Unidad 4: Alteracin y movilizacin de las rocas

UNIDAD 2: ALTERACIN Y MOVILIZACIN DE LAS ROCASLa accin del clima sobre las rocas se llama METEORIZACIN O INTEMPERISMO y ella puede ser de dos tipos1- Meteorizacin fsica o mecnica:

Significa desintegracin de una roca en partculas menores sin alteracin qumica. Se reconocen dos variedades:

La primera es la desintegracin en bloques, resulta de la formacin de grietas, que rompen la masa de roca en gran nmero de bloques o fragmentos individuales.

La segunda, llamado desintegracin granular, resulta de una prdida de cohesin entre las partculas individuales de los minerales, que hace que la roca se convierta en una masa granular incoherente (como la arena).

Algunas causas de la intemperizacin o meteorizacin fsica son:

1- Variacin de la temperatura o termoclasta. Los cambios de temperatura determinan modificaciones en el volumen de la masa de roca. Al calentarse la parte exterior se dilata y se producen esfuerzos de tensin y cortantes entre las partes externa e interna. 2- Expansiones trmicas de los minerales o haloclasta principalmente cuando la alternancia del calor del da los dilata y el fro nocturno los contrae, por lo cual el material se fatiga y fractura. 3- Expansiones trmicas por congelacin o crioclasta. Cuando los cambios de temperatura son tales que hay hielo y deshielo alternativamente, pueden ser eficaces los efectos desintegradores debidos a la fuerza de dilatacin del agua confinada en la roca. La absorcin de la mayor parte de las rocas gneas es tan lenta, que este proceso suele producir ms frecuentemente una desintegracin en bloque, que una desintegracin granular.

4- Desgaste, impacto y trituracin. Las rocas pueden romperse tambin mecnicamente por diversos procesos, entre los que pueden mencionarse los roces, golpes, la trituracin o la corrasin.

5- Exfoliacin esferoidal. Es el proceso en que por accin de las fuerzas fsicas internas, se separan de una roca grandes fragmentos curvados a manera de costras, dando lugar a la formacin de colinas abovedadas llamados tambin domos de exfoliacin y otras estructuras menores como peascos redondeados y bloques o bochones.

6- Agentes fsicos. Entre estos se pueden citar al agua que corre por la superficie del hielo de un glaciar o por el curso de un ro de montaa, al viento y las olas del ocano, que tambin pueden contribuir a la reduccin del material rocoso a fragmentos cada vez menores.

2- Meteorizacin qumica.

Consiste en la alteracin de las rocas a causa de modificaciones mineralgicas, inducidas por agentes superficiales, en especial el agua y los seres vivos. Los elementos que pueden actuar son1. El oxgeno responsable de procesos de oxidacin por la adicin de iones de oxgeno, en especial en las rocas que contienen hierro. Cuando los xidos de hierro forman hematita son ms rojizos y cuando estn hidratados forman limonita, de color amarillento.

2. El anhdrido carbnico, responsable del proceso de carbonatacin, que ocurre a partir de la disolucin de carbonatos en el agua, bajo la accin de los cidos. 3. El agua en estado lquido o de vapor, responsable de los procesos de hidratacin, (adicin de agua a los minerales, que la absorben e incorporan como parte de su estructura atmica o molecular.

4. Como resultado de estos procesos, se produce el proceso de desilizacin por el cual se separa la slice de los silicatos minerales.

Un problema especial: el carst y el seudo carst.

La palabra carst o karst deriva del nombre de una regin yugoeslava llamada karso. Esencialmente el proceso se desarrolla as:

1- Se requiere un paquete litolgico de rocas calizas, de algunas decenas o centenas de metros de espesor. 2- Una densa red de diaclasas en las rocas, que, junto con los planos de estratificacin, forman una compleja trama de grietas por las que penetra el agua infiltrada despus de las precipitaciones.

3- El tapiz de la vegetacin de superficie, al alterarse forma cidos que son llevados por coluviacin o percolacin hacia la profundidad, aprovechando la red de diaclasas y planos de estratificacin de las rocas calizas.4- La presencia del agua con cidos, disuelve los carbonatos y en consecuencia, las diaclasas se agrandan y terminan formando una red subterrnea por la cual escurre el agua, la cual termina por formar verdaderas cavernas y ros, en profundidad.

5- En superficie es frecuente la ausencia de cursos fluviales, o bien, que si los hay la red sea desintegrada con sectores de cursos superficiales, que se hunden en sumideros o ponoors y pueden reaparece kilmetros aguas abajo.

6- En el terreno pueden aparecer depresiones poco profundas, que pueden o no contener agua, iso diamtricas, llamadas dolinas. Es frecuente que tomen contacto unas con otras, originando depresiones mayores, ms complejas llamadas uvalas y que a su vez, stas al unirse formen los llamados poljs. 7- Como estas depresiones casi nunca conservan agua en superficie, son utilizadas por la agricultura debido a lo frtil que es el material producto de la meteorizacin de las calizas, llamada terra rosa.

8- La formacin de grutas o cavernas, se ve favorecida por la existencia de algn estrato que sirve de piso y permite un escurrimiento lineal que no progrese en profundidad. La ciencia que se ocupa del estudio de las cavernas se llama espeleologa9- Por otra parte, las cavernas pueden permanecer sin dar evidencias de su presencia, en la medida que por encima de ellas, exista un estrato que oficie de techo, lo suficientemente fuerte como para no hundirse. No obstante ello, es frecuente que los techos hundidos de las cavernas, sirvan de respiradero y fuente de alimentacin.

10- En otros casos, si el nivel del agua subterrnea aumenta mucho (debido a grandes precipitaciones o a interconexiones con otros cursos subterrneos) el agua puede aflorar formando manantiales, o ambientes lacustres, cuyo fondo es el sector de caverna en que se hundi el techo.

11- El continuo fluir del agua superficial hacia la profundidad, lava los carbonatos dando lugar a la formacin de: 1- estalactitas (desde el techo hacia abajo); 2- estalacmitas (desde el piso hacia arriba) y 3- mltiples formas de cortinas, doseles, guirnaldas, columnas, etc...

12- El esquema siguiente puede ilustrar algo ms sobre la formacin del carst tpico, del cual se encuentran bellsimos ejemplos en Mxico, Espaa, Brasil, Mendoza, Francia, Italia, Yugoeslavia, Yucatn, gran parte de la costa caribe y en general, en todas aquellas regiones que tengan o hayan tenido: 1- condiciones climticas hmedas, capaces de ofrecer agua a los procesos de disolucin; 2- que hayan estado afectadas por procesos geolgicos vinculados a la acumulacin de grandes paquetes de rocas calizas como los que se dan en los geosinclinales.El seudo karst, como su nombre lo indica es parecido al karst verdadero que terminamos de describir, pero se da bajo las siguientes condiciones:

1- Rocas no calcreas pero que posean sales o minerales capaces de disolverse por accin del agua de percolacin, frecuentemente derivados de condiciones desrticas.

2- Rocas afectadas por procesos de arrastre hipodrmico de sus coloides.

3- Estos procesos alteran la estructura del paquete litolgico, debido a lo cual se producen hundimientos en el terreno (seudo dolinas, seudo uvales y seudo poljs), que pueden o no contener agua..

LOS VEREMOS MS EN DETALLE AL TRATAR ESCURRIMIENTO.

2. MOVILIZACIN DE LAS ROCAS

1- Causa Primaria de los movimientos: La accin de la gravedad

Cuando las rocas estn expuestas en la superficie de la Tierra, la meteorizacin comienza a actuar inmediatamente, para establecer un equilibrio entre el material rocoso y su nuevo medio climtico. Otros factores unen sus fuerzas, logrando que, a partir de la roca con algn grado de alteracin, se produzca el movimiento de los materiales hacia niveles ms bajos.

Dicho de otra manera, la meteorizacin, por s misma no produce formas de relieve, sino que stas se producen cuando el material meteorizado o regolita, es removido de su punto de origen. La fuerza que produce el movimiento es la gravedad, que acta directa o indirectamente mediante la intervencin del agua, el viento o los glaciares.

La migracin o movilizacin de las rocas por accin directa de la gravedad, recibe el nombre de movimiento de masas, desgaste de masas, remocin en masa, remocin de masas o movimientos de laderas.

Se entiende por movimiento de masas el desprendimiento y transporte ladera debajo de suelos y material rocoso, bajo la influencia de la gravedad.Estos movimientos pueden ser de diferentes magnitudes, desde movimientos lentsimos y del orden de los milmetros, hasta algunos en los que el material se desplaza varios cientos de kilmetros.

Casi siempre se piensa que la cada del material es sorpresiva y que no existen indicios de lo que va a ocurrir, pero los especialistas afirman que siempre existen indicios de los cambios de relacin entre las partculas del suelo, las fuerzas de cohesin que las mantienen firmes en las laderas y la fuerza de gravedad que trata de movilizarlas.

Donde la tectnica ha elevado las rocas, y cuanto ms alto es el relieve, los movimientos de masa son importantes factores de movilizacin del material. De esta manera el relieve va desgastndose y las alturas tienden a rebajarse. En algunos lugares se estima que este desgaste alcanza valores de 0,80 a 1 metro cada 10.000 aos.

Los movimientos de materiales en la ladera comienzan con pendientes que pueden rondar los 4 a 6. Se desplaza mayor cantidad de material y a mayor velocidad, cuando el terreno es ms empinado, ya que la forma vertical es donde se ejerce la mxima fuerza de gravedad, la cual disminuye en la medida en que lo hace la pendiente.

El conjunto de partculas movilizadas, bajo diferentes formas, tambin modela los flancos o laderas de los relieves, formando los llamados taludes o sea el modelo de declive que existe entre las mayores y las menores alturas. Tambin puede decirse que un talud es una pendiente de transporte que asume el ngulo apropiado para mantener un movimiento del terreno cuesta abajo. Cuando caen los grandes bloques, tienden a desplazarse, tan lejos como se lo permita la energa gravitacional que traen, y el tipo de terreno que encuentran, por lo cual puede ser que queden prximos a la base o bien que se desplacen lejos de ella. La continuidad del proceso, crea un modelo de pendiente que guarda un equilibrio entre el material que llega, los procesos de alteracin que lo afectan, y el material que es retirado por la erosin.

Si predominan los procesos de acumulacin por sobre los de erosin, el talud alcanza un equilibrio entre la cima y la base, se cubre de vegetacin y suelos dando un modelo ondulado al relieve. Si existen procesos que socavan la base, en el talud se movilizan los materiales superiores que reemplazan a los inferiores y desde la cumbre son alimentados por nuevas cadas de material, con lo cual el talud se mantiene activo, y las laderas retroceden, se mantienen empinadas, el relieve se va desgastando y se dificulta la instalacin de vegetacin y la evolucin de los suelos.En general, los taludes cubiertos por detritos suelen tener pendientes entre 25 y 40 pero pueden ser inferiores o se van modificando, en la medida que la meteorizacin altera los bloques, los reduce en tamao y los hace susceptibles a ser movilizados por el agua o el viento. En estos casos, el principal factor del movimiento ya no es slo la fuerza de gravedad, sino que es la fuerza de gravedad actuando como energa hidrulica o elica.

Las pendientes naturales ms inclinadas, (que sobrepasan los 40) son escasas y caen en la categora de acantilados.

La importancia de estudiar los movimientos de masas radica en que ellos son:

Los principales factores del modelado en los interfluvios.

A partir de ellos se inicia el transporte de materiales desde las reas ms elevadas hacia las ms bajas, ocupadas por las corrientes fluviales.

Ellos aportan la mayor parte del caudal slido transportado por los cursos.

Ellos pueden, en consecuencia, modificar la dinmica del agua fluvial, de acuerdo a la carga slida que aporten.Debemos considerar ahora que, el desprendimiento y la cada empiezan cuando las fuerzas que se oponen al desplazamiento han sido vencidas. Qu es lo que causa la resistencia y cmo se la supera?

La intensidad de la resistencia vara segn la pendiente. En las pendientes empinadas la resistencia es leve y el material meteorizado se pone en marcha inmediatamente cuesta abajo. Cuando la pendiente disminuye, la resistencia es mayor al punto que el material movilizado desde las alturas, cuando la pendiente disminuye (o alcanza un nivel crtico para el tipo de material que se est movilizando) ste puede quedar inmvil.

Las causas de la resistencia en todas las pendientes son:

1- La cohesin: o propiedad que tienen las partculas de mantenerse juntas.

Es una fuerza que: 1- se resiste al inicio del movimiento, pero que tiene muy poco efecto de frenado una vez que aqul se ha iniciado. 2- Es inversamente proporcional al tamao de los granos por lo tanto ser mayor, cuando ms pequeos, y alcanza su mximo en la arcilla. 3- Es directamente proporcional a la capacidad de las rocas para absorber agua y por lo tanto ser mayor en las montmorillonitas que en las caolinitas. 4- Es favorecida por la presencia de agua entre los granos mientras que los espacios porosos guarden una proporcin entre su contenido mineral, de aire y de agua. Pero si, por algn motivo esta proporcin se altera y el aire es obligado a salir, se reduce la cohesin y el agua favorece los procesos de friccin.

2- La friccin: o propiedad que depende de la presin dentro del material alterado y del tamao o aspereza de las partculas.Es una fuerza que: 1- slo resiste el inicio del desplazamiento, sino que tiende a retardarlo una vez que se ha iniciado. 2- Si la pendiente es suave, el material puede ser movido fcilmente no slo cuando est suelto sino cuando est levemente compactado. Si la capa alterada es gruesa, las partculas presionan una sobre otra y aumentan la friccin, lo que retrasa o impide el desplazamiento. 3- Es inversamente proporcional al tamao de las partculas y al nmero de superficies de contacto que estas ofrezcan. Cuando las partculas son grandes, el nmero de contactos y de superficies de contacto son menores y es menor la friccin. En partculas pequeas, el nmero de contactos y las superficies de contacto son mayores, por lo tanto es mayor la friccin. 4- Cuando es excesiva el agua que embebe los espacios porosos, desaloja al aire y genera una presin que tiende a separar los granos individuales. Al hacerlo, disminuye la friccin, la cohesin interna y por lo tanto, la resistencia del material a ser desplazado.3- La accin de las races: ejercen una accin mecnica de frenado que depende de: 1- la estructura que tengan y de la profundidad a que lleguen. 2- la constitucin del terreno y de la profundidad de la regolita. 3- la capacidad del suelo de contener agua.

Por lo que se acaba de ver:

La fuerza de gravedad ejerce su accin en todo momento, pero para que se inicie el movimiento, tiene que vencer las fuerzas de retienen in situ al material.

2- Causas Secundarias de los movimientos de masa:

1- Remocin del soporte lateral o inferior: 1- por erosin fluvial o glaciar; 2- por accin del oleaje; 3- por meteorizacin o disolucin de materiales; 3- por cada anterior de rocas; 4- por construccin de canales, carreteras, canteras, minas, etc. 5- por alteracin de los niveles de agua en lagos y reservorios.2- Sobrecarga en la ladera: por el peso de: 1- agua infiltrada en las rocas; 2- el peso de construcciones, nieve, torres, trnsito y de la vegetacin;3- Cambio en las fuerzas de cohesin intra granulares por: 1- vibraciones de maquinarias o del trfico; 2- accin ssmica, fallamiento o erupciones; 3- explosiones mineras, blicas, etc.; 3- mecido de los rboles por el viento (continuo o espordico en huracanes, etc. 4- compresin o descompresin brusca en sedimentos profundos; 5- lubricacin hdrica; 6- hidratacin de rocas plsticas; 7- cambios en las presiones laterales por hielo- deshielo, expansiones por descarga o por hidratacin. 4- Discontinuidades: litolgicas o estratigrficas.5- Accin de fluidos en movimiento: erosin fluvial, elica, marina y glaciar.6- Otras: orgnicas: cuevas, madrigueras, races, etc...Clasificacin de los movimientosConsiderando que los movimientos siempre se producen ladera abajo, para clasificarlos se utilizan varios criterios.1- Segn el sentido: Verticales: 1- cada de materiales: rocas, suelos o complejos de detritos, 2- asentamientos o hundimientos: por compactacin diferencial, por disminucin de fluidos, por disolucin, por fluencia, por derrumbes, por deshidratacin; 3- elevaciones o expansiones: por congelamiento, hidratacin, expansin por descarga, combamientos

Laterales: 1- Reptacin: movimiento de la capa superficial del relieve, en la cual no puede definirse una superficie neta de corte entre la parte que se mueve y la que est en reposo. Afecta a pendientes an inferiores a 5 y el material se arrastra o repta ladera abajo y como un todo homogneo se amolda a las irregularidades del terreno. La velocidad del material que repta es mayor en superficie y disminuye en profundidad.

En esto tiene que ver la condicin climtica del rea que favorezca procesos de dilatacin y contraccin del suelo sea por alternancia de congelacin- fusin; cambios de calor a fro o bien de hidratacin- deshidratacin.

El aumento del volumen desplaza a las partculas hacia la cara libre de la masa, en forma perpendicular al terreno. Cuando este se contrae, la partcula no es llevada hacia atrs a su posicin anterior, sino que asienta con una componente gravitacional que al hacerla caer en forma vertical la desplaza hacia delante algunos milmetros. De ese modo todos los materiales se desplazan en un movimiento combinado que involucra las partculas individuales y al total del material superficial de la ladera. Es por ello que puede reconocerse: 1- reptacin de suelos; 2- de rocas; 3- de taludes. 2- Solifluxin: flujo lento de suelos o regolita, saturadas de agua, en el sentido de la pendiente. Entre las condiciones que requiere pueden mencionarse: buen abastecimiento de agua proveniente del derretimiento de nieve o hielo del suelo; laderas de pendiente fuerte a moderada libres de vegetacin; un subsuelo siempre congelado llamado permafrost; rpida meteorizacin fsica que reponga el material detrtico que ha reptado y en todos los casos, que exista una capa lubricada por el agua o el hielo, que oficie de plano de desplazamiento del material.

3- Deslizamientos: El movimiento se produce a lo largo de una superficie de corte. Cuando es curva, produce los llamados deslizamientos rotacionales, en los cuales el centro de rotacin se encuentra fuera de la ladera. Si la superficie es un plano inclinado, favorecido por discontinuidades litolgicas, planos de estratificacin, diaclasas o fallas, dar lugar a deslizamientos traslacionales o en lajas.

Esquema de Deslizamientos rotacionales

Esquema de Deslizamientos traslacionales

2- Segn la velocidad:

Lentos:1- Corrientes terrosas o fangosas: el material meteorizado y muy hidratado, se desplaza sobre roca sana, casi siempre arcillosa. La dificultad de infiltracin produce una discontinuidad, a lo largo de la cual se desplaza el material. Son propias de reas tropicales hmedas.2- Pueden incluirse la reptacin, solifluxin, asentamientos, etc porque ac se destaca la velocidad y no el sentido. Rpidos:1- Individuales: Se caracterizan por un cambio instantneo de posicin de bloques, detritos o granos, en forma espontnea, por vibraciones ssmicas, voladuras, trnsito vial o ferroviario, etc. Los materiales pueden ser bloques individuales aislados o en conjuntos, reciben el nombre de derrubios conforman el tpico talud a 45 llamado talud de derrubios.3- Colectivos: La diferencia esencial con los anteriores es que toda una ladera entra en colapso y se moviliza masivamente. Pueden distinguirse dos grandes grupos: Encauzados: Se caracterizan porque en su desplazamiento forman una depresin por la cual se orientan las rocas como detritos y lodo. Reciben varios nombres locales o regionales que involucran materiales de granulometra fina, como las coladas de barro, torrentes de barro, propios de reas con gran espesor del material meteorizado; los lahares conjunto de piedras, barro y cenizas asociado a las erupciones volcnicas y otros donde la caracterstica es la acumulacin de material rocoso, que se desplaza por las depresiones formando corrientes de detritos o de piedras. Todos tienen gran capacidad de erosin, y al producir el desprendimiento de materiales de las laderas y los valles, se carga de ms materiales que ejercen peso y los moviliza a favor de la gravedad. No encauzados: Son movimientos masivos de las laderas, pero sin encauzamiento definido, de los cuales como ejemplo puede citarse los aludes, que comienzan generalmente con la cada libre de una masa de nieve o hielo que puede o no estar asociada a detritos rocosos, todo lo cual fluyen a gran velocidad, tornando la masa cada vez ms fluida, en la medida que el agua y el aire son calentados por la presin del descenso.Sntesis tomada de:

GEOMORFOLOGA de Chorley R. y Schumm, R. Trad. del Ingls Prof. Pilar Serra. 1998

GEOMORFOLOGA de Margarita M. Rocha Penteado. Trad. del portugus Prof. Pilar Serra. 2000

CLASIFICACIN GEOMORFOLGICA DE LOS MOVIMIENTOS COLECTIVOS. Popolizio, E. 1981, de quien se ha tomado y modificado los dibujos para adaptarlos al texto.. LA SUPERFICIE DE LA TIERRA. Bloom, A. 1989.

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