la tierra y desintegración radiactiva de elementos químicos.

    • Gravedad terrestre q crea presiones internas q darán lugar a cambios de densidad y volumen.

    Se pueden considerar los procesos internos como generadores de relieves y rocas y a los externos como destructores de los mismos. Sus mutuas relaciones, en un momento dado, condicionan el aspecto, estructura y composición de una región determinada y de toda la Tierra.

    La meteorización: conjuntos de procesos físicos, químicos y biológicos q conducen a la desintegración de las rocas y son consecuencia de la acción de agentes externos atmosféricos, hidrosféricos y biosféricos de carácter fundamentalmente estático (humedad, cambios de temperatura, etc.)

    La meteorización y la erosión destruyen los afloramientos rocosos. La meteorización se produce como consecuencia de la acción de los procesos q pueden considerarse relativamente estáticos (la congelación del agua, la oxidación de un mineral, etc.) mientras q la erosión es el resultado de la acción de procesos claramente dinámicos, como el oleaje, el viento o la corriente de un río.

    Los procesos de meteorización pueden considerarse como una búsqueda del equilibrio temodinámico perdido. La mayoría de las rocas se forman en condiciones de ambiente químico, temperatura y presión muy diferente a las q se encuentran. Como consecuencia de este cambio, estas rocas y sus minerales dejan de ser estables y deben ajustarse a las nuevas condiciones a través de un conjunto de transformaciones físicas y químicas.

    La meteorización no solo produce efectos destructivos, tb. da lugar a la formación de nuevos materiales como arcilla, arena y fragmentos más gruesos. Por lo tanto es un proceso de transformación q convierte afloramientos rocosos en materiales sueltos. Estos productos, q se acumulas sobre los propios afloramientos de las q proceden, reciben el nombre de regolito. Con el paso del tiempo y si las condiciones son adecuadas, el regolito termina por convertirse e un suelo. , con importancia ecológica y económica ya q constituyen el asiento de la vegetación natural y de la agricultura.

    Hay dos tipos:

    • Física o fragmentación.

    • Química

    Ambas actúan de forma conjunta.

    Meterorización física o fragmentación

    Consiste en la fragmentación de las rocas debido a la acción de los agentes externos estáticos de naturalea estrictamente física, sin q se produzcan cambios mineralógicos y químicos. Por ello el afloramiento y el regolito poseen la misma composición. La meteorización física puede llevarse a cabo a través de diferentes procesos q rara vez actúan de forma totalmente independiente y aislada.

    • Descomprensión o pérdida de carga: es el ascenso de presión q experimentan ciertas rocas formadas a gran profundidad (ej: el granito) cuando se acercan a la superficie como consecuencia de la eliminación de capas. La roca se ajusta a estas nuevas condiciones de menor presión a través de la expansión de la parte superior de los cuerpos rocosos, lo q se traduce en la aparición de lajas o planos de fractura paralelos a la superficie topográfica.

    • Gelifracción: es el proceso resultante de la congelación del agua en las fisuras de las rocas, lo q provoca un efecto de cuña q las agranda. La repetición reiterada de dicha congelación termina por escindir las rocas. Para q sea efectiva es necesario q exista un aporte d agua líquida y q las temperaturas oscilen alrededor de 0ºC., sus efectos serán más intensos cuanto mayor sea el número de ciclos de congelación - deshielo. Los fragmentos generados se denominan crioclastos y se caracteriza x su forma angulosa. Los depósitos de crioclastos, se acumulan sobre todo al pie de cantiles de alta montaña, reciben el nombre de canchales.

    • Acción de la insolación o termoclastia: las rocas son malas conductoras del calor, pero experimentan dilataciones y contracciones como consecuencia de las variaciones de temperatura. Se ha podido comprobar q en zonas desérticas, con grandes oscilaciones diurnas de temperatura, y en presencia de una cierta humedad nocturna, las dilataciones acaban provocando la rotura de las rocas. Esta rotura se produce a través de dos mecanismos diferentes:

    • Fatiga mecánica: el juego d dilataciones y contracciones de las rocas a lo largo del tiempo terminan provocando la rotura de los materiales, como consecuencia de ello se generan fragmentos angulosos q reciben el nombre de termoclastos.

    • Dilatación diferencial: la superficie de las rocas se calienta más q su interior y provoca una mayor dilatación de la zona superficial q termina despegándose en un proceso de descamación térmica q da lugar a pequeños fragmentos con aspecto de cáscara. Arenización térmica: es el proceso de expulsión de granos de arena a la superficie.

    • Crecimiento de cristales de sales o haloclastia: el climas cálidos y áridos y tb. en zonas prox, al litoral, las aguas subterráneas pueden llevar disueltas cantidades apreciables de sales. Los poros de las rocas permeables, como las areniscas, suelen estar ocupados por estas sales salinas. La intensa evaporación hace q en el interior de la roca pero muy cerca de su superficie, precipiten cristales de sales, cuyo crecimiento origina una fuerte presión sobre los granos minerales circundantes, q acaban siendo expulsados al exterior, q acaban siendo expulsados al exterior.

    • Meteorización biofísica: el crecimiento de las raíces de las plantas, árboles y arbustos, colonizan las fisuras de los afloramientos rocosos, genera esfuerzos q ensanchan las grietas y conducen a la fragmentación de las rocas. Tb ciertos animales, roedores, hormigas y el propio ser humano, remueven grandes cantidades de materiales. En las costas, la meteorología biofísica es importante en la destrucción y retroceso de los acantilados.

    Meteorización química o descomposición

    Agrupa el conjunto de procesos químicos resultantes de la interacción entre los iones de las rocas y las moléculas e iones presentes en la atmósfera e hidrosfera. Estas reacciones provocan la descomposición de las rocas, ya q destruyen algunos de los minerales originales. Como consecuencia, la composición mineralógica del afloramiento y la de su correspondiente regolito es, en mayor o menor grado, diferente.

    Para q se lleve a cabo es imprescindible la presencia de agua líquida q cumple un triple papel:

    • Toma parte directa en algunas reacciones.

    • Transporta los iones y moléculas q van a reaccionar con los minerales de las rocas

    • Evacuan los iones liberados impidiendo q se establezcan equilibrios químicos q paralizarían las reacciones.

    La meteorización química exige precipitaciones importantes q favorezcan un abundante lavado e infiltración de las rocas. En zonas muy lluviosas pueden provocar la descomposición de las rocas hasta profundidades de 100 m. En climas desérticos y de hielo apenas se produce meteorización química.

    El agua pura sólo puede disolver unos pocos minerales, las aguas con Ph ácido llegan a destruir un gran número de ellos, debido a la agresividad química de los hidrogeniones H .

    Cuando las lluvias circulan y se infiltran a través de terrenos con abundante vegetación, su acidez puede aumentar hasta alcanzar valores de Ph próximos a 4, debido a la composición bacteriana de los restos vegetales q producen CO2 y ácidos orgánicos húmicos.

    • Disolución: el carácter dipolar de la molécula le permite arrancar iones de la estrucutra cristalina de ciertos minerales muy solubles, como la halita y en menor grado el yeso se disuelven con facilidad, esta es la razón de q solo se encuentren afloramientos de halita en las regiones mas áridas del planeta. La capacidad disolvente del agua aumenta con su acidez, lo q puede promover la disolución de otros minerales, como carbonatos. El carbonato cálcico (la calcita) es el componente fundamental de las calizas y rocas sedimentarias. Los hidrogeniones presentes en las aguas tienen un extraordinario poder para disolver estas rocas en un proceso q recibe el nombre de carbonatación.

    CaCo3 + H4 Ca2+ + HCO1

    Calcita Disueltos

    La disolución y la carbonatación hacen desaparecer totalmente los minerales atacados, cuyos iones son arratrados en disolución por las aguas. Las calizas pueden contener impurezas insolubles, como minerales de arcilla o partículas de cuarzo q al disolverse la roca, originan un regolito de color rojizo muy característico q recibe el nombre de terra rosa.

    • Hidólisis: consiste en la descomposición de los minerales aluminio - silicatados debido a la acción destructora de los hidrogeniones de las aguas ácidas. La hidrólises implica tres pasos:

  • Rotura de la estructura de silicato: debido a su pequeño tamaño y a su gran movilidad los iones se introducen facilmente en la red, lo q provoca perdida de neutralidad eléctrica.

  • Lavado o lixivado: de una parte de los iones q son transportados en disolución por las agus fuera de la zona meteorizada.

  • Neoformación de minerales: utilizando parte de los iones metálicos y los tetraedros de sílice liberados.

  • El tipo de mineral neoformado durante la hidrólisis depende tanto de la naturaleza del mineral hidrolizado como de la intensidad y duración del lavado a q es sometido, por ejemplo: la ortoclasa (3KA1Si3O8) en su hidrólisis, un feldespato muy abundante en la corteza continental, produce en una primera etapa un mineral de arcilla denominado illita, al tiempo q se elimina en la disolución parte del potasio y la sílice de dicha ortoclasa.

    Pero si el lavado es muy intenso la illita se acaba transformando en caolinita produciéndose la eliminación total del potasio.

    En condiciones de lavado extremo y a altas temperaturas la caolinita puede ser hidrolizada y transformada en un hidróxido de aluminio denomindao gibsita, lo q implica la eliminación total de la sílice.

    Existe una estrecha relación entre el tipo de mineral neoformado y el clima:

    Climas húmedos se forma illita.

    Climas muy húmedos caolinita.

    Climas de humedad extrema gibsita.

    Esta relación sirva para tomar estos minerales como indicadores paleoclimáticos.

    • Oxidación: es la herrumbre q se desarrolla sobre los onjetos metálicos como consecuencia de su exposición a la intemperie.

    • Hidratación: implica la absorción de moléculas de agua y su integración en la red de determinados minerales, con el siguiente aumento de volumen de éstos. La hidratación es una reacción reversible, lo q significa q los minerales hidratados tb. se pueden deshidratar, perdiendo el volumen ganado anteriormente. Algunos minerales, como la arcilla, son capaces de absorber grandes cantidades de agus, y pueden aunmentar su volumen hasta un 60%, mientras q al secarse se vuelve a contraer. En climas estacionales (con una estación húmeda y otra seca muy contrastada) los ciclos de hidratación - deshidratación conducen a la desintegración de los materiales ricos en estos minerales.

    Factores q influyen en la meteorización

    Implica la acción de un conjunto de procesos de naturaleza diferente q incluyen mecanismos físicos, químicos y biológicos q están controlados por un cierto número de factores.

    Las complejas interacciones entre estos factores determinan tanto los tipos de meteorización actuantes en cada región como el espesor y la clase de regolitos y suelos q se van desarrollando sobre los afloramientos.

  • El clima, fundamentalmente las precipitaciones y las temperaturas, es el factor mas importante de la meteorización. Cada 10ºc de aumento de temperatura se duplica la velocidad a la q se producen la mayoría de las reacciones químicas, incluidas la meteorización.

    • Climas tropicales húmedo predomina meteorización química, principalmente x carbonatación, meteorización bioquímica e hidrólisis extremas, lo q da lugar a regolitos de gran espesor.

    • Climas templados temperaturas y precipitaciones variables, se produce gelifracción y meteorización química cuya intensidad depende de las precipitaciones.

    • Climas áridos escasas prec. y temperaturas elvadas, meteorización física relacionada con la insolación y el crecimiento de sales.

    • Climas fríos prec. líquidas escasas y temperaturas muy bajas, la meteorización física y la química son poco activas

  • Actividad biológica: la presencia de vegetación favorece la meteorización química, pero atenúa la física.

  • Litología: la composición de la roca influye en la meteorización química, debido a q no todos los minerales presentan la misma estabilidad ante este proceso. Cuanto mas fuertes son los enlaces químicos del mineral, mayor es su estabilidad. Otro factor de las rocas es su porosidad y permeabilidad.

  • Topografía: las formas locales del relieve pueden determinar la aparición de condiciones microclimáticas específicas q influyen en el tipo e intensidad de la meteorización local, así por ejemplo las vertientes orientadas al sol reciben mas insolación q las de umbría, q al ser mas frías pueden experimentar mayor gelifracción.

  • Tiempo: los procesos de meteorización son lentos, por tanto cuanto mas tiempo esté sometido un afloramiento rocoso a la acción de los agentes atmosféricos, mayor será su meteorización.