TEMA 4. LOS PROCESOS

SEDIMENTARIOS

• Los procesos sedimentarios son fenómenos de la superficie terrestre y del agua. Empieza con la destrucción de rocas sólidas por la meteorización, la erosión y el transporte por un medio (agua, viento, hielo), la deposición o precipitación y como ultimo la diagénesis, la formación de rocas sólidas. Los procesos sedimentarios generalmente son muy complejo y dependen de muchos factores.

1. METEORIZACIÓN

• Rotura o descomposición de las rocas por acción de la atmósfera o de los seres vivos “in situ”, no hay transporte posterior, ya que el agente no está en movimiento.

A) Tipos de meteorización: Generalmente se conoce tres tipos de meteorización.

- La meteorización mecánica - La meteorización química - La meteorización biológica -orgánica. Cada tipo de la meteorización tiene sus subtipos los

cuales dependen de los factores físicos, químicos o biológicos.

a) Meteorización mecánica: Rotura de las rocas sin modificación química de éstas, debida a la temperatura o los seres vivos. Se da en climas extremos.

1. Gelifracción: Rotura de los materiales debido al paso del agua en estado líquido a sólido (hielo) que lleva implícito un aumento de volumen lo que supone una fuerza de cuña que desgaja las rocas. Típica de altas montañas.

El resultado son fragmentos angulosos que se acumulan al pie de las paredes rocosas: PEDRIZAS O CANCHALES.

2. Expansión diferencial:

• Las oscilaciones diarias de temperatura producen una descamación superficial de las rocas.

• Típica de los desiertos.

3. Meteorización biológica:

• Las raíces de las plantas al penetrar y crecer ejercen una labor mecánica importante que acompañada por el azote del viento en las ramas produce un movimiento de palanca en el tronco de los árboles y arbustos que se transmite a las raíces, que remueven los materiales.

• También se da en musgos, líquenes, galerías subterráneas de animales,…

4. Pérdida de presión de carga:

• Cuando las rocas se liberan de la presión ejercida por los materiales que las cubren debido a la erosión, se descomprimen y aparecen fisuras de relajación o lajas.

5. Haloclastia

• El agua con sales disueltas ocupa las fisuras de las rocas. Al evaporarse, las sales cristalizan en dichas fisuras, aumentando su tamaño y provocando la fractura de las rocas.

• Este mecanismo se produce en zonas costeras y en zonas áridas.

b) Meteorización química:

Combinaciones químicas entre los componentes de la roca y los componentes atmosféricos, de manera que la roca queda preparada para que la meteorización mecánica la destruya más fácilmente.

1. Oxidación:

• La realiza el agua y el oxígeno.

• Afecta a rocas que estén compuestas por hierro.

• Tiñe a la roca de color rojizo.

2. Carbonatación:

• La produce el agua que lleva disuelto dióxido de carbono.

• Afecta a rocas carbonatadas (calizas).

• El carbonato cálcico que no es soluble en agua pura, se transforma en bicarbonato cálcico que si es soluble.

3. Hidrólisis:

• El agua ioniza los componentes de las rocas.

• Se produce en rocas solubles.

4. Disolución:

• El agua disuelve algunos minerales de las rocas, especialmente los minerales salinos (halita, yeso, etc.).

• Se originan pequeños canales en la superficie de las rocas.

5. Hidratación:

• Algunos minerales arcillosos cuando incorporan agua, aumentan su volumen y cuando la pierden, se contraen. Es el caso de las arcillas expansivas.

2. EROSIÓN:

• Labor de desgaste de los materiales superficiales de la corteza terrestre por acción de los agentes geológicos externos (hielo, agua, mar, viento).

3. TRANSPORTE:

• Desplazamiento de los materiales originados en la erosión por acción de los agentes externos.

• Tipos:

– Flotación: se produce en materiales poco densos.

– Disolución: materiales solubles en agua.

– Suspensión: partículas pequeñas y velocidad del agente alta.

– Saltación: botes y rebotes sobre el fondo.

– Rodadura o arrastre: partículas grandes que giran sobre sí mismas. Da lugar a materiales redondeados.

Flotación

4. SEDIMENTACIÓN:

• Depósito de materiales que se produce cuando el agente pierde su fuerza o disminuye la pendiente del terreno.

• Tiene lugar en las cuencas de sedimentación que son las zonas más bajas de los continentes o los mares. En ellas se produce subsidencia, es decir, un hundimiento del fondo por diversas causas.

• También en las cuencas sedimentarias tiene lugar la diagénesis.

5. DIAGÉNESIS

• Tras la deposición de los materiales sedimentarios comienza un proceso de compactación y cementación llamado diagénesis. El proceso tiene lugar cerca de la superficie y a temperaturas y presiones relativamente bajas, en el que se expulsan gases y agua.

a) Compactación:

• Disminución de volumen de una masa de materiales no consolidados debido a la compresión. Esta consolidación suele ser resultado del estrechamiento de los poros y la pérdida de agua intersticial de los sedimentos, debido al incremento del peso de los depósitos suprayacentes.

b) Cementación:

• Tiene lugar cuando se unen las partículas por los materiales precipitados procedentes de la circulación de fluidos.

c) Litificación:

• Cuando la diagénesis da lugar a la formación de capas de roca masiva.

6. EL SUELO

• Es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica.

A) Naturaleza del suelo: • Los componentes primarios del suelo son:

1) compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales: tienen tamaños que varían entre el de los trozos distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40.000 centímetros. Las grandes partículas del suelo, como la arena y la grava, son en su mayor parte químicamente inactivas; pero las pequeñas partículas inorgánicas, componentes principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de las plantas extraen nutrientes. El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de crecimiento.

2) los nutrientes solubles utilizados por las plantas. 3) distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta : restos vegetales y

restos animales, junto a cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus.

4) gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos.

• El componente líquido de los suelos, denominado por los científicos solución del suelo, es sobre todo agua con varias sustancias minerales en disolución, cantidades grandes de oxígeno y dióxido de carbono disueltos. La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al ser el medio por el que los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas. Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de las plantas, el suelo es estéril.

• Los principales gases contenidos en el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono. El primero de estos gases es importante para el metabolismo de las plantas porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias bacterias y de otros organismos responsables de la descomposición de la materia orgánica. La presencia de oxígeno también es vital para el crecimiento de las plantas ya que su absorción por las raíces es necesaria para sus procesos metabólicos.

B) Formación de un suelo:

• El suelo se forma en un largo proceso en el que interviene el clima, los seres vivos y la roca más superficial de la litosfera. Este proceso es un sucesión ecológica en la que va madurando el ecosistema suelo. La roca es meteorizada por los agentes metereológicos (frío/calor, lluvia, oxidaciones, hidrataciones, etc.) y así la roca se va fragmentando. Los fragmentos de roca se entremezclan con restos orgánicos: heces, organismos muertos o en descomposición, fragmentos de vegetales, pequeños organismos que viven en el suelo, etc. Con el paso del tiempo todos estos materiales se van estratificando y terminan por formar lo que llamamos suelo.

• El proceso de formación del suelo termina por estructurar a los materiales en unos estratos o capas característicos a los que se denomina horizontes. El conjunto de estos horizontes da a cada tipo de suelo un perfil característico.

• Tradicionalmente estos horizontes se nombran con las letras A, B y C, con distintas subdivisiones: A0, A1, etc.

• Sus características son: - El horizonte A0 es el más superficial y en él se acumulan hojas, restos de

plantas muertas, de animales, etc. - El horizonte A acumula el humus por lo que su color es muy oscuro. El

agua de lluvia lo atraviesa, disolviendo y arrastrando hacia abajo iones y otras moléculas. A esta acción se le llama lavado del suelo y es mayor cuando la pluviosidad es alta y la capacidad de retención de iones del suelo es baja (suelos poco arcillosos). En los climas áridos el lavado puede ser ascendente, cuando la evaporación retira agua de la parte alta del suelo, lo que provoca la llegada de sales a la superficie (salinización del suelo).

- El horizonte B acumula los materiales que proceden del A. - El horizonte C está formado por la roca madre más o menos disgregada.

C) Factores edáficos:

• Los principales factores que influyen en la formación de los suelos son:

1. Factores Litológicos: Son aquellos que se refieren a la naturaleza física y química de la roca madre, la cual puede ser de cualquier tipo.

2. Factores Biológicos: Son aquellos que están representados por los seres vivos (plantas, animales, microorganismos), los cuales juegan un papel importantes en el desarrollo de los suelos.

3. Factores Topográficos: Son aquellos que se derivan de la ubicación geográfica de los suelos.

4. Factores Climáticos: Son los más importantes en la formación de los suelos ya que el clima establece las condiciones de temperatura y humedad.

- El aumento de la temperatura influye de manera decisiva en muchas de las reacciones químicas que se desarrollan en los suelos, con lo cual se hace mas intenso el proceso de desintegración de las rocas.

- El aumento de la humedad o de las precipitaciones es favorable para el aumento de los compuestos orgánicos y la disminución de las sales en los suelos.

- El exceso de precipitaciones ocasiona un intenso lavado del suelo y por consiguiente lo deja estéril.

5. Factores Temporales: El tiempo es otro factor necesario para que el resto de los factores que influyen en la formación de los suelos puedan actuar.

D) El suelo como recurso:

• El suelo es un recurso natural que corresponde a la capa superior de la corteza terrestre. Contiene agua y elementos nutritivos que los seres vivos utilizan. El suelo es vital, ya que el ser humano depende de él para la producción de alimentos, la crianza de animales, la plantación de árboles, la obtención de agua y de algunos recursos minerales, entre otras cosas. En él se apoyan y nutren las plantas en su crecimiento y condiciona, por lo tanto, todo el desarrollo del ecosistema.

1. La degradación del suelo

• La degradación del suelo es la disminución de su capacidad para soportar vida, no solo la vegetal, que es la más aparente, sino también la de la microflora y de la fauna propia del mismo.

• Los principales procesos de degradación del suelo son:

– Degradación química: pérdida de fertilidad por salinización, acidificación, contaminación,etc.

– Degradación física: pérdida de la estructura del suelo por compactación.

– Degradación biológica: pérdida de humus por la eliminación de organismos humidificadores.

– Erosión del suelo: hídrica, eólica y humana.

2. Problemas derivados de la pérdida de suelo

• La erosión es la pérdida de suelo fértil, debido a que el agua y el viento normalmente arrastran la capa superficial de la tierra hasta el mar. El ser humano acelera la pérdida de suelos fértiles por la destrucción de la cubierta vegetal, producto de malas técnicas de cultivo, sobrepastoreo, quema de vegetación o tala del bosque. Las prácticas productivas sin criterios de protección, contribuyen en gran medida a que este problema se agrave cada día más. Ejm: cultivar tierras en pendientes, actividad minera, alteración del fondo marino, etc.).

• La desertificación es la intensificación de la aridez. Cabe destacar que este término se utiliza para describir procesos causados por los seres humanos. En cambio, otro concepto llamado "desertización", se utiliza para describir el proceso natural de la formación de desiertos. La desertificación, definida como la intensificación de las condiciones desérticas y el decrecimiento paulatino de la productividad de los ecosistemas, es generada principalmente por el ser humano, que actúa sobre un medio frágil y lo presiona en exceso para obtener su sustento.

• Perdida de fertilidad por monocultivo y salinización: Cuando se siembra la misma especie cada año, la tierra

se deteriora. El trigo agota el nitrógeno y otros nutrientes del suelo. Si se continúa cultivando trigo en la misma tierra, disminuye la producción cada año. El monocultivo de especies forestales también es un problema por la misma razón. Se está viendo que el replante de pinos en el mismo terreno ya no es tan rentable, porque en la segunda y tercera plantación disminuye el ritmo de crecimiento de los árboles. Además de agotar las tierras, el monocultivo multiplica algunas plagas, pues éstas pueden contar siempre con el tipo de alimento al que están adaptadas.

La salinización del suelo es la acumulación de sales provenientes del agua de regadío y de los fertilizantes usados. Debido al exceso de sales, el suelo pierde la fertilidad.

• La urbanización es el avance y crecimiento de las ciudades y la edificación de nuevas poblaciones, las que generalmente se ubican sobre suelo fértil. De esta forma se pierde el mejor suelo agrícola, se impide la recarga de los depósitos de agua subterránea y se destruye mucha microflora y microfauna que vive en el suelo. Una gran parte de los suelos con alto potencial agrícola de muchos países se encuentran dentro de límites urbanos y el rápido crecimiento de las urbes amenaza las tierras.

• La compactación del suelo se produce por el paso de personas, animales y vehículos en forma repetida por el mismo lugar. Esto provoca la desaparición de los espacios existentes entre las partículas del suelo, lo cual disminuye la cantidad de oxígeno presente y, por ello, la microflora y microfauna.

3. Medidas para evitar la pérdida de suelo

7. LA CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

• Existen tres grupos principales: detríticas, químicas y orgánicas.

1. Rocas sedimentarias detríticas : Se originan a partir de fragmentos de distintos tamaños que se obtienen por alteración de otras rocas preexistentes.

• En estas rocas se pueden diferenciar tres tipos de componentes: • Clastos: fragmentos más gruesos. • Matriz: fragmentos más pequeños situados entre los

clastos. • Cemento: sustancia que precipita entre los otros

componentes y los unen.

• Las rocas detríticas se clasifican de acuerdo con el tamaño de las partículas que contienen.

• Conglomerados: son rocas sedimentarias formadas por consolidación de cantos, guijarros o gravas, de fragmentos superiores a 4 mm (si los granos son entre 2 y 4 mm. se denomina microconglomerado), englobados por una matriz arenosa o arcillosa y con un cemento de grano fino que los une (caliza o silícea).

• Areniscas: son rocas sedimentarias cuyos granos poseen un diámetro inferior a 2 mm. Se trata de arenas cementadas en una matriz que, aunque puede ser de naturaleza muy variada, es generalmente silícea. La permeabilidad de estas rocas depende del número y tamaño de los poros que se intercomunican.

• Lutitas: Las lutitas (limonitas y arcillitas), son rocas detríticas de grano muy fino (las arcillas tienen menos de 0,002 mm.). Están cementadas por precipitación química, y su porosidad puede llegar a ser inferior al 10% cuando se produce la compactación de limos y arcillas; éstas últimas tienen un alto valor económico.

• 2. Químicas: son aquellas en cuya formación o composición se desarrolla un proceso químico, y en ocasiones bioquímico.

• Atendiendo al modo que se manifiesta ese proceso, o a los elementos que las componen, se clasifican en: carbonatadas, silíceas, evaporitas, fosfatadas, ferruginosas y calizas de precipitacion.

3. Bioquímicas: también llamadas organógenas, son aquellas cuyo origen es la sedimentación o precipitación química de organismos, generalmente acuáticos.

Se distinguen las:

– Calizas biohérmicas

– Cretas

– Calizas metasomáticas

– Silíceas

4. Orgánicas: son aquellas que se han formado por la acción de los seres vivos.

Son los carbones y petróleos.

8. ESTRATIFICACIÓN

• Disposición en capas que presentan las rocas sedimentarias de la corteza terrestre.

• Es importante porque:

– En los estratos quedan registrados los acontecimientos que se han producido a lo largo del tiempo.

– Su estudio nos permite reconstruir la historia geológica de la zona.

A) CRONOLOGÍA RELATIVA

• Se llama datación relativa a la forma de datar las rocas basadas en las relaciones entre ellas con los fósiles.

• Esta ordenación es de tipo puramente secuencial, indicando que acontecimiento sucedió antes y cual después sin atender a una escala cronológica que los fije en el tiempo.

a) ALGUNOS PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA ESTRATIGRAFÍA

1. Principio de la superposición de los estratos

2. Principio de la horizontalidad

3. Principio de las relaciones de corte oblícuo

6. Principio de las inclusiones

7. Ley de Walther o de la sucesión de facies

1. Principio de la superposición (Steno, 1669)

“ En una secuencia no deformada de rocas sedimentarias, cada estrato es más antiguo que el que tiene por encima y más moderno que el que tiene por debajo”

• Este principio básico de ordenación cronológica en muchas ocasiones no se cumple, ya que el orden de formación original (horizontal) puede verse modificado por procesos tectónicos.

• Por ello es necesario utilizar unos criterios de polaridad que permitan determinar cual es la base del estrato (muro) y la zona alta (techo) y por tanto permita la datación relativa.

2. Principio de la horizontalidad original

• Los estratos se depositan en general en una

posición horizontal.

Inclinación de estratos:

• Por fuerzas tectónicas los estratos en algunos sectores muestran una inclinación. Las fuerzas tectónicas además producen fallas, pliegues y deformaciones

3. Principio de las relaciones de corte oblícuo (Hutton, 1788)

• “Lo que corta es posterior”

• Una unidad de rocas es siempre más antigua que cualquier rasgo que la corte o afecte (ej. Fallas, metamorfismo, intrusiones ígneas, superficies erosivas).

b) DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS

• Son “cicatrices” erosivas producidas por la interrupción de la sedimentación durante un periodo de tiempo en que la región considerada se somete además, en algunos casos, a procesos erosivos, para posteriormente, al reanudarse la sedimentación, hacerlo sobre la superficie generada dando origen a la “cicatriz”.

• HIATO: Lapso de tiempo transcurrido sin sedimentación.

• LAGUNA ESTRATIGRÁFICA: Lapso de tiempo transcurrido sin sedimentación pero bajo condiciones erosivas.

a) DISCONFORMIDAD:

• Discontinuidad en que, pese a la superficie de erosión entre dos formaciones, se mantiene el paralelismo entre los distintos grupos de estratos, lo que evidencia la ausencia de fenómenos de plegamiento durante la laguna estratigráfica.

http://www.bioygeo.info/Animaciones/Unconformity.swf

B) DISCORDANCIA:

• Discontinuidad en la que durante la laguna estratigráfica se ha producido el plegamiento y simultánea o posterior erosión de la unidad inferior, por lo que no existirá paralelismo entre esta formación y los estratos de la superior.

• Discordancia angular

C) INCONFORMIDAD:

• Discontinuidad producida por el contacto entre una roca plutónica o metamórfica y otra sedimentaria situada sobre ellas.

B) CRONOLOGÍA ABSOLUTA

• Son dataciones que proporcionan una edad numérica, es decir, el número real de años transcurridos desde un suceso o empleados durante un proceso.

• Son importantes por la seguridad de sus determinaciones y la obtención de un número absoluto como indicación de tiempo.

• Los métodos absolutos se clasifican en:

A) MÉTODOS NO RADIACTIVOS:

a) Estudio de las varvas glaciares: el número de bandas claras y oscuras que se producen en este tipo de sedimentación nos indica el número de años que ha durado. (banda clara primavera y verano y oscura invierno)

b) Dendrocronología: estudio de los anillos de crecimiento de árboles fósiles.

c) Bandas de crecimiento en conchas o esqueletos calizos de animales, por ejemplo, en los corales, las capas se yuxtaponen diariamente.

B) MÉTODOS RADIACTIVOS:

Se fundamentan en los avances de la química isotópica y en la espectrografía de masas (separación y valoración cuantitativa de isótopos de una determinada sustancia en función de su masa atómica).

Algunos elementos son radiactivos, es decir, se desintegran espontáneamente y emiten energía.

• El método C14 se utiliza para la datación de restos fósiles carbonados recientes. Permite dataciones seguras del Cuaternario.

• El método del K/Ar se utiliza para el Fanerozoico y el método del Rb/Sr para el Paleozoico y el Precámbrico.

ESCALA CRONOESTRATIGRÁFICA

• Los geólogos comenzaron por delimitar en la historia de la Tierra sucesivas etapas:

– ERAS: grandes lapsos de tiempo caracterizados por el tipo de vida orgánica presente en el planeta.

• Precámbrica

• Paleozoico

• Mesozoico

• Cenozoico

– PERIODOS: lapsos de tiempo en que se dividen las eras. Corresponden en general a importantes perturbaciones en la corteza terrestre. Reciben nombres relacionados con las regiones donde las rocas correspondientes a su edad fueron reconocidas y estudiadas por primera vez. • Cámbrico: nombre romano de Gales

• Ordovícico: Tribu celta que habitaba en el País de Gales.

• Silúrico: Tribu celta que habitaba en el País de Gales.

• Devónico: Devonshire (Gran Bretaña).

• Carbonífero: grandes yacimientos de carbón formados.

• Pérmico: Provincia de Perm (URSS).

• Triásico: hace alusión a los tres tipos de rocas de esta edad en Europa.

• Jurásico: Montes de Jurá en Francia-Suiza.

• Cretácico: cuya raíz latina significa caliza, roca que forma los famosos acantilados ingleses del Canal de la Mancha y que se extiende por toda Europa incluyendo, por supuesto, la isla de Creta.

– UNIDADES GEOCRONOLÓGICAS: responden a divisiones puramente temporales. Suelen utilizarse como sinónimos de las UNIDADES CRONOESTRATIGRÁFICAS que definen los estratos depositados durante un tiempo.

GEOCRONOLÓGICA CRONOESTRATIGRÁFICA

Eon Eontema

Era Eratema

Periodo Sistema

Época Serie

Edad Piso

LOS FÓSILES

• Un fósil es cualquier ser vivo que vivió en épocas pasadas y que se ha conservado, en parte o en su totalidad en las rocas hasta nuestros días.

• Por extensión, también reciben este nombre las huellas de actividad orgánica y las marcas producidas en el techo de los estratos.

• Constituyen uno de los instrumentos más valiosos para la determinación de la edad relativa de las rocas en las que se encuentran incluidos.

• De su estudio se encarga la PALEONTOLOGÍA.

LA FOSILIZACIÓN

• Los compuestos que mejor fosilizan son:

– Carbonato cálcico: es el más frecuente en conchas y esqueletos.

– Sílice: aparece formando las espículas de las esponjas, en radiolarios y diatomeas.

– Fosfato cálcico: forma parte de huesos y dientes de vertebrados. Asociado a la quitina aparece en los artrópodos.

• Los factores más importantes en el proceso de fosilización son:

– Un rápido enterramiento de los organismos muertos (protege los restos orgánicos de la fragmentación y de la destrucción por meteorización).

– Presencia de partes duras, ya que las partes blandas se descomponen. A veces el material orgánico blando puede conservarse por el proceso de carbonización (vegetales y peces).

FÓSILES GUÍA

• Son aquellos que permiten establecer una escala temporal relativa por:

– Haber existido en gran número (facilidad de fosilización y localización como fósil).

– Tener una amplia dispersión horizontal (haber ocupado amplias zonas).

– Haber tenido muy poca dispersión vertical (haber vivido poco tiempo y sufrido rápidas modificaciones morfológicas).

• Nos indican la edad del depósito y el ambiente.

ERA FÓSIL AMBIENTE

PRIMARIA (PALEOZOICO)

Trilobites Marino

Cruzianas Marino

Helechos arborescentes Continental

SECUNDARIA (MESOZOICO)

Ammonites Marino

Belemnites Marino

Reptiles (Dinosaurios) Continental

TERCIARIA (CENOZOICO)

Nummulites Marino

Huesos de mamíferos (roedores)

Continental

CUATERNARIA (NEOZOICO)

Restos de homínidos Continental

Industria lítica humana Continental