Meteorización, Erosión y Sedimentación: Procesos y Ambientes Geológicos

Meteorización, Erosión, Sedimentación y Ambientes Sedimentarios

Meteorización

La meteorización es el conjunto de cambios que sufren los materiales de la litosfera en contacto con la atmósfera, la hidrosfera o la biosfera. Estos cambios pueden ser de tipo físico o químico y pueden producirse por la acción de las aguas, los vientos, el hielo o los esfuerzos tectónicos. El agua es el principal causante de la meteorización. (Erosión = meteorización + transporte). La meteorización facilita la acción del transporte, fragmenta las rocas o cambia su composición.

Tipos de Meteorización

• Meteorización física: Se produce fundamentalmente por esfuerzos compresivos, por esfuerzos de relajación, por las variaciones de temperatura o por acción de los seres vivos.
  • Esfuerzos tectónicos: Actúan de forma compresiva, produciendo plegamientos o fracturaciones, y de forma distensiva, originando fracturas de distensión.
  • Gelifracción: Consiste en la rotura de las rocas producidas por el hielo. El agua introducida en las fisuras se congela, aumenta el volumen y el hielo actúa a forma de cuña abriendo las fisuras. Si este proceso se repite constantemente, la fisura se va ampliando hasta que se desmorona y cuartea la roca.
  • Termoclastia: Es una disgregación de las rocas sometidas a constantes subidas y bajadas de temperaturas; los minerales se dilatan y se forman microfracturas entre los granos que acaban desintegrando la roca.
  • Bioclastia: Es la rotura de las rocas producidas por los seres vivos.
• Meteorización química: Consiste en procesos que modifican la composición química de las rocas. Los principales agentes que producen estas alteraciones son el agua, el oxígeno y el CO₂.
  • Disolución: Se produce por la acción del agua, que disuelve los minerales y las rocas salinas como el yeso.
  • Oxidación-reducción: La oxidación consiste en la pérdida de electrones y la reducción, en la ganancia de electrones. Se producen cuando el O o el H se unen a minerales o rocas que contienen elementos metálicos. Las rocas se oxidan cuando sus componentes minerales se unen con el O. Los procesos de reducción son más frecuentes cuando las rocas quedan cubiertas por materia orgánica que hace proliferar bacterias liberadoras de ácido sulfhídrico.
  • Carbonatación: Se produce cuando el agua, que tiene CO₂, reacciona con compuestos como la caliza insoluble y se transforma en bicarbonato cálcico soluble.
  • Hidrólisis: Es la rotura de la estructura mineral por la acción del OH^- y H⁺ procedentes del agua. Los OH^- resultantes actúan como bases y los H⁺ actúan como ácidos sobre los minerales y las rocas.
  • Hidratación: Consiste en la modificación de una fase mineral al introducir agua en su estructura.

Erosión

La erosión consiste en la movilización por el agua, el hielo o el aire de los materiales que se producen como consecuencia de la meteorización de las rocas. Los mecanismos de erosión dependen de los agentes geológicos que actúen, del tipo de roca y del relieve existente. Cada agente erosiona de forma diferente. Se denomina abrasión al desgaste homogéneo y corrosión al desgaste selectivo, que deja oquedades en la roca.

Transporte

El transporte es el traslado de los minerales disgregados de un lugar a otro. Depende tanto del agente geológico como de las características de los materiales. Los materiales se desgastan durante el transporte. Los principales agentes de transporte son el viento, el agua fluvial, marina, el hielo y la acción gravitatoria.

Tipos de Transporte

• El viento puede transportar los materiales en contacto con la superficie del terreno por deslizamiento sobre la superficie, rodadura, saltación o suspensión.
• El transporte llevado a cabo por los ríos puede realizarse de manera que los materiales transportados permanezcan en contacto con el lecho fluvial, o bien que dichos materiales queden suspendidos dentro de la masa de agua.
• Las aguas del mar transportan los materiales impulsados por las olas, corrientes o mareas de la misma forma que las aguas fluviales.
• El transporte de las rocas por los hielos glaciares se realiza sobre la superficie del terreno.
• La acción de la gravedad transporta los materiales por deslizamiento cuando los relieves son en cuesta. Si el deslizamiento es lento, se denomina flujo y si se realiza mediante pequeños movimientos de ascenso y descenso de las partículas superficiales, creeps.

Principales Formas de Transporte

• Disolución: Los materiales viajan como iones en el seno del agua.
• Flotación: Los materiales van sobre el agente de transporte.
• Rodadura: Los materiales viajan en contacto con el lecho.
• En suspensión: Las partículas van incluidas en el interior del medio de transporte.

Sedimentación

La sedimentación es el asentamiento de los materiales en las cuencas sedimentarias. Se produce cuando el medio de transporte pierde energía. Durante la sedimentación, los materiales se acumulan en estratos.

Tipos de Sedimentación

• La deposición de los materiales de mayor tamaño que viajan por rodadura. Puede ocurrir cuando se pasa de un régimen turbulento a un régimen laminar o cuando disminuye la velocidad de la corriente.
• La decantación de los materiales que viajan en suspensión cuando las fuerzas de gravedad son mayores que las fuerzas que tienden a mantener las partículas en el seno del medio de transporte.
• La precipitación de los materiales disueltos que se produce cuando la concentración del material en disolución supera el límite de solubilidad. Está causada por la evaporación de agua en zonas climáticas.

Los Ambientes Sedimentarios

Los ambientes sedimentarios son zonas de la superficie terrestre donde se acumulan los sedimentos con determinadas características físicas, químicas o biológicas que permiten su reconocimiento. Según el lugar donde se produzca la sedimentación, los ambientes pueden ser continentales (glaciares, eólicos, fluviales, lacustres o kársticos), de transición (playas, albuferas, deltas, estuarios y arrecifes) o marinos (de plataforma, borde de talud y fondos oceánicos).

Tipos de Ambientes Sedimentarios

• Continentales:
  • Glaciares: Producidos por los hielos, que dejan depósitos de materiales desordenados y poco seleccionados, de tamaño muy variado con tills. Estos depósitos se acumulan y forman morrenas.
  • Eólicos: Causados por el viento, que forman depósitos de arena y limos. Las arenas transportadas por el viento pueden formar grandes llanuras, si los granos son isométricos, se pueden construir dunas, sobre las que se forman ripples.
  • Fluviales: Producidos por los ríos. Los sedimentos son principalmente detríticos. Se pueden encontrar en el lecho del río, a ambos lados del cauce formando terrazas o en la boca de los barrancos formando abanicos fluviales.
  • Lacustres: Los lagos contienen sedimentos orgánicos producidos por restos de animales y vegetales, así como sedimentos químicos y detríticos.
  • Kársticos: Formados por carbonatación en terrenos principalmente carbonatados. Las aguas ácidas producen disolución y generan cuevas y galerías.
• De transición:
  • Playas: Formadas por una franja de sedimentos que ocupan la ribera existente entre las aguas del mar y el continente.
  • Estuarios: Producidos en la desembocadura de los ríos en mares con suficiente energía para arrastrar los depósitos fluviales hacia el interior y erosionar la desembocadura del río.
  • Deltas: Formados con materiales transportados por los ríos y depositados en la desembocadura.
  • Albuferas: Llanuras lacustres, separadas del mar por una barra.
  • Arrecifes: Construcciones formadas por esqueletos de pólipos.
• Marinos:
  • De plataforma: Donde se acumulan preferentemente materiales calcáreos junto a otros materiales procedentes del continente.
  • Borde de talud: Los sedimentos caen por gravedad y se acumulan en el borde de talud donde se forman depósitos de gran potencia. Es un área de fuerte pendiente situada al final de la plataforma continental.
  • Fondos oceánicos: Con escasa cantidad de sedimentos de procedencia marina.

Diagénesis

La diagénesis es el conjunto de transformaciones físicas, químicas y biológicas que sufren los sedimentos hasta convertirse en rocas sedimentarias. Los cambios se producen tanto en las partículas minerales como en los espacios intersticiales, debido a las presiones, las temperaturas, la actividad metabólica de los seres vivos y las modificaciones en el pH o en el potencial de óxido-reducción. Los cambios diagenéticos se producen a baja presión y ocasionan la modificación de los minerales, así como la compactación y cementación de los sedimentos.

Transformaciones Diagenéticas

• La compactación consiste en una disminución de volumen debido a la presión de carga y al enterramiento que sufren los sedimentos.
• La cementación es la unión entre partículas por un aglomerante o cemento.
• Asimismo, hay otros cambios químicos que modifican la composición del sedimento:
  • Los procesos de disolución.
  • El intercambio iónico entre el sedimento y las disoluciones que discurren por él.
  • Los procesos de oxidación y de reducción.
  • La recristalización, una precipitación de los materiales disueltos con anterioridad.
  • El reemplazamiento de minerales por otros que estén en equilibrio con las nuevas condiciones del medio.

Tras la diagénesis, en una roca sedimentaria pueden distinguirse tres constituyentes:

• Esqueleto: Conjunto de partículas o granos de mayor tamaño que componen el armazón de la roca.
• Matriz: Formado por las partículas más finas que rellenan parcial o totalmente los poros existentes entre el esqueleto.
• Cemento: Material que precipita entre los granos a partir de compuestos químicos disueltos en el agua intersticial.

Clasificación de las Rocas Sedimentarias

• Rocas sedimentarias detríticas: Formadas por acumulación de fragmentos rocosos.
  • Conglomerados: Cantos redondos (pudingas), cantos angulosos (brechas).
  • Areniscas: Su principal componente es el cuarzo, que forma areniscas cuarcíferas. Si tienen proporción alta de arcillas son grauvacas, si llevan fragmentos rocosos y feldespatos son arcosas.
  • Arcillas: Las de mayor tamaño de grano son limolitas, y las de menor son arcillitas.
• Rocas sedimentarias no detríticas organógenas: Resultan de la acumulación de restos orgánicos.
  • Carbón: Según la cantidad de C que tenga la roca puede ser antracita (90%), hulla (80%) y turba (40%).
  • Petróleo: Es una mezcla de hidrocarburos formados a partir de plancton marino enterrado por una capa de sedimentos que se transforma por bacterias anaerobias.
  • Otros restos orgánicos: Rocas silíceas como las diatomitas, carbonatadas como las calizas de corales o fosfatadas como la fosforita.
• Rocas sedimentarias no detríticas químicas y bioquímicas: Formadas por reacciones químicas de precipitación o por la actividad de organismos vivos.
  • Fosfatadas: Formada por precipitación de sales fosfatadas.
  • Silíceas: Formada por cuarzo.
  • Carbonatadas: Por precipitación de carbonatos de calcio y de magnesio.
  • Ferruginosas y alumínicas: Debido a la precipitación del hierro y del aluminio.
  • Evaporitas: Por precipitación y evaporación. Yeso y silvina.