Lecciones 05 Esc. Sabática. Fe contra todo pronóstico.
Geología General Universidad de Oriente
1. Universidad de Oriente
Núcleo de Bolívar
Escuela de Ciencias de la Tierra
Departamento de Ingeniería Civil
Geología General (070-3154)
Instructor:
Ing. Geól. José G. Herrera García
Ciudad Bolívar, Julio de 2009
2. Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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3. • 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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4. • 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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5. Fuente: Wicander y Monroe (1999)
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6. • Un conjunto de
procesos por los cuales
las rocas y minerales
son alterados física y
químicamente, de
modo que se acercan
más al equilibrio con
un nuevo conjunto
de condiciones
ambientales.
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7. • 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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8. • 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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9. • Algunos autores restringen el intemperismo
a los procesos destructivos debido a las aguas
superficiales, 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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10. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 13
11. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 14
12. Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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13. • 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.
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14. • 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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15. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 19
16. Fuente: Elsevier (2005), Encyclopedia Geology
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17. 1. Intemperismo físico (mecánico)
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18. • Desintegración de la roca (rotura mecánica).
• Sin cambio en la composición mineral de ésta.
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19. • 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.
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20. Granito
• Es un proceso que meteorizado
rompe, desmenuza,
disgrega o desintegra a
la roca sólida.
Granito
fresco
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21. • 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.
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22. • El agua penetra en la fractura de una roca,
congelándose dentro de ésta.
• La expansión del hielo provoca un acuñamiento
de 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.
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23. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 27
24. • 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.
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25. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 29
26. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 30
27. • 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.
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28. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 32
29. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 33
30. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 34
31. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 35
32. • 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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33. 2. Intemperismo químico
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34. • 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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35. • Requiere agua: “el solvente universal”:
– Paisajes significativamente húmedos (ricos en
agua).
• Virtualmente ausentes en los desiertos.
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36. • Básicamente debido a
los siguientes tipos:
– Disolución.
– Oxidación.
– Hidrólisis.
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37. • 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.
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38. • 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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39. • 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).
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40. • 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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41. Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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42. • 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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43. Fuente: Andrew S. Goudie (2006), Encyclopedia of Geomorphology (v.1 y 2).
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44. • El volumen de la roca es reducido:
– Las esquinas y los lados son atacados
rápidamente:
– Intemperismo esferoidal.
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45. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 50
46. • 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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47. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 52
48. • 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).
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49. Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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51. • Los procesos actúan sobre la superficie de las
partículas.
• Las rocas o los minerales son alterados de
afuera hacia adentro.
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52. • El tamaño de la partícula.
• El clima.
• El material original.
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53. • A mayor superficie, mayor efectividad del
intemperismo químico.
• Las pequeñas partículas tienen, en
comparación con su volumen, superficies
mayores que las grandes.
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54. • Mientras el área superficial del ejemplo crece, el volumen total sigue
siendo 8 m³.
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55. • 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.
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56. • 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.
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57. • 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.
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58. • 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.
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59. • 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.
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60. • 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.
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61. 1. Material parental
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62. • 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.
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63. 2. Temperatura y humedad
extremas
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64. • 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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65. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 72
66. Intemperismo Intemperismo físico/mecánico y químico combinados
200 químico
Fuerte 200
150
Fuente: Peltier (1950) en Richard John Huggett (2007), Fundamentals of Geomorphology.
Intemperismo químico
100 Moderado fuerte
150
50 Débil Ciudad Bolívar
Precipitación media anual (cm)
P = 83 mm ; T = 27,7 °C
Intemperismo
químico
0
-20 -10 0 10 20 30 moderado
con acción Intemperismo químico
100 del congelamiento moderado
Intemperismo
200 (cuña de hielo)
físico/mecánico
150
50
100
Intemperismo
muy ligero
50 Ausente o
insignificante
0 0
-20 -10 0 10 20 30 -20 -10 0 10 20 30
Temperatura media anual (°C)
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67. 3. Efectos biológicos
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68. • La biota activa acelera el intemperismo.
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69. 4. Pasado geológico
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70. • El ritmo del intemperismo ha variado con las
condiciones bióticas y atmosféricas.
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71. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 79
72. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 80
73. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 81
75. • Las masas de rocas no se intemperizan
uniformemente.
• Esto resulta en numerosas formaciones
rocosas, formas del relieve y paisajes
inusuales y espectaculares.
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76. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 85
77. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 86
78. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 87
79. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 88
80. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 90
81. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 91
82. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 92
83. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 93
84. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 94
85. Fuente: The Britannica Illustrated Science Library (2009), BISL 02 - Rocks and Minerals
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86. • Es una combinación de
minerales, materia
orgánica, agua y aire
que soporta el
desarrollo de las
plantas.
Fuente: Parker (2005)
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87. • 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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88. • 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.
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90. • Suelos diferentes se forman bajo condiciones
climáticas diferentes.
Pedalfer Pedocal Laterítico
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91. 12/07/2009 11:11 p.m. Ing. Geól. José Herrera García 6. Intemperismo, erosión y suelo 102
92. • American Geological Institute (AGI) (1995),
Glossary of Geology [CD]. (R. L. Bates y J. A.
Jackson, edits.; 3era ed.) Alexandria-Virginia,
EEUU.
• Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K. y Tasa, D. (2005).
Ciencias de la Tierra: una introducción a la
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93. Sedimento y rocas sedimentarias
(Capítulo 7, texto guía)
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