viernes, 20 de mayo de 2011

EROSION e INTEMPERISMO


EROSIÓN

La erosión es la degradación y el transporte de material o sustrato del suelo, por medio de un agente dinámico, como son el agua, el viento o el hielo.[1] Puede afectar a la roca o al suelo, e implica movimiento, es decir, transporte de granos y no a la disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización. La erosión es uno de los principales actores del ciclo geográfico. El material erosionado puede estar conformado por:
    * Fragmentos de rocas producto de la meteorización mecánica (termoclastia, gelifracción, etc.) o formados por abrasión mecánica debida a la acción del viento, aguas o glaciares.
    * Suelos, en especial aquellos que han sido despojados de su cubierta vegetal por tala , sobrepastoréo o incendio.
Erosión de los Suelos Natural y progresiva: es la que se desarrolla alrededor de varios años y se desarrollan en torno de algo natural. Se le puede denominar erosión geológica. En esta erosión el proceso suele ser lento y se prolonga por millones de años, suelen intervenir la lluvia, nieve, frío, calor y viento. En los climas áridos es el calor que agrieta el suelo (pues este se expande) y el viento lleva granos de arena formando dunas y montes de baja altura. En este tipo de erosión los factores moldean perfectamente el paisaje, creando algo considerado hasta ahora bello e impresionante.
Causas de la erosión
Los agentes son más eficaces en función dependiendo de qué tipo de tierra sea, la capa que la protege (hierbas, árboles, rocas, etc.), la cantidad de agua existente, el viento y su uso. Uno de los principales factores es el agua.
Uno de los tres primeros factores puede permanecer constante. En general depende de que tan resistente sea la tapa vegetal, en las áreas de precipitación intensa, la arena se corre por las cuestas y se va por las corrientes del agua. En las zonas donde se encuentre más arcilla la erosión será de menor intensidad. Como la capa protectora de vegetación protege a la tierra de la erosión, cuando esta se retira (ya sea por desastre natural o la construcción de cultivos, carreteras, etc.) el riesgo de erosión se hace grande, pues hay un riesgo de que, sin su capa protectora, la tierra se corra por las pendientes y las corrientes de agua. Los caminos son los principales aumentos de riesgo en la erosión, la capa protectora de vegetación ha sido retirada y un camino sin drenaje a los lados produce que la capa de asfalto se levante poco a poco produciendo problemas al conducir, y por supuesto, problemas de erosión, en los caminos que se encuentran al lado de una pendiente sufren más riesgo de ser erosionados y producir los molestos hoyos llamados baches.
Muchas actividades humanas retiran la capa protectora de vegetación, produciendo una erosión más acelerada. En los cambios de vegetación (como el paso de vegetación nativa a los cultivos) producen un aumento de la erosión produciendo que el suelo pierda sus nutrimentos y sea infértil e inservible. También depende el tipo de vegetación que se encuentre en el lugar, por ejemplo, una zona sin árboles sufre mucho, debido a que el árbol absorbe el agua y en su ausencia el agua se va sin ser absorbida en su mayor parte y llevándose con sigo la arena de la tierra. Además las hojas juegan un papel importante en la erosión, por ejemplo, un arbusto grande con hojas abundantes protege más el suelo de la caída de las gotas. Las gotas al caer sobre una hoja se desbaratan y se dispersan en forma de gotas más pequeñas, por el contrario, al caer al suelo las gotas desbaratan el suelo por su efecto corrosivo (una de las propiedades más interesantes del agua). La vegetación controla también la velocidad de la corriente de agua, entre más juntos estén los tallos de las plantas la velocidad de la corriente del agua será menor.


 Influencia de las placas tectónicas y el vulcanismo
Las placas tectónicas y el vulcanismo juegan un papel importante en la erosión, la destrucción de roca a grandes masas y cantidades (ocurre en el choque y roce de placas tectónicas) produce que se vayan hundiendo poco a poco por el manto y se fundan dejando espacio a nuevas masas de rocas solidas del mismo lugar a través de los volcanes, sin esta función la roca se concentraría demasiado y nunca se renovaría. Además de que los sismos, a través de sus ondas, debilitan la roca y se cae, en el vulcanismo (aparte de renovar la roca) entierra a la roca antigua y da paso a nueva corteza, que además, es rica en nutrimentos para la tierra.
Por desertificación, aridización o desertización se entiende el proceso por el que un territorio que no posee las condiciones climáticas de los desiertos, principalmente una zona árida, semiárida o subhúmeda seca, termina adquiriendo las características de éstos. Esto sucede como resultado de la destrucción de su cubierta vegetal, de la erosión del suelo y de la falta de agua
Según datos del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), el 35% de la superficie de los continentes puede considerarse como áreas desérticas.
Dentro de estos territorios sobreviven millones de personas en condiciones de persistente sequía y escasez de alimentos. La expansión de estos desiertos se debe a causas humanas. Cuando el proceso es sin intervención humana, es decir, por causas naturales, se trata de la desertización.
Aproximadamente el 40% de las tierras agrícolas del mundo están seriamente degradadas. Según la ONU, un área de suelo fértil del tamaño de Ucrania se pierden cada año debido a la sequía, la deforestación y el cambio climático. En África, si se continúa con la degradación del suelo que lleva actualmente, el continente podría ser capaz de alimentar a sólo 25% de su población en 9999.


INTEMPERISMO

La meteorización es el proceso de transformaciones físicas y químicas de las rocas parentales y minerales primarios que generan los minerales secundarios, como las arcillas que forman el  suelo. La meteorización involucra un conjunto de reacciones químicas en las que los productos sirven de reactivos para síntesis subsiguientes. Si el proceso de la meteorización ocurre en la superficie del suelo se llama meteorización edafoquímica y si ocurre en capas más profundas como el horizonte C o más se llama meteorización geoquímica.
 La meteorización física se genera por los cambios grandes de temperatura, al efecto del agua al congelarse y fundirse y al formar soluciones y sales, al viento que mueve las partículas y a las raíces que fracturan a las rocas.


La esquistocidad es un cambio físico que consiste en la separación en capas casi paralelas de rocas metamórficas, por ejemplo, los diferentes esquistos (filitas) y el gneis.
La meteorización geoquímica es producida por reacciones químicas de oxidación y reducción, por procesos de solubilidad, de hidratación, de hidrólisis y por descomposición y síntesis de diversos compuestos.
La hidratación del sulfato de calcio o anhidrita se hidrata formando el sulfato de calcio dihidratado o yeso que es más estable que la anhidrita y se representa con la ecuación química:
 CaSO4  +  2H2O -----> CaSO4+ 2H2O
La hidrólisis de la ortoclasa produce ácido metasilícico que como no es estable se descompondrá formando minerales secundarios de acuerdo al medio en que se encuentre, se representa con la ecuación química: KAlSi3O8  +  H2O  -->  HAlSi3O8 + K+  + OH -
 Como la mayoría de los suelos presentan un ambiente oxidante las reacciones químicas más comunes en la meteorización edafoquímica son las de oxidación que afectan a los minerales primarios y liberan elementos químicos que pueden absorbidos por las plantas o ser arrastrados por lixiviación.



En la formación de un mineral secundario hay pérdida de cationes como ocurre en las micas que pierden potasio, por ejemplo, la ortoclasa al formar el mineral secundario caolinita (aluminosilicato laminar), se representa mediante la ecuación química:



KAlSi3O8  +  11H2O  ----->  Al2Si2O5 (OH)4 + 4H4SiO4 + 2KOH
La formación del silicato de calcio o wollastonita se forma a partir del cuarzo y la calcita liberando dióxido de carbono y se representa mediante la ecuación química:
SiO2 + CaCO3 ----->  CaSiO3  + CO2  î
Para comprender las reacciones químicas que ocurren en el suelo es importante recordar que se aplica el principio de Le Chatelier y que, generalmente, las reacciones químicas duplican su velocidad por cada incremento de temperatura de 100 ºC. Además que los cationes como Fe(II) y Mn(II) en condiciones reductoras y pH del ambiente bajo, tienen su estado de solubilidad máxima.

Proceso de intemperismo
El intemperismo es el proceso de transformación química de las rocas en suelo por eso se dice que la formación de suelo es sinónimo de intemperismo. El intemperismo en las rocas ígneas y metamórficas cambia los sólidos densos en materiales suaves y porosos que forman partículas que difieren en composición química y estructura a los minerales originales. El intemperismo provoca cambios menos intensos en las rocas sedimentarias.
Cuando las rocas quedan expuestas en la superficie terrestre las condiciones físicas de erosión, congelamiento y fusión del agua, calentamiento y enfriamiento disgregan lentamente las rocas pero el cambio más grande lo provocan los cambios químicos por la acción del agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y compuestos orgánicos.



La descomposición de los minerales del suelo se debe a la tendencia de los iones a disolverse en agua, luego algunos de los iones se combinan para formar nuevos compuestos sólidos que son estables en las condiciones de la superficie terrestre. Como la composición de la solución de suelo puede cambiar después de cierto tiempo y provocar que los nuevos minerales del suelo se disuelvan y puedan formar otros compuestos. Los cambios químicos se suceden de manera continua hasta formar compuestos de mayor estabilidad. Cuando la disolución del mineral es completa sin que exista precipitación posterior se le llama disolución congruente y cuando ocurre precipitación se le llama disolución incongruente. Los iones que forman enlaces químicos débiles con otros iones tienden a permanecer en solución, mientras que los iones que se enlazan fuertemente con otros tienden a precipitar.

Los iones que permanecen en el suelo se consideran resistentes al intemperismo y los iones que tienden a formar solución de suelo se consideran intemperizables y son lixiviados fácilmente de los suelos.
Como ejemplo de intemperismo, se tiene el caso de una roca ígnea como el feldespato albita que al caerle agua sobre la superficie a temperatura y presión ambientes se disuelve, y ocurren los procesos representados por las ecuaciones químicas siguientes:
Na Al Si3 O8  +  4 H2O + 4 H+  <==> 3 Si(OH)4 +  Na+ +  Al3+
El ion sodio permanece en solución y al aumentar la concentración del Si(OH)4 y del Al3+ se forma la caolinita, Al2Si2O5(OH)4  y a concentraciones bajas la gibsita, Al(OH)3, según las ecuaciones químicas:
Al3+ +  Si(OH)4 + 1/2 H2O  <=====> 3 H+ +  1/2 Al2Si2O5(OH)4
 Al3 +  + 3 H2O  <==> 3H+   + Al(OH)3
El ion Na+ y el Si(OH)4 permanecen formando solución de suelo. Cuando una segunda capa de agua desplaza al Na+  y al Si(OH)4 en solución continúa el proceso de intemperismo.
El dióxido de carbono contenido en el aire de los poros del suelo reaccionan con el agua formando ácido carbónico que libera protones hidrógeno y iones bicarbonato favoreciendo la continuación del proceso de intemperismo. Se representa mediante la ecuación química:
CO2  +  H2O  <====>H2CO3 <===> H+  +  HCO3-
También la caolinita puede formar gibsita de acuerdo a la ecuación química:
Al2Si2O5(OH)4 +  5 H2O   <=====> 2 Si(OH)4 + 2 Al(OH)3
 Con el ejemplo de la intemperización de la albita se puede observar que el intemperismo libera cationes alcalinos que no se pierden debido a que son intercambiados y retenidos, que libera sílice a la solución de suelo que puede ser lixiviado o puede formar minerales secundarios como caolinitas, esmectitas o cloritas que son comunes en los suelos y como la gibsita es insoluble se tiende a acumular el aluminio. El intemperismo produce inicialmente alcalinidad y luego acidez por lo que se puede formar un suelo de pH neutro y el suelo residual se vuelve rico en óxidos hidratados de aluminio y fierro.
El intemperismo provoca una uniformidad química relativa entre la superficie de las partículas del suelo y las soluciones de iones del suelo lo que favorece el crecimiento óptimo de los cultivos y la conservación de la vida.


Los cationes de los metales alcalinos y alcalinotérreos (principalmente sodio, potasio, magnesio y calcio), haluros, sulfatos y sílice tienden a permanecer en solución. La capacidad del suelo para retener los cationes no es suficiente por lo que son arrastrados por lixiviación hasta el mar. El potasio, magnesio y silicio se mueven más despacio que el sodio, calcio o sulfatos. El fierro, manganeso, titanio y aluminio se precipitan y se acumulan en el suelo. Los cationes divalentes de los metales de transición como el cobre y el zinc se movilizan más fácilmente que los cationes trivalentes y tetravalentes.
En la primera etapa del intemperismo, los minerales de las rocas liberan calcio, magnesio, sodio y potasio en forma de óxidos. La mayoría de los cationes alcalinos y alcalinotérreos que quedan después de la intemperización se encuentran en los granos más grandes de mineral no intemperizado.
Partículas minerales secundarias cargadas negativamente retienen por adsorción las fracciones más pequeñas de calcio, magnesio, sodio y potasio y están sujetas a la lixiviación que ayuda a controlar el pH del suelo y a proporcionar a elementos esenciales a las plantas.

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