Dinámica de Agentes Geológicos Externos y Procesos de Formación del Suelo

Introducción a los Procesos Geológicos Externos

Los agentes geológicos externos son los causantes de las transformaciones o modelado de la superficie terrestre. Los principales agentes externos son la atmósfera, el viento, el agua, el hielo y los seres vivos. La energía que anima a estos agentes procede del sol, que regula el ciclo del agua y la circulación general de la atmósfera, siempre estando en presencia de la gravedad.

Los procesos geológicos externos son las acciones llevadas a cabo por los agentes externos, las cuales pueden ser estáticas (meteorización) y dinámicas (erosión, transporte y sedimentación).

Relieve y Paisaje

• Relieve: Formado por el conjunto de formas y accidentes geográficos que constituyen la superficie terrestre (montañas, valles, llanuras, etc.).
• Paisaje: Conjunto de formas y accidentes geográficos que forman la superficie terrestre, incluyendo vegetación y animales. Se divide en:
  • Paisajes naturales: Compuestos por rocas, vegetación y fauna.
  • Paisajes humanizados: Donde se mezcla el paisaje natural con construcciones del ser humano.

Meteorización

Es la alteración in situ de las rocas expuestas a la intemperie por la acción de la atmósfera, el agua y los seres vivos. Es un proceso lento que facilita la erosión de la roca, pero si la capa superficial de la roca alterada permanece tras ser colonizada por los seres vivos, acabará convirtiéndose en suelo.

Meteorización Física

No implica un cambio en la composición de la roca; solo la fragmenta mecánicamente y aumenta la superficie efectiva de contacto con la atmósfera. Tipos:

• Descompresión: Descenso de la presión en las rocas debido a la erosión de las rocas superiores o laterales. La expansión produce fracturas de tipo lajamiento y diaclasa.
• Termoclastia: Sucesivos ciclos de calentamiento y enfriamiento que producen dilataciones y contracciones de las redes cristalinas, provocando la disgregación de minerales y rocas en desiertos donde las oscilaciones de temperatura varían hasta 40 ºC entre el día y la noche.
• Crioclastia o gelifracción: Aumento del volumen del agua que, al helarse en los poros y grietas, ejerce un efecto de cuña. Provoca la rotura de las rocas en ambientes glaciales, formando relieves agudos y la acumulación de canchales y pedreras de cantos angulosos.
• Haloclastia: Cristalización de sales (halita y yeso) que ensancha las grietas. Causa la rotura y disgregación de las rocas, como en las costas y partes bajas de los monumentos.
• Biofísica: Las raíces de las plantas y los animales excavadores amplían las grietas y diaclasas de las rocas, favoreciendo el desarrollo de los suelos.

Meteorización Química y Bioquímica

Produce un cambio en la composición de los minerales debido a los componentes químicos de la atmósfera y el agua, por lo que estos procesos se dan principalmente en climas húmedos y cálidos. Tipos:

• Oxidación: El oxígeno atmosférico disuelto en agua favorece la oxidación de elementos con más de un posible estado de oxidación (ej. Fe+2 a Fe+3, formando hematites que generan suelos rojos y limonita que genera suelos amarillentos).
• Disolución: El agua disuelve las rocas formadas por precipitación química como carbonatos (calizas), sulfatos (yesos) y haluros (sales), originando desgastes, acanaladuras y cuevas.
• Carbonatación: El CO2 disuelto en las aguas les confiere un carácter ácido que aumenta su poder de disolución sobre rocas calizas, formando bicarbonato soluble y originando lapiaces, simas y cuevas.
• Hidratación: Incorporación de moléculas de H2O a la estructura de los minerales, provocando un hinchamiento por el cambio de volumen, como ocurre en las arcillas expansivas.
• Hidrólisis: El agua disociada en iones OH- y H+ provoca la ruptura de las redes cristalinas de los silicatos, dando origen a minerales de la arcilla, óxidos metálicos y sílice. Es más activa en climas tropicales, originando depósitos de aluminio explotable (lateritas). Los seres vivos (bacterias, hongos) fijados en las rocas por procesos de fotosíntesis absorben humedad y expulsan CO2, favoreciendo el desarrollo de los suelos.

Formación y Origen del Suelo (Edafogénesis)

Puede desarrollarse mediante la meteorización de una roca in situ o a partir de los sedimentos procedentes de la erosión de rocas preexistentes.

Si el suelo se forma a partir de una roca, el proceso comienza con la formación de regolitos que facilitan la infiltración del agua en el terreno y la colonización por seres vivos que fabrican sustancias contribuyendo a la degradación y alteración progresiva del sustrato rocoso, formándose el humus. Este humus se acumula junto a la materia mineral y da lugar al suelo, entre cuyos poros circularán el agua y el aire, permitiendo la implantación progresiva de otros organismos vivientes que ayudarán a mezclar los materiales y a su aireación. El suelo forma una interfase donde confluyen la biosfera, la geosfera, la atmósfera y la hidrósfera, constituyendo al mismo tiempo un ecosistema con millones de organismos.

Factores de Formación del Suelo

• Clima: Es el factor más importante. Rocas iguales en climas diferentes pueden dar lugar a suelos diferentes, y viceversa. Cuando la temperatura y la humedad son altas, la meteorización química es muy intensa.
• Roca madre: Elemento de gran importancia porque suministra gran parte de la materia mineral, determinando su fertilidad.
• Seres vivos: Intervienen mediante la acción mecánica de microorganismos, perforaciones, presión de raíces y construcción de galerías. Las sustancias químicas producidas por su metabolismo y sus restos son la fuente de toda la materia orgánica del suelo.
• Topografía: Influye en el espesor del suelo. Estos se forman en lugares con poca o ninguna pendiente donde la tasa de alteración supera a la de la erosión y el transporte. La orientación (umbría o solana) también es un factor edafogénico.

Perfil del Suelo

Los procesos edáficos a lo largo del tiempo hacen evolucionar el suelo, haciéndolo más espeso y maduro. Esto se traduce en el desarrollo de horizontes o capas de distinta naturaleza y color:

• Horizonte A: Zona de lavado (lixiviación) donde se acumula la materia orgánica (humus), constituyendo la principal fuente de nitrógeno para las plantas. Es el más oscuro.
• Horizonte B: Zona de precipitación o acumulación de algunas sustancias disueltas (hierro) junto con partículas de arcilla.
• Horizonte C: Zona poco alterada; por debajo se encuentra la roca madre inalterada o subsuelo.

Composición del Suelo

• Fase Sólida:
  • Materia orgánica: Humus, esencial como fuente de nutrientes y para mejorar la capacidad de retención de agua.
  • Materia inorgánica: Fragmentos de roca madre (grava, arena, limo, arcilla, minerales residuales) que forman los nutrientes de las plantas.
• Fase Líquida: Soluciones acuosas que actúan como vínculo de transporte produciendo el lavado, arrastre y concentración de sustancias químicas.
• Fase Gaseosa: Se aloja en los poros; está formada por nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono como consecuencia de la actividad biológica.

Textura y Conservación del Suelo

La textura del suelo es la proporción de partículas minerales sólidas. Según predomine un tamaño u otro, los suelos se clasifican en:

• Arenosos: Partículas más grandes.
• Arcillosos: Partículas más pequeñas.
• Limosos: Menos grandes que los arenosos.
• Francos: Si no hay un dominio claro de ninguno de los grupos anteriores.

La composición, la estructura y la textura son determinantes para la fertilidad. Mientras que la formación de 1 cm de suelo a partir de roca madre requiere entre 100 y 1000 años, su degradación natural o antrópica puede ocurrir muy rápidamente.

La erosión del suelo es una de las amenazas más importantes y menos reconocidas, impulsada por causas naturales y malas prácticas agrícolas (sobreexplotación de pastos, deforestación). La deforestación (como ocurre en la selva amazónica) deja el suelo desprotegido frente a la intemperie y el arrastre por el agua y el viento.

Dinámica de los Agentes Geológicos Externos y Sedimentación

Los agentes geológicos externos modelan la superficie terrestre tendiendo a su nivelación mediante el arrasamiento de los relieves y el relleno de las depresiones. Estos procesos abarcan desde la meteorización y erosión hasta el transporte y la posterior sedimentación en cuencas sedimentarias.

Formación de Rocas Sedimentarias

El hielo, el agua y el viento, en concurrencia con la gravedad, depositan en las zonas más deprimidas de la corteza (cuencas sedimentarias) los materiales erosionados, los cuales se acumulan en capas horizontales (estratos). El aumento de presión y temperatura a medida que los sedimentos alcanzan capas más profundas produce modificaciones físico-químicas que los transforman en rocas sedimentarias mediante el proceso de litificación o diagénesis.

Ambientes de Sedimentación y Tipos de Sedimentos

Las diferentes condiciones físico-químicas y biológicas en las cuencas generan diversos ambientes de sedimentación que imprimen a las rocas características específicas o facies. Los mares constituyen la principal cuenca de sedimentación. Los sedimentos se clasifican en:

• Detríticos o clásticos: Grandes minerales, fragmentos de rocas o de seres vivos de diversos tamaños que se depositan por gravedad.
• Precipitados químicos: Procedentes de iones en solución mediante procesos inorgánicos o por evaporación del agua (yesos, sales).
• Sedimentos orgánicos: Materia orgánica incorporada directamente al fondo de las cuencas, lagos o pantanos.

Estratificación y Litificación (Diagénesis)

Los sedimentos se depositan en capas horizontales (estratos). El límite inferior es el muro, el superior es el techo, y el espesor del estrato se denomina potencia.

La evolución de los sedimentos no consolidados hacia roca sedimentaria comienza con la compactación (expulsión de agua, disminución de volumen y porosidad, y aumento de densidad). Los procesos clave de la diagénesis son:

• Cementación: Precipitación de sustancias disueltas que rellenan los huecos y cementan las partículas (carbonato cálcico, sílice, óxidos de hierro).
• Recristalización: El agua retenida disuelve parcialmente los minerales, que vuelven a cristalizar adaptándose a las nuevas condiciones. Incluye la fosilización.
• Carbonatación y silicificación: Transformación de la materia orgánica, como la evolución de restos vegetales en distintos tipos de carbón (turba, lignito, hulla, antracita) o su reemplazo por sílice.