Processos Geològics i Ambients Sedimentaris

PROCESSOS GEOLÒGICS

Són transformacions d'uns objectes geològics en uns altres de diferents, com la transformació d'una roca sedimentària en una metamòrfica.

PROCESSOS GEOLÒGICS EXTERNS

Tenen lloc a la superfície terrestre i poden ser estudiats i mesurats directament.

METEORITZACIÓ

És el procés de descomposició de les roques i minerals a causa del seu contacte amb l'atmosfera.

METEORITZACIÓ MECÀNICA

• Descompressió: Les roques arriben a la superfície de la Terra a causa de l'erosió que pateixen els materials que tenen damunt. Es produeix una disminució de la pressió litostàtica. Les roques queden fracturades.
• Gelificació: És l'agent de meteorització mecànica més eficaç. És el trencament de les roques a causa de l'acció del gel. Es produeix quan l'aigua omple les esquerdes de les roques i es comença a glaçar.
• Canvis de temperatura nit-dia: Es produeix en determinades zones càlides del planeta on l'amplitud tèrmica entre la nit i el dia arriba fins a 50 graus. Els cicles d'escalfament-refredament es produeixen repetidament provocant repetides dilatacions que no són uniformes.
• Arrels: Les arrels de les plantes penetren en les fissures rocoses buscant humitat i les eixamplen, contribueixen així al trencament de les roques.

METEORITZACIÓ QUÍMICA

Produeix que alguns minerals es transformin en uns altres de nous o desapareguin per dissolució. Afecta més als minerals formats en condicions de temperatura i pressions altes. L'aigua és la principal responsable.

• Hidròlisi: Els ions H+ i OH- hidrolitzen i destrueixen les xarxes cristal·lines dels silicats. Es dona principalment sobre roques granítiques.
• Descarbonatació: Es produeix quan l'aigua actua sobre les roques i provoca reaccions de descarbonatació. Les calcàries es dissolen quan l'aigua conté àcid.
• Hidratació: Consisteix en l'absorció d'aigua per les xarxes cristal·lines sense que hi hagi una combinació o canvi d'ions que origini un nou material.
• Oxidació: És la reacció de l'oxigen dissolt en l'aigua amb els ions bivalents d'elements com el Fe o Mg, que formen part dels minerals.

ELS AGENTS EXTERNS

La majoria dels agents geològics externs venen condicionats pel clima de cada zona. Principals agents externs:

• Rius: Modelen el relleu de la superfície de la Terra utilitzant el cicle de l'aigua.
• Glaceres: Modelen el relleu de la superfície de la Terra utilitzant el cicle de l'aigua.
• Moviments de massa: Causats per la gravetat.
• Vent: Causat pels canvis de pressió atmosfèrica que fan que es creïn corrents d'aire.

INESTABILITATS GRAVITATÒRIES

Són conseqüència directa de l'acció de la gravetat sobre els materials dels vessants, especialment quan el relleu dibuixa forts pendents. Classificacions d'aquests processos:

• Caigudes: Despreniment de blocs amb un recorregut, com a mínim parcial, per l'aire. Es produeix en llocs on el pendent és molt fort i les roques compactes. Causades per l'erosió de les aigües subterrànies o un riu o torrent.
• Lliscaments: Són moviments de masses o blocs a través d'una o diverses superfícies de lliscament. N'hi ha de:
  • Rotacionals (quan la superfície és còncava i provoca un moviment giratori de la massa inestable).
  • Translacionals (quan el moviment té lloc a favor d'una superfície més o menys plana).
  • Blocs (quan blocs sencers llisquen sobre una superfície lubricada amb aigua, o diversos blocs cauen al llarg d'una superfície inclinada).
• Moviments de massa: Són causats per la gravetat i modelen el relleu superficial. Els materials es comporten plàsticament. N'hi ha de:
  • Reptació: Moviment gravitacional del sòl, vessant avall, com a conseqüència de l'alternança inflament-desinflament.
  • Solifluxió: Procés en el qual participen el flux i la reptació sobre sòls saturats d'aigua.
  • Colades de fang: Gran quantitat d'aigua que satura els materials argilosos o fins. No necessiten pendents pronunciats, es comporten com a líquids.

AIGÜES CONTINENTALS

• Erosió laminar: Si la pluja és duradora o torrencial, l'aigua s'escola per zones del terreny més poroses.
• Solcs: Té lloc quan l'aigua es reuneix en petits fils que segueixen una línia de pendent màxim, sense direcció. Com a conseqüència es formen xaragalls i barrancs.

La intensitat de l'erosió depèn de:

• Erosivitat: Capacitat erosiva de l'agent. Més gran com més quantitat d'aigua es posi en moviment en un temps reduït.
• Erosionabilitat: Facilitat del terreny per ser erosionat. Depèn de: la presència de vegetació, la naturalesa del terreny, com més pendent més erosionabilitat.

ELS TORRENTS

Són cursos d'aigua amb llera fixa, de poca longitud i fort pendent. No sempre porten la mateixa quantitat d'aigua. Hi ha: torrents permanents i torrents estacionals. Trams:

• Conca de recepció: Recull l'aigua precipitada en una àrea extensa.
• Canal de desguàs: Llera principal del torrent. Canalitza les aigües de la conca de recepció.
• Con de dejecció: Lloc on el torrent diposita els materials arrossegats.

Els torrents són erosius. Amb el temps poden formar cascades i ràpids.

RIUS

Són corrents d'aigua estabilitzats, de circulació constant. L'acció geològica dels rius depèn de l'energia cinètica del curs d'aigua, que va variant al llarg del recorregut.

• La capacitat de transport: És la quantitat màxima de massa de sediment que pot transportar per a un cabal i velocitat determinats. Varia amb el cabal i la velocitat del riu.
• La càrrega: És la capacitat real de materials que el corrent transporta en un moment determinat.
• Perfil longitudinal: Representació gràfica de l'alçada sobre el nivell del mar de cada punt del riu.
• Perfil d'equilibri: Assoliment del perfil longitudinal teòric d'un riu.

FORMES FLUVIALS DEL RIU

El curs d'un riu es subdivideix en: curs alt (zones de capçalera), curs mitjà i curs baix (a prop de la desembocadura). En el curs alt el riu es comporta de manera torrencial, amb molta capacitat d'erosió. Al curs mitjà i baix els rius circulen per pendents suaus a una alçada similar a la del nivell de base. Els sediments procedents del curs s'acumulen i com a conseqüència es formen planes d'inundació.

• Meandres: Zona on els sediments acostumen a ser més fins i el riu circula per un sol canal que descriu corbes. La zona de màxima fondària es troba a la part convexa (externa). El corrent erosiona el costat convex i sedimenta al costat còncau.

TRANSPORT DEL RIU

Els rius fan una acció selectiva sobre els materials que transporten segons la mida.

• Càrrega de fons: Partícules més grosses transportades per arrossegament i rodament.
• Càrrega en suspensió: Partícules més fines que enterboleixen l'aigua.
• Càrrega en solució: Sals i minerals. Depèn de la solubilitat dels materials.
• Maduresa textural: La forma de transport que produeix la separació per la mida dels materials i origina sediments.
• Maduresa mineralògica: Les partícules més toves desapareixen.

EVOLUCIÓ DELS CURSOS FLUVIALS

Es va modificant al llarg del temps, s'adapta a la topografia del terreny.

• Joventut: Els rius tenen caràcter torrencial. Hi predomina l'erosió vertical i la formació de congostos, cascades i salts.
• Maduresa: Predomina l'erosió lateral que tendeix a eixamplar les valls. Apareixen meandres i es formen planes d'inundació.
• Vellesa: Xarxa fluvial a prop del perfil d'equilibri. El relleu està molt atenuat a causa de l'erosió.

DESEMBOCADURA

• Delta: Desembocadura d'un riu en una massa d'aigua tranquil·la on es fa un dipòsit de sediments detrítics. Depèn de:
  • Oceanogràfics: Les marees i els forts corrents propers a la costa dificulten la formació.
  • Tectònics: Només es desenvoluparan grans deltes si els fons de la conca es poden enfonsar sota el pes dels sediments.
• Estuari: És una mena de delta en el qual alguna circumstància impedeix l'acumulació de sediments a la boca del riu.

GLACERES

Modifiquen el paisatge i originen una morfologia peculiar, condicionada per la topografia que hi havia.

EROSIÓ GLACERA

Duen a terme una erosió més intensa sobre els materials disgregats que sobre roques dures i compactes. Hi intervenen dos mecanismes:

• Desgast produït pels materials transportats pel gel contra la superfície sobre la qual circula.
• Arrenca fragments rocosos del substrat i es generen superfícies rocoses.

FORMES D'EROSIÓ GLACIAL CARACTERÍSTIQUES

• Circs: Grans depressions excavades al peu dels cims més alts. Tenen forma circular amb parets verticals.
• Valls glacials: Tenen un perfil transversal en forma d'U, amb fons pla i parets verticals.
• Valls penjades: Petites valls que desemboquen a les valls principals. Tenen forma d'U i resulten de l'excavació de petites llengües glacials.

TRANSPORT I SEDIMENTACIÓ GLACIALS

La càrrega està constituïda pels materials que provenen dels circs que cauen de les parets de la vall.

• Morena: materials que són transportats i sedimentats.
  • Morenes de fons: tenen un grau de compactació elevat a causa del pes del gel.
  • Morenes marines: Té lloc quan la glacera coincideix amb la línia de costa i el gel es fon i es formen icebergs que deixen caure sobre el fons marí la seva càrrega de sediments.
  • Morenes frontals: Serveixen de represa als llacs de front glacial.

VENT

És l'agent d'erosió menys eficaç de tots perquè no té força per excavar valls i altres formes.

EROSIÓ I TRANSPORT DEL VENT

Desplaça les partícules soltes que hi ha a la superfície. Les partícules més grans són mogudes per arrossegament i les més fines per suspensió.

• Deflació: Ho produeix el vent quan el terreny agafa la càrrega.
• Corrosió: Ho produeix el vent quan va carregat de partícules que es troba al seu pas i produeix el bombardeig de les partícules transportades.

SEDIMENTACIÓ DEL VENT

Els grans de sorra arrencats s'acumulen en altres llocs i originen planes sorrenques i dunes amb ondulacions. Segons la direcció del vent es formen:

• Si la direcció és constant, barcanes.
• Si la direcció és variable, dunes piramidals.

AIGÜES SUBTERRÀNIES

L'erosió de les aigües subterrànies està constituïda per l'existència de roques calcàries o evaporítiques.

FORMES EXOCÀRSTIQUES

Són causades per la dissolució a la superfície.

• Rasclers: Es formen quan l'aigua circula sobre la superfície de les roques solubles i forma estries de dissolució.
• Dolines: Són depressions circulars formades per dissolució dels sostres de cavernes subterrànies.
• Poljé: És una gran plana tancada de fons pla i parets més o menys escarpades.
• Toves: Són concrecions calcàries formades per la precipitació de carbonat càlcic sobre la vegetació aquàtica en llacs i aiguamolls.

FORMES ENDOCÀRSTIQUES

Són tots els conductes de l'interior del carst.

• Avencs: Es formen quan l'aigua circula verticalment fins al nivell freàtic.
• Galeria: Conducte subterrani natural subhoritzontal que es troba a les coves.
• Estalactites i estalagmites: Formades en les cavitats que no estan mai submergides per la precipitació de la calcita original.
• Travertins: Posseeixen bandes circulars i concèntriques.

MAR

El modelatge de les costes influeix en l'alçada i direcció de les onades, tipus i disposició de les roques, intensitat de les marees i els corrents.

FORMES D'EROSIÓ

L'energia que actua sobre les costes prové de les onades i les marees.

• Onades: Agent universal que canalitza grans quantitats d'energia cap a la costa i exerceixen la principal acció erosiva.
• Marees: Amplien el camp d'actuació de les onades.

Formes d'erosió més característiques:

• Penya-segats: Es formen perquè les onades incideixen sobre la costa formada per roques dures i excaven la base i utilitzen els fragments que en resulten per continuar destruint la formació rocallosa. La formació d'un penya-segat està condicionada per l'estructura de les capes, la inclinació i el grau de fracturació.
• Plataformes d'abrasió: Zona plana situada al peu d'un penya-segat.

TRANSPORT I SEDIMENTACIÓ AL MAR

Es produeix de la forma següent (formació d'una platja): Quan trenca una onada les partícules del fons són arrossegades cap a terra. L'onada diposita la càrrega sòlida a la zona de batuda. En retornar, arrossega novament cap al mar una part dels grans, però no tots. Cada onada aporta a la platja material nou.

• Platges: Són formes d'acumulació originades pel dipòsit de material detrític fi.
• Barres: Línies de sorres paral·leles a la línia de costa.
  • Fletxa, unides al continent.
  • Tómbols, en forma de petites penínsules.
  • Illes barrera, si estan aïllades.
• Costes:
  • Pacífic, presenten estructures plegades paral·lelament a la línia de costa, els sinclinals queden coberts per aigua.
  • Atlàntic, estructures geològiques perpendiculars a la línia de costa, que originaran promontoris i badies.
• Refracció: modificació de la trajectòria de fons d'una onada en incidir sobre la costa.

EVOLUCIÓ DE LES COSTES

L'evolució de les costes està regida per 4 fenòmens:

• Erosió: Períodes on es creen penya-segats i plataformes d'abrasió.
• Sedimentació: Increment de la superfície emergida del continent.
• Emersions: Són moviments relatius del continent respecte del nivell de l'oceà.
• Enfonsament.

SISTEMES MORFOCLIMÀTICS

Conjunt d'agents i processos que actuen en cadascuna de les zones climàtiques de la superfície de la Terra.

• Clima continental: Gran diferència de temperatura a l'hivern i l'estiu. Es troba a Europa central, interior de la Xina i Sibèria. És de temperatures extremes. Precipitacions escasses, plou més als mesos d'estiu. El relleu està constituït per estepes i praderies (zones seques) i també taigàs (zones humides).
• Clima preglacial: Processos creats per la congelació d'aigua i les àrees on apareixen aquests processos. Les temperatures són inferiors a 0 graus. Les precipitacions són escasses i la vegetació inexistent. Es troba als pols, zones d'Argentina i Pirineus, Islàndia. El gel és l'agent principal.
• Tropical desèrtic: Se situen en la zona dels tròpics i zones del desert (Sàhara). També hi ha deserts freds (Antàrtida). Els agents predominants són: vent, cursos torrencials, canvis de temperatura bruscos, aixaragallament difús. Es distingeixen en 3 zones de precipitacions: semiàrida, àrida i hiperàrida. Durant el dia 50 graus, de nit -0 graus.
• Oceànic: Presenta un relleu molt variat. El clima és temperat i humit, amb precipitacions abundants i regulars. (Galícia, Cantàbria). Mitjana de temperatura, 14 graus. Temperatures suaus, hiverns temperats i estius frescos i suaus.

ESTRAT

És un cos de roca sedimentària que correspon a un únic episodi de sedimentació. El gruix i potència d'un estrat pot anar de mm a m. El límit d'un estrat pot estar marcat per: canvis de litologia, superfícies d'erosió, superfícies de no-sedimentació, capa fina pelítica que separa els estrats d'igual o diferent naturalesa. La informació que contenen prové de: contingut fòssil, color, composició litològica i mineral, estructures sedimentàries.

ESTRUCTURES SEDIMENTÀRIES

Són instrument per llegir el passat dels estrats.

ESTRUCTURES D'ESTRATIFICACIÓ (SUPERFÍCIES)

Podem trobar-les al mur o al sostre dels estrats.

• Marques de corrent: Marques deixades pel moviment de l'aigua. Serveixen per deduir la direcció dels corrents de l'aigua en el passat.
• Esquerdes de retracció: Marques circulars a manera de petits cràters, deixades per l'acció de les gotes de pluja.
• Empremtes de pluges: Marques circulars a manera de petits cràters, deixades per l'acció de les gotes de pluja.
• Motlles de cristalls: Els motlles deixats per sals cristal·litzades són característics d'ambients àrids.
• Empremtes fòssils: Marques deixades per animals que es desplacen damunt d'un terreny tou. Permeten conèixer espècies i tipus d'animals.
• Arrugues: Ondulacions superficials provocades pel flux d'un medi, aigua o vent, que arrossega sorra a no gaire velocitat.
• Bases erosives: Es donen quan l'estrat superior erosiona el sostre de l'inferior.

ESTRUCTURES INTERNES

• Estratificació massiva: Es dona quan dins d'un estrat no s'observa cap mena d'estructura.
• Laminació fina: Quan dins d'un estrat és possible distingir fines làmines diferents, variació de color o petits canvis de litologia.
• Laminació encreuada: Presenta làmines que no són paral·leles a l'estratificació.
• Granoclassificació: Presenta un canvi gradual de mida dels clasts, de manera que pot augmentar cap a la part superior de l'estrat o disminuir.

AMBIENTS SEDIMENTARIS

Les condicions físiques, químiques i biològiques d'un medi actual poden comparar-se a les del mateix medi en el passat.

• Conca sedimentària: Depressió de l'escorça terrestre, de grans dimensions, on es produeix sedimentació. Envoltada de zones amb relleu que subministren materials.
• Medi sedimentari: Àrea que té unes condicions físiques i químiques on hi ha sedimentació. Es poden classificar en 3 grups.

AMBIENTS CONTINENTALS

Aquells que es formen en condicions subaèries.

• Fluvial: Correspon a rius i a la seva zona d'inundació, representant cursos baixos.
• Al·luvial: Corresponen als cons de dejecció localitzats als marges de les serralades, on moren els torrents.
• Desèrtic: Característics d'ambients molt àrids, on predomina el vent.
• Glacial: Correspon a regions ocupades per glaceres on l'aigua no es troba en estat líquid. El gel és el principal agent d'erosió.
• Lacustre i palustre: Els medis lacustres corresponen a estanys, zones que són fondes perquè no hi hagi vegetació. Els palustres són els pantans i els aiguamolls, medis poc profunds on pot haver-hi vegetació.

AMBIENTS MARINS

Aquells que es troben sota les aigües marines. Els estrats que s'hi formen acostumen a tenir coloracions grises i presenten carbonats.

• Plataforma continental: Zona que hi ha des del litoral fins al límit submarí del continent, a menys de 200 m de profunditat i afavoreix el creixement d'algues i biodiversitat.
• Talús i fons oceànic: El talús representa el límit de l'escorça continental. S'acumulen els materials dipositats a la part externa de la plataforma continental. Es sedimenten turbidites.

AMBIENTS DE TRANSICIÓ

Són zones que limiten amb els ambients continentals i marins que tenen influències continentals i marines.

• Costaner (platges): El medi de transició de més abast. L'aigua en controla la dinàmica.
• Deltaic: Els materials arrossegats pel riu detrítics, són dipositats i posteriorment retreballats per l'aigua del mar. En un delta distingim:
  • Plana deltaica (zona emergida i on es poden alternar ambients palustres i fluvials).
  • Front deltaic (Forma de talús i es presenta en capes inclinades de sorres).
  • Prodelta: (És la part més distal i profunda).
• Albufera: Són llacunes salades, allargades en direcció a la costa. Es tracta d'ambients de baixa energia, on es dipositen materials detrítics fins.

COLUMNA ESTRATIGRÀFICA

És un conjunt d'estrats que s'han sedimentat en un lloc de manera consecutiva. A través de la columna estratigràfica, es pot observar com els ambients sedimentaris han anat variant amb el pas del temps.

• Hiat: absència de sedimentació entre el sostre d'un estrat i el mur següent.
• Buit erosiu: l'interval de temps representat per materials que es van sedimentar i van ser erosionats més endavant.
• Llacuna estratigràfica: Es refereix a l'absència de dipòsits corresponents a un lapse que manquen a causa d'un hiat.
• Estrats concordants: Si es presenten paral·lels.
• Estrats discordants: Si es presenten no paral·lelament.
• Discordança angular: És determinada per un pla que separa netament els estrats inferiors amb una altra.
• Discordança regressiva: Els estrats canvien d'angle gradualment.
• Correlació: Comparació de dues o més columnes estratigràfiques, amb la finalitat de veure l'establiment de correspondències en el temps.
• Transgressió: Representa un ascens del nivell del mar que comporta una invasió del mar sobre la terra.
• Regressió: Representa un descens del nivell del mar.

CRITERIS QUE COMPAREN LES COLUMNES ESTRATIGRÀFIQUES

• Criteris litològics: Es basen en la composició de la roca, textura, color i estructura sedimentària.
• Criteris mineralògics: Es basen en l'observació de minerals estranys.
• Criteris químics: La presència d'elements químics estranys pot ajudar a fer la correlació.
• Criteris paleontològics: Els elements més utilitzats, es basen en la localització de fòssils, determinar edats absolutes...
• Criteris geofísics: Poden ser paleomagnètics.
• Criteris tectònics: Es basen en la presència de discordances que es produeixen simultàniament en una regió extensa per a materials de la mateixa edat.