unitat6 ct1 0809 processos externs

11

Tema 8: Processos geològics externs

8.1 Processos geològics externs8.2 En equilibri inestable8.3 Acció geològica de les aigües continentals8.4 Acció geològica del vent8.5 Acció geològica de les aigües subterrànies8.6 Sistemes morfoclimàtics8.7 Acció geològica del mar

Realitzat: professor Albert Batllori

22

8.1. Processos geològics externsEls processos geològics poden ser:a) Interns: transformació dels materials o accions geològiques de

moviment físic de materia li energia (volcanimse i terratrèmols). El motor d’aquest processos és el calor intern del planeta.

b) Externs: els que tenen lloc en l’exterior que poden ser fàcilment mesurables. El seu motor és l’energia solar.

33

8.1. Processos geològics externsL’acció de la geodinàmica externa es pot dividir en tres etapes:1. La erosió és el desgast de les roques pels agents i depèn de:* Temps d’exposició* Estructura de les roques* Composició química* D’una prèvia, o no, meteoritzacióEs pot produir de dues maneres:Despreniment: A causa de la força dels agentsAbrasió: Quan les partícules sòlides transportades xoquen contra altres.

44

8.1. Processos geològics externs

Erosió diferencial

55


2. El transport és el trasllat dels materials i pot ser:

a) Químic: Si es transporten dissoltesb) Físic: pot ser: *Arrossegament (o deslliçament) i rodolament: si les partícules són grans i pesants. *Saltació: Les partícules quan impacten reboten i hi tornen a caure repetidament. *Suspensió: Les més petites es mantenen sense dipositar-se a causa de les turbulències i els remolins de l’aire o de l’aigua. *Flotació: Es dóna en l’aigua quan les partícules tenen menys densitat.

66


3. La sedimentació consisteix en la deposició dels materials transportats. Ho fan o per evaporació o saturació en el cas de que el transport sigui químic; o per pèrdua de força, si el transport és físic. Aquesta pot ser: *Sobtada: i els sediments de diverses mides queden barrejats. *Gradual: si primerament es dipositen els sediments més grossos i després els més petits.

77

8.2. En equilibri inestable: fenòmens de vessant o inestabilitats gravitatòries

Fenòmens o moviments de vessants on es conjuguen l’aigua (com element lubrificant) i el pendent que facilita l’acció de la gravetat.

88


Els processos fonamentals són:1. Despreniments : Caiguda de blocs, amb un recorregut, com a mínim parcial, per l’aire. Fa falta que el pendent sigui molt fort i les roques compactes (penya-segats). Normalment produït per l’erosió de l’aigua per delcalçament (si és un torrent o riu per soscavament lateral) o per gelifracció (en aquest cas s’anomena esbaldregada) quan entre l’aigua a esquerdes.

99


Els processos fonamentals són:2. Esllavissades: Lliscaments de masses de terra i roques amarades d’aigua (l’aigua fa disminuir la cohesió) sobre superfícies de lliscament. Intervenen 3 forçes (gravetat G, la normal R que manté la cohesió per fregament –la presència d’aigua o argila la fa disminuir- i la Z o de cizalla –el pes provoca el lliscament i augmenta amb el pendent).

1010


Podem distingir dos tipus:- Translacionals: si el trencament és més o menys paral·lela al terreny quan existeix una roca competent (ferme) asentada sobre argila o margues (argila i calcita).- Rotacionals o slump: quan el terreny és uniforme i es donen superfícies curves o còncaves provocant un moviment giratori, amb una cicatriu característica.

1111


Els processos fonamentals són:3. Fluxos: procés que ocòrrer quan el material superficial poc consisten (margues, argiles, formacions sedimentaries recents), s’humiteixen i es comporten com a fluids, no conservant la seva forma original. Podem destacar dos tipus:

1212


3. Fluxos: - Reptacions: L’alternança inflament (hidratació) – desinflament (deshidratació) produeix el desplaçament del mantell superior del sòl anual d’1 a 2 cm/any en zones atemperades, i de 3-6 cm/any en zones tropicals. Produïnt l’incurvació d’arbres, pals, tanques...

1313


- Corrents de fang: Quan hi ha gran quantitat d’aigua sobre una superfície de granulometria fina (argila, cendres volcàniques) aquesta passa a comportar-se com un fluid per superar la barrera tixòtropa (pas de gel a fluid). Aquest canvi també pot ser provocat per les vibracions d’un sisme o d’una estampida.

1414


1515


- Solifluxió: són petits i lents fluxos viscosos produïts intermitentment en cada cicle glaç-desglaç.

1616

8.3. Acció geològica de les aigües continentals

Normalment ¾ parts de la P(Precipitació) retorna a l’atmosfera com ETR(evapotranspiració), una petita part s’infiltra I, recargant els aqüífers, i la resta conflueixen formant la Es (escorrantia superficial), quan la velocitat de caiguda és superior a la velocitat d’absorció.

P = Es + I + ETRL’escorrantia superficial, moguda per gravetat, compren:- aigües sense llera marcada (aigües salvatges o torrenteres)- aigües temporals en llera marcada (torrents)- aigües contínues en el temps però amb diferent cabal en llera marcada (rius)

1717

8.3. Acció geològica de les aigües continentals Encara que hi ha diferentes formes de desplaçament de l’aigua els mecanismes d’erosió, transport i sedimentació són comuns.

L’aigua d’escorrantia flueix inicialment per al sòl en làmines fines i amplies que s’anomenen d’escorrantia en làmina. La quantitat d’aigua que circula així depén de la capacitat d’infiltració del sòl que està controlada per una sèrie de factors:

- Intensitat i duració de la precipitació- L’estat d’humitat previ del sòl- Textura del sòl- Pendent del terreny- Naturalesa de la coberta vegetal.

1818


Després les aigües es concentren en estries i formen un corrent, poden arribar a circular a velocitats properes a 1 km/h fins a velocitats > 30 km/h. Aquesta velocitat no és homogènia ni verticalment ni horitzontalment.La capacitat d’erosionar i de transport està directament relacionada amb la velocitat del corrent.

1919


2020


Factors que determinen la velocitat:1. Gradient o pendent

pendent o gradient és tg a = Δh / ΔL

2121


Factors que determinen la velocitat:2. Cabal: és la quantitat d’aigua que travessa un

determinat punt en una unitat de temps concret.Q = Volum / temps (m3/sg)Q = A x V A= àrea transversal

V= velocitat del corrent

2222


2323


2424


Factors que determinen la velocitat:3. Forma, mida i irregularietats de la lleraLa irregularietat fa que el flux passi de ser laminar a

turbulent retardant el moviment.Les condicions d’un riu deuen gran part de les seves

característiques a la seva situació dins de la conca. Per això les conques es poden jerarquitzar per consens depenent de la recepció de l’aigua per part de diferents afluents.

Conques de 1r ordre: són les que contenen el tram del naixement fins la unió d’un altre, passant al grau 2 o de 2n ordre. Per augmentar de grau fa falta trobar-se amb un altre del mateix grau, no inferior.

2525


Erosió: Hi ha 3 modalitats:1. Erosió vertical: resultat d’un conjunt sumatori de

processos: * abrasió: formació de cubetes circulars o marmites * acció hidràulica: deguda a la velocitat de la corrent. * tipus de materials: si són solubles (guixos, sals, calcàries) es

poden produir erosió química o corrosió generant grans gorges o congost.

2626


Erosió: Hi ha 3 modalitats:2. Erosió regressiva o remuntant: es produeix quan baixa el

nivell de base (s’eleva el continent o disminueix el punt més baix).

2727

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 3. Erosió lateral: meandres

El riu tendeix a eixamplar la vallEls meandres evolucionen al llarg del temps en 3 sentits:

a) accentuant la corba b) estrangulant la corba c) emigrant aigües avall

2828


2929

8.3. Acció geològica de les aigües continentals L’erosió és més important si convergeixen alguns factors:* precipitacions intenses* materials tous poc consolidats* textures fines* conques sense vegetació* conques en forta pendent

Karst Park

Humanització

3030

8.3. Acció geològica de les aigües continentals Transport

El transport es realitza de diverses maneres:* Flotació: partícules de densitat < 1gr/cm3

* Dissolució: partícules solubles (clorurs, sulfats, bicarbonats,...)

* Suspensió: partícules de densitat propera a 1 gr/cm3

* Saltació: partícules de densitat > 1gr/cm3

* Rodament: clasts grans per tracció o xoc d’altres.

3131


La massa o volum de material que transporta s’anomena càrrega:

a) 25% càrrega dissolta: la majoria és transportada per l’aigua subterrània després d’haver dissolt els components solubles del sòl per on han passat. És independent de la velocitat del corrent i únicament precipiten per:

* evaporació * per canvi químic de l’aiguab) 70% càrrega suspesa: la major part de la càrrega,

normalment de la mida de sorra, llim o argila. En èpoques d’inundació la quantitat augmenta de manera notable. El tipus i quantitat de material està controlat per:

* velocitat de l’aigua. * velocitat de sedimentació dels clasts (mida, forma i pes

específic)pla, petit i baix pes Vs lentarodó, gran i alt pes Vs ràpidac

c) 5% càrrega de fons: està en moviment intermitent.

3232


Per estudiar la càrrega sòlida es segueixen dos criteris:a) Capacitat de càrrega o càrrega límit: càrrega màxima que

una corrent pot transportar en unes determinades condicions.El cabal augmenta la capacitatLa velocitat augmenta la capacitat

b) Competència: mida o diàmetre del clast màxim que pot transportar.Amb el doble de velocitat es pot transportar una competència 4 vegades superiorV = 2C V (velocitat)

C (competència)c) Disponibilitat: vulnerabilitat del substrat per cedir clasts a

la correntMolta disponibilitat: terrenys llimosos i arenosos poc consolidats (aigua bruta)Baixa disponibilitat: terrenys calcaris (aigua neta)

3333


SedimentacióSi disminueix la velocitat de la corrent es redueix la competència i els clasts es van depositant amb ordre. Cada clast té una Vs velocitat de sedimentació crítica i si es supera es produeix una “selecció”: Els clasts de la mateixa mida es depositant junts produint els al·luvions (sediments produïts per una corrent fluvial):

3434


1. Depòsits de canal: sorres i graves transitories o “barres”. Típics de meandres on s’anomenen Point bars

Si una corrent acumula en el fons materials de forma contínua pot quedar obstruïda obligant al corrent a dividir-se formant una corrent “anastomosada”

Succeeix quan: * disminueix el pendent * càrrega excessiva per una intensa pluja * recepció de descàrrega súbita d’un glaciar * disminució abrupta del cabal: * disminució de pluges * d’una zona amb molts afluents a un altre sense afluents * canvi de litologia impermeable a permeable

3535


2) Depòsits de llanura d’inundació: on el terreny es pla i ampli es formen dics de contenció naturals que flanquegen la llera produïts per inundacions successives.&&

3636


Llanura d’inundació del cinca

Barri nou de la ciutat de Fraga situat sobre la llanura d’inundació

3737

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 3) Ventalls aluvials i deltes.

Al·luvió: d’un torrent amb forta pendent i estret es passa a una llera ample i de baixa pendent alliberant derrubis de forma selectiva.Deltes: quan un riu deposita els seus materials en un llac o en un mar. Cal que transporti més material sedimentari del que es pugui emportar les onades

3838

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 1. Passejant per la superfície: les aigües d’aixaragallament

Un terreny amb vegetació sotmès a pluja retindrà l’aigua en fulles, tiges, inclòs serà evaporada per la qual cosa no causarà problemes. Però si la pluja és llarga o torrencial la porositat del terra es tanca i l’aigua s’escola vessant avall provocant una erosió laminar.

3939


En un principi es formen solcs, després xaragalls (d’un a uns metres de profunditat) i donen lloc, en terrenys argilosos i sense vegetació, a zones inproductives anomenades badlands. Quan ja són molt profuns s’anomenen barrancs.

Aquestes formes són pròpies de capçaleres dels torrents o conques de recepció.

4040


La intensitat de l’erosió hídrica depèn de dos factors:

Erosivitat: És la capacitat erosiva de l’agent. Si és l’aigua la intensitat de la pluja serà més important que la quantitat.

Erosionabilitat: Facilitat del terreny per ser erosionat. Cal tenir en compte:

* La vegetació la redueix. * La naturalesa del terreny

(duresa). Margues i argiles són tous.

* El pendent

4141

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 2. Muntanya avall i esbojarrats: acció geològica dels torrents

El torrent és una forma de relleu amb llera fixa, poca longitud i fort pendent que porta aigua quan hi ha pluges importants (en època d’estiatge poden no portar aigua), sent un cas extrem les rieres. Es poden distingir tres parts importants:

Conca de recepció: És la depressió en forma d’embut on es produeix l’agrupament de les aigües i els processos d’erosió estan ben desenvolupats.

Canal de desguàs: Llit per on circulen les aigües i els materials erosionats.

Con de dejecció: Zona on es produeix la sedimentació, doncs es passa a zones planes i es produeixen inundacions.

4242

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 2. Muntanya avall i esbojarrats: acció geològica dels torrents

4343

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 3. Unes aigües amb més seny: acció geològica dels rius

Els rius presenten un cabal més continu. El flux del riu correspon amb una contínua transformació de l’energia potencial de les aigües en energia cinètica . L’energia cinètica és utilitzada per:

- vèncer el fregament- transport de partícules- treball d’erosió

4444


És evident que com més energia s’utilitza per al transport, menys energia quedarà per erosionar, i a l’inrevés. A mesura que el pendent disminueix per energia per la que perd capacitat d’erosionar i de transport per la qual cosa sedimentarà tot allò que no dugui en dissolució.

4545


Per l’estudi de la dinàmica d’un riu es mesuren tres paràmetres:Càrrega (C): Quantitat de material que transporta un riu o

torrent en un punt i moment concret. Cabal: Quantitat d’aigua que passa per segon en una secció

del riu. Depèn del pendent, doncs a més pendent, més velocitat, i, per tant, més cabal.

Capacitat de càrrega (Q): Quantitat màxima de materials que el riu pot transportar per un determinat cabal.

4646


Aparèixen tres casos:1. Si Q > C: Aixó succeix quan la velocitat és molt elevada,

predominant l’erosió. Correspon als cursos alts, en què hi ha una elevada energia potencial.

2. Si Q = C: És una situació d’equilibri on la velocitat ha disminuït, predominat el procés de transport. Correspon a cursos mitjans.

3. Si Q < C: disminueix molt la velocitat i hi predomina la sedimentació. Correspon a la desembocadura.

4747


a) curs alt: marmites, ràpids, cascades, valls en forma de V, gorges, llacs

b) curs mitjà: formen unes planes d’inundació per on circula habitualment el riu o llera menor. Si hi ha gran quantitat de materials gruixuts es formen els cursos anastomosats amb barres longitudinals. Si els sediments són més fins es formen els meandres

c) curs baix : La salinitat i la contaminació solen ser elevades

En els rius els trams reben els noms de:

Marmites de gegant

4848

8.3. Acció geològica de les aigües continentals 4. L’agent que vingué del fred: les glaceres com a agent geològic

L’aigua en estat glaçat correspon a un 2,15% de l’aigua mundial. Actualment cobreixen un 10% de la superfície, fa milers d’anys ocupaven el 30% amb milers de metres de gruix.Glaciar: massa de gel que s’origina sobre la superfície terrestre per acumulació, compactació i recristal·lització de la neu.

4949


En latituds elevades van directament al mar on es fonen o formen icebergs per “botadura”.En altres latituds :

Fondre: passar a escorrantia superficial o profunda per al que és un sumider o magatzem molt important d’aigua.

5050


Sublimar: passar a l’atmosfera com a vapor.Quan cau la neu sofreig tres estadis evolutius de compactació:

* Neu pols: 80% aire + 20% sòlid * Neu granulada (firn) * Neu glaciar: 90% sòlid. Aquesta neu sòlida es comporta com a fluid

plàstic sota una pressió de 40m de neu. També pot lliscar per deslliçament bassal afavorit per la presència d’aigua que disminueix la fricció. El punt de fusió del gel disminueix amb la pressió, és a dir, es pot fondre a –5oC.

firn

5151


Els glaciars poden augmentar o disminuir, segons el balanç de càrrega i descàrrega:

Recarga del glaciar = Acumulació – Descàrregaa) R = 0 estat estacionarib) R > 0 part distal avançac) R < 0 part distal retrocedeix encara que hi hagi fluidEl desplaçament és de pocs mm/dia fins a alguns m/dia i no es igual durant tot l’any:* els mesos càlids ho fa per deslliçament bassal* els mesos freds per fluid plàstic

5252


La neu per sobre de 40 m es comporta com un sòlid i per tant, es trenca generant fractures o esquerdes.Com un sòlid mòbil tenen la capacitat d’erosionar i transportar grans quantitats de materials de tota mena inclós grans roques o blocs “roca errant per glaciar”.

5353


Realitza tot una sèrie de processos erosius prèvia gelifracció:a) Arrastreb) Despreniment: al introduir-se en esquerdes i congelar-se

arranca els materials generant superfícies rugoses.c) Abrasió o desgast deixant el material dur pulid i amb

estries.

5454


Formes d’erosió glaciar:1. Circs glaciars: grans depressions excavades al peu dels cims

més alts. Normalment tenen forma circular. Si n’hi ha dos deixen una cresta molt aguda i si n’hi ha diversos, al centre queda un pic, anomenat horn.(Mont Cervino).

5555


Formes d’erosió glaciar:2. Valls glaciars: Tenen un perfil transversal típicament en

forma de U. Hi ha due vessants, on s’acumula (paret vertical), i per on corre (pendent més suau) formant un angle entre aquestes dues zones, anomenat espatllera glacial.

5656


Formes d’erosió glaciar:3. Glaciars de

casquet: Aquests no presenten valls i poden tenir pics aïllats anomenats nunataks

5757


Formes de transport i sedimentació:S’anomenen morena a tots els materials que són transportats com els que són sedimentats que no poden madurar pel que tenen un aspecte caòtic i massiu, ni estan estratificats ni seleccionats:

* Morenes centrals: es formen per la unió de dos morenes laterals en confluir-hi dues llengües. Materials poc compactats.

* Morenes laterals: agafen els materials del que cau de les parets de la vall i pels que el gel arrenca al seu pas. Poc compactats.

* Morenes de fons: tenen un gra de compactació elevat i presenten estries que indiquen la direcció del glaciar.

5858


5959


La sedimentació es produeix per fusió del gel generant rius inferiors que s’emportant el material argilós i llimós. On són dipositats s’anomena zona d’ablació. En un Indlandsis el front glaciar pot coincidir amb la línia de costa o superar-la; lavors s’esqueixen de la glacera icebergs

Indlandsis

6060

8.5. De mica en mica, es van menjar la roca: acció geològica de les aigües subterrànies

Carst: És la dissolució, per part de les aigües subterrànies del material del subsòl. Per això és necessari que el material sigui soluble:

1. Evaporites: roques formades per evaporació i precipitació d’aigües riques amb sals.

6161


2. Guix: encara que és poc soluble i, per tant el procés és lent, acaba després de molt temps formant autèntiques galeries

6262


3. Roques carbonatades (calcàries i dolomies), conglomerats o gres ric amb calcita: com el carbonat és insoluble necessiten un procés de transformació de carbonat a bicarbonat (altament soluble) això gràcies a l’aigua subterrània amb CO2 atmosfèric, procés anomenat carbonatació.CO2 + Ca CO3 Ca (HCO3)2

6363


Això forma:Estalactites: Agulles que pengen del sostre d’una grutaEstalactites: agulles que es formen en el terra d’una grutaSifons: llac que comunica dues cavernesAvencs: gruta vertical que comunica amb l’exteriorDolines: enfonsament de la superfície per desaparició de

material.Galeries: grutes que surten d’un mateix punt.

6464


Karst: paisatge i formes erosives superficials i profundes que provoca l’aigua al dissoldre les roques evaporítiques (calcàries fonamentalment).El clima és el més important factor: en les regions intertropicals, doncs juntament amb una pluviositat important la vegetació abundant i l’activitat biològica originen aigües molt agresives (riques en àcid carbònic)

6565

8.5. De mica en mica, es van menjar la roca: acció geològica de les aigües subterrànies1. Formes exokàrstiques

Rascler: estriesDolines: per enfonsament de cavernesPòlie: són planes tancades de fons pla i parets més o menys

escarpades

6666

8.5. De mica en mica, es van menjar la roca: acció geològica de les aigües subterrànies2. Formes endokàrstiques

Amb la dissolució progressiva el nivell freàtic va baixantAvencs Coves GaleriesPous BrullTravertins: estalactites i estalacmites

6767

8.7. La sorra, el mar i ...les costes. Acció geològica del mar 1. Formes d’erosió

Zona litoral és aquella que l’acció del mar afecta la terra emergida.

Les forces que actuen són:

* força de gravetat * onades * corrents de deriva * corrents de mareaLes zones d’erosió

heretades són:a) Fiords: antigues valls

glacials)b) Ries: antigues valls

fluvials.

Fiord

6868


Les zones d’erosió pròpies són la dels penya-segats i plataformes d’abrasió o zones planes intermareals (poden quedar al descobert durant la marea baixa) al peu dels penya-segats.És molt important respecte a la forma i l’agressivitat erosiva:

* l’estructura de les capes * la inclinació * la litologia (erosió diferencial) * el grau de fracturació

6969


Els materials sedimentats seran a llocs on les forces ho permetin:

* llocs amb fortes onades trobarem blocs * zones amb menys energia trobarem sorra * llocs molt tranquils (aiguamolls, mar endins,

desembocadures, etc.) trobarem llims i argiles.Part molt important dels materials són aportats per als rius.Balanç: quantitat de sediments que arriben – moviments de retirada de sediments

7070


Els remolins en la zona de trencada (surf) aixequen partícules que són transportades a terra fins que l’onada es retira però el reflux sol ser menys intens per:

* L’infiltració d’aigua a la sorra que perd la força erosiva. * El retrocés sovint topa amb la següent onada i és frenat

dipositant el material.

7171

8.7. La sorra, el mar i ...les costes. Acció geològica del mar 2. Transport i sedimentació El transport-sedimentació que produeix platges és el resultat de

dues forces:1. Onades: moviments de vaivé perpendicular a la costa.

Formen cordons (aquests poden emergir i formar una albufera –barres de sorra paral·leles a la costa que deixant solcs o canals de marea- que si s'omple de materials s’anomena un aiguamoll). Estan sotmeses a refracció o modificació de la trajectòria del front d’una onada.

7272

8.7. La sorra, el mar i ...les costes. Acció geològica del mar 2. Transport i sedimentació

7373


7474


El transport-sedimentació que produeix platges és el resultat de dues forces:

2. Corrents de deriva no paral·lels a la costa. Formen fletxes (barres unides al continent), tómbols (en forma de petites penínsules). El resultat és un moviment en zig-zag.

unitat6 ct1 0809 processos externs

Education