Geología General (070-3154) 12/07/2009 11:14:51 p.m.
Instructor: Ing. Geól. José Herrera García 1
Universidad de OrienteNúcleo de Bolívar
Escuela de Ciencias de la TierraDepartamento de Ingeniería Civil
Geología General (070-3154)
Instructor:Ing. Geól. José G. Herrera García
Ciudad Bolívar, Julio de 2009
Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 46. Intemperismo, erosión y suelo
Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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Ing. Geól. José Herrera García
• También se conoce como demorfismo, meteorización o clastación (formación de clásticos).
• El proceso destructivo o grupo de procesos mediante los cuales los materiales terrestres y rocosos expuestos a los agentes atmosféricos, en o cerca de la superficie terrestre, cambian de color, textura, composición, firmeza o forma, con poco o sin transporte del material suelto o alterado.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Involucra la destrucción física (desintegración) y la alteración química (descomposición) de las rocas (minerales) en la superficie terrestre o cerca de ella.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Un conjunto de procesos por los cuales las rocas y minerales son alterados física y químicamente, de modo que se acercan más al equilibrio conun nuevo conjuntode condiciones ambientales.
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• Producto del intemperismo se forma un manto in situ de sedimentos desgastados y preparados para su transporte
– Regolito o suelo.
• El regolito o suelo que es transportado se conoce como sedimento.
• El movimiento del sedimento se llama erosión.
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Ing. Geól. José Herrera García
• La mayor parte del intemperismo ocurre en la superficie.
• Sin embargo, éste también puede tener lugar a considerables profundidades.
• Así como en las juntas de las rocas que permiten la fácil penetración del oxígeno atmosférico y la circulación de aguas superficiales.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Algunos autores restringen el intemperismo a los procesos destructivos debido a las aguassuperficiales, que ocurren por debajo de 100 °C y a 1 kb.
• Otros amplían el término para incluir los cambios biológicos y la acción corrosiva del viento, agua y hielo.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 136. Intemperismo, erosión y suelo
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Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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Ing. Geól. José Herrera García
• Físico (mecánico):
– Rotura mecánica o desintegración.
• Químico:
– Descomposición por reacción con el agua.
– Produce materia disuelta y un residuo insoluble.
• Biológico:
– Acción de los organismos frecuentemente combinada con los procesos de meteorización físicos y químicos.
12/07/2009 11:11 p.m. 176. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Físico:
– Molienda de los granos de café.
• Químico:
– Mezcla del café con agua caliente (lixiviación, lavado).
– Genera materia disuelta (café) y un residuo depletado insoluble (borra del café).
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 216. Intemperismo, erosión y suelo
1.Intemperismo físico (mecánico)
Ing. Geól. José Herrera García
• Desintegración de la roca (rotura mecánica).
• Sin cambio en la composición mineral de ésta.
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• Frecuentemente sucede junto con el intemperismo químico, excepto en los climas extremos:
– El intemperismo físico domina en las regiones polares y desérticas.
– En cualquier otro lugar, domina el intemperismo químico.
12/07/2009 11:11 p.m. 236. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Es un proceso que rompe, desmenuza, disgrega o desintegra a la roca sólida.
12/07/2009 11:11 p.m. 246. Intemperismo, erosión y suelo
Granitometeorizado
Granitofresco
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• Básicamente debido a los siguientes tipos:– La congelación:
Cuña de hielo (macrogelivación).Alternancia de hielo y deshielo.
– La liberación de presión: Juntas laminares
Liberación de la presión de sobrecarga o de confinamiento.
– La expansión y contracción térmicas: Intemperismo térmico (termoclástico).Alternancia de humedad y sequía.
– El crecimiento de cristales de sales:Cuña de sal (haloclástico).
– La actividad de los organismos:Cuña de raíces.
12/07/2009 11:11 p.m. 256. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• El agua penetra en la fractura de una roca, congelándose dentro de ésta.
• La expansión del hielo provoca un acuñamientode la fractura abierta.
• Durante el deshielo el agua se infiltra más profundamente dentro de la grieta.
• La alternancia resulta en la desintegración de la roca.
• Este proceso es dominante en las regiones montañosas.
12/07/2009 11:11 p.m. 266. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 276. Intemperismo, erosión y suelo
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• Las rocas acuñadas son liberadas por la alternancia del hielo-deshielo acumulándose como un talud detrítico en la base de las laderas escarpadas.
• El talud detrítico pende acumulado en el ángulo de reposo.
12/07/2009 11:11 p.m. 286. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 296. Intemperismo, erosión y suelo
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• Las rocas se expanden con la erosión del material suprayacente con la consecuente reducción de la presión litostática (descompresión).
• Las rocas desarrollan grietas llamadas juntas laminares o de exfoliación.
– Por ejemplo, las rocas ígneas plutónicas:
Rompen o “desconchan” en capas paralelas llamadas lajas de exfoliación.
La liberación de la sobrecarga produce domos de exfoliación:
Exhiben exfoliación esferoidal.
12/07/2009 11:11 p.m. 316. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 326. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 336. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 356. Intemperismo, erosión y suelo
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• Acción de las raíces de las plantas/árboles:
– Agrandan las grietas de las rocas.
– Acuñamiento de las raíces.
– Este proceso se conoce también como intemperismo biomecánico.
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2.Intemperismo químico
Ing. Geól. José Herrera García
• Descomposición de los minerales que conforman una roca en sus componentes químicos (ataque químico).
• La composición química de la roca cambia.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Requiere agua: “el solvente universal”:
– Paisajes significativamente húmedos (ricos en agua).
• Virtualmente ausentes en los desiertos.
12/07/2009 11:11 p.m. 396. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Básicamente debido a los siguientes tipos:
– Disolución.
– Oxidación.
– Hidrólisis.
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Ing. Geól. José Herrera García
• La rocas es completamente disuelta.
• Algunos minerales como la halita, el yeso y la calcita se disuelven:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca+2 + 2HCO3-1
(calcita) + (agua) + (bióxido de carbono) → (ión de calcio) + (ión de bicarbonato)
• La acidez colabora en este proceso:
– Por ejemplo:
La lluvia ácida.
12/07/2009 11:11 p.m. 416. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Reacciones con el oxígeno:
– La roca se oxida.
– Una reacción en la cual un metal libera electrones.
• Resulta importante en la descomposición de los minerales máficos.
• La herrumbre es un ejemplo familiar de oxidación.
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• Reacciones con el agua:
– Liberación (lysis) por el agua (hydro).
• El agua libera los cationes que mantienen juntos a los silicatos:
– Cationes disueltos.
• Formación de nuevos minerales.
– Minerales alterados (residuos) tales como:
Minerales de arcilla.
Óxidos de hierro (moho).
12/07/2009 11:11 p.m. 436. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• El feldespato potásico se meteoriza en minerales de arcilla y algunos iones:
KAl2Si3O8 + 2H+1 + 2HCO3-1 + H2O →
(ortoclasa) + (ión de hidrógeno) + (ión de bicarbonato) + (agua)
Al2Si2O5(OH)4 + 2K+1 + 2HCO3-1 + 4SiO2
(caolinita, arcilla) + (ión de potasio) + (ión de bicarbonato) + (sílice)
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 456. Intemperismo, erosión y suelo
Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
Ing. Geól. José Herrera García
• Descomposición de los minerales inestables:– Inverso a la serie de reacción de Bowen:
Serie de estabilidad de Goldich.
– Rangos de estabilidad mineral:Minerales formados a alta P y T:
Son los más inestables en la superficie terrestre.
Minerales formados a baja P y T: Son los más estables.
– La descomposición forma minerales estables a partir de sus precursores inestables.Por ejemplo:
Olivino → óxidos de hierro.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 486. Intemperismo, erosión y suelo
Fuente: Andrew S. Goudie (2006), Encyclopedia of Geomorphology (v.1 y 2).
Ing. Geól. José Herrera García
• El volumen de la roca es reducido:
– Las esquinas y los lados son atacados rápidamente:
– Intemperismo esferoidal.
12/07/2009 11:11 p.m. 496. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 506. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Ambos mecanismo actúan de manera interrelacionada y en forma positiva.
• La desintegración física incrementa el área superficial.
• Esto permite que el agua invada a la roca y promueva los procesos de intemperismo químico (ataque químico).
• El proceso se repite ininterrumpidamente.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 526. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• La biotita y los feldespatos se meteorizan en minerales de arcilla.
• Estos minerales son removidos por el agua de escorrentía.
• Los minerales removidos hacen que la roca se desmenuce (desmigaje, desmorone).
• El cuarzo, mineral resistente al intemperismo, es dejado (abandonado).
12/07/2009 11:11 p.m. 536. Intemperismo, erosión y suelo
Geología General (070-3154) 12/07/2009 11:14:51 p.m.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 546. Intemperismo, erosión y suelo
Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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Ing. Geól. José Herrera García
• Los procesos actúan sobre la superficie de las partículas.
• Las rocas o los minerales son alterados de afuera hacia adentro.
12/07/2009 11:11 p.m. 576. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• El tamaño de la partícula.
• El clima.
• El material original.
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Ing. Geól. José Herrera García
• A mayor superficie, mayor efectividad del intemperismo químico.
• Las pequeñas partículas tienen, en comparación con su volumen, superficies mayores que las grandes.
12/07/2009 11:11 p.m. 596. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Mientras el área superficial del ejemplo crece, el volumen total sigue siendo 8 m³.
12/07/2009 11:11 p.m. 616. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García
• Con relación al bloque anterior…1. Su superficie total aumenta, a medida que se
divide en bloques más pequeños.
2. Mientras más pequeño sea cada bloque, mayor será el área superficial del bloque original en comparación con su volumen.
• Conclusión: el intemperismo mecánico reduce el tamaño de las partículas, contribuyendo al intemperismo químico al exponer mayor área superficial en una roca.
12/07/2009 11:11 p.m. 626. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Procesos químicos: se aceleran debido a las altas temperaturas y a la presencia de líquidos.
• El intemperismo químico es más efectivo en los trópicos que en las regiones áridas y árticas:
– En los trópicos, tanto la temperatura como la pluviosidad son altas, mientras que las tasas de evaporación son bajas.
– La vegetación y la vida animal son más abundantes.
12/07/2009 11:11 p.m. 636. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García
• Efectos del intemperismo en los trópicos:– Se extienden a profundidades de varias decenas
de metros.
• Efectos del intemperismo en las regiones áridas y árticas:– Se extienden sólo de unos centímetros a unos
cuantos metros de profundidad.
• El intemperismo químico prosigue en todas partes, menos, quizás, donde los materiales de la Tierra estén perfectamente congelados.
12/07/2009 11:11 p.m. 646. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• Algunas rocas son químicamente más estables que otras y no se alteran con igual rapidez por los procesos químicos:– P.e., cuarcita vs basalto.
• La estabilidad de los minerales comunes es precisamente lo contrario a su orden de cristalización en la serie de reacciones de Bowen:– Los minerales formados al final de la serie son
químicamente estables, mientras que los formados primero son alterados fácilmente por los procesos químicos.
12/07/2009 11:11 p.m. 656. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García
• Intemperismo esferoidal:
– Manifestación del intemperismo químico.
– Una roca, aunque sea de forma rectangular inicialmente, se intemperiza y toma una forma esferoidal porque ésta es la figura más estable que puede asumir.
12/07/2009 11:11 p.m. 666. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
• En un bloque rectangular…– Esquinas: son atacadas por los procesos de
intemperismo en tras lados.
– Bordes: son atacados por dos lados.
– Superficies planas (caras): se intemperizan de manera más o menos uniforme.
• Por consiguiente, las esquinas y los bordes se alteran con mayor rapidez, se desprende material de ellos y se desarrolla una forma más esférica. Una vez que se ha creado la forma esférica, todas las superficies se intemperizan al mismo ritmo.
12/07/2009 11:11 p.m. 676. Intemperismo, erosión y suelo
Geología General (070-3154) 12/07/2009 11:14:51 p.m.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 686. Intemperismo, erosión y suelo
1.Material parental
Ing. Geól. José Herrera García
• El material parental menos estable, formado a alta P y T, se intemperiza más rápidamente mientras que el formado a baja P y T es más estable.
12/07/2009 11:11 p.m. 696. Intemperismo, erosión y suelo
Geología General (070-3154) 12/07/2009 11:14:51 p.m.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 706. Intemperismo, erosión y suelo
2.Temperatura y humedad extremas
Ing. Geól. José Herrera García
• Calor y humedad:
– Intemperismo químico al máximo.
• Frío y humedad:
– Intemperismo físico al máximo.
• Calor y sequedad:
– Dominio del intemperismo físico.
• Frío y sequedad:
– Todo el intemperismo al mínimo.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 726. Intemperismo, erosión y suelo
Ing. Geól. José Herrera García
Intemperismoquímico
Intemperismofísico/mecánico
Pre
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Intemperismo físico/mecánico y químico combinados
Temperatura media anual (°C)
Fuerte
Moderado
Débil
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-20 -10 0 10 20 30
Ausente oinsignificante
Intemperismoquímico
moderadocon acción
del congelamiento(cuña de hielo)
Intemperismomuy ligero
Intemperismo químicomoderado
Intemperismo químicofuerte
0
50
100
150
200
-20 -10 0 10 20 30
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Ciudad BolívarP = 83 mm ; T = 27,7 °C
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 756. Intemperismo, erosión y suelo
3.Efectos biológicos
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• La biota activa acelera el intemperismo.
12/07/2009 11:11 p.m. 766. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 776. Intemperismo, erosión y suelo
4.Pasado geológico
Ing. Geól. José Herrera García
• El ritmo del intemperismo ha variado con las condiciones bióticas y atmosféricas.
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Fuente: ?
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Ing. Geól. José Herrera García
• Las masas de rocas no se intemperizanuniformemente.
• Esto resulta en numerosas formaciones rocosas, formas del relieve y paisajes inusuales y espectaculares.
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Ing. Geól. José Herrera García12/07/2009 11:11 p.m. 956. Intemperismo, erosión y suelo
Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
Ing. Geól. José Herrera García
• Es una combinación de minerales, materia orgánica, agua y aire que soporta el desarrollo de las plantas.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Hans Jenny (1941), identificó cinco:– El clima:
Aireación y la precipitación.
– El material parental:Mineralogía.
– La biota:Plantas, animales y microbios.
– La pendiente del terreno:Topografía.
– El tiempo:¡Historia geológica/evolutiva!.
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Ing. Geól. José Herrera García
• Los procesos formadores de suelo actúan desde la superficie hacia abajo.
• Esto origina horizontes de suelos:– Horizonte A:
Rico en materia orgánica y mineral.
– Horizonte B:Es transicional.
Presencia de materia mineral alterada y poca materia orgánica.
– Horizonte C:Lecho rocoso alterado.
12/07/2009 11:11 p.m. 996. Intemperismo, erosión y suelo
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Ing. Geól. José Herrera García
• Suelos diferentes se forman bajo condiciones climáticas diferentes.
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Pedalfer Pedocal Laterítico
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Ing. Geól. José Herrera García
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• Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K. y Tasa, D. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la Geología Física (8va ed.). (M. Martín-Romo, Ed., & AMR Traducciones científicas, Trad.) Ribera del Loira-Madrid, España: Pearson Educación S.A.
• Wicander, R., & Monroe, J. S. (1999). Fundamentos de Geología (2da ed.). (E. Palos, Trad.) México: International Thomson.
12/07/2009 11:11 p.m. 1036. Intemperismo, erosión y suelo
Geología General (070-3154) 12/07/2009 11:14:51 p.m.
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Sedimento y rocas sedimentarias
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