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1 LAS ROCAS Y LOS SUELOS En geología se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural de uno o más minerales, entendiendo por agregado, un sólido cohesionado. Las rocas son los materiales de los que de manera natural están hechos el manto y la corteza de la Tierra, y las partes equivalentes de otros cuerpos planetarios semejantes. Las rocas están sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geológicos, según un ciclo cerrado (el ciclo de las rocas), llamado ciclo petrogenético, en el cual intervienen incluso los seres vivos. Clasificación de las rocas Las rocas se pueden clasificar atendiendo a criterios tales como el +origen, es decir, el mecanismo de su formación, +la composición química, +la textura, +la permeabilidad, etcétera. De acuerdo con este criterio (el origen) se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas. ROCAS MAGMÁTICAS O ÍGNEAS Se forman por la solidificación de un magma, una masa mineral fundida que incluye volátiles, gases disueltos. El proceso es lento, cuando ocurre en las profundidades de la corteza, o más rápido, si acaece en la superficie. Las rocas plutónicas o intrusivas, se originan bajo la superficie terrestre y por tanto, al estar sometidas a grandes presiones, sus minerales crecen muy unidos, formando rocas densas no porosas. Su enfriamiento es muy lento por lo que los cristales de los minerales que las forman pueden ser relativamente grandes, gruesos y reconocibles a simple vista. Las rocas magmáticas intrusivas son con mucho las más abundantes, forman la totalidad del manto y las partes profundas de la corteza. Son las rocas primarias, el punto de partida para la existencia en la corteza de otras rocas. Rocas volcánicas o extrusivas Se originan cuando los magmas salen al exterior de la superficie de la Tierra, dando lugar a la lava de los volcanes, y se enfrían en la superficie terrestre a temperaturas y presiones bajas. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio). ROCAS SEDIMENTARIAS Se constituyen por diagénesis (compactación y cementación) de los sedimentos, materiales procedentes de la alteración en superficie de otras rocas, que posteriormente son transportados y depositados por el agua, el hielo y el viento, con ayuda de la gravedad o por precipitación desde disoluciones. Rocas sedimentarias detríticas: Son las formadas a partir de la sedimentación de fragmentos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños y la forma de los fragmentos que las componen. Rocas sedimentarías no detríticas: Son formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por la precipitación de carbonato cálcico o por la acumulación de fragmentos esqueléticos (corales, gasterópodos, ostrácodos, etc.), materiales organogénicos, formados por seres vivos, como los arrecifes de coral o los estratos de carbón. Las rocas sedimentarias son las que típicamente presentan fósiles, restos de seres vivos, aunque éstos pueden observarse también en algunas rocas metamórficas de origen sedimentario. ROCAS METAMÓRFICAS Es metamórfica cualquier roca que se ha producido por la evolución de otra interior al quedar ésta sometida a un ambiente energéticamente muy distinto del de su formación, mucho más caliente o más frío, o a una presión muy diferente. Lo más común es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es sometida a calor o presión mayores, aunque sin llegar a fundirse pero también existe un concepto de metamorfismo regresivo, cuando una roca evolucionada a gran profundidad — bajo condiciones de elevada temperatura y presión — pasa a encontrarse en la superficie, o cerca de 2 ella, donde es inestable y evoluciona a poco que algún factor desencadene el proceso. Ejemplos de rocas metamórficas, son las pizarras, los mármoles o las cuarcitas. Las rocas están sujetas a la acción de agentes internos y externos que continuamente las fracturan, las pulverizan o transforman su estructura. Toda esta serie de cambios constituye lo que se llama ciclo de las rocas, que presenta de manera muy concreta, los diferentes tipos de rocas y los procesos que siguen para constituir su estructura. EL CICLO DE LAS ROCAS O CICLO PETROLÓGICO Etapas: 1. Por la cristalización del magma se forman las rocas ígneas. Una vez consolidadas estas rocas, se fragmentan o disgregan en partículas menores por acción del Intemperismo, formando sedimentos, que son transportados posteriormente y acumulados en una cuenca donde al sufrir procesos como la diagénesis o litificación, forman rocas sedimentarias. 2. Las rocas sedimentarias e ígneas pueden sufrir la acción de altas temperaturas y fuertes presiones, provocadas por distintas causas, que conducen a un cambio mineralógico y textural bien marcado formando rocas metamórficas. 3. Finalmente, tanto las rocas ígneas como las sedimentarias y metamórficas, por la acción también de fuertes presiones y elevadas temperaturas y en condiciones especiales, pueden sufrir la fusión y volver nuevamente al estado magmático primitivo, dando así comienzo a un nuevo ciclo. En el contexto del tiempo geológico las rocas sufren transformaciones debido a distintos procesos. Los agentes geológicos externos producen la meteorización, erosión y sedimentación de las rocas de la superficie. Se llama meteorización a la acción geológica de la atmósfera, que produce una degradación, fragmentación y oxidación. Los materiales resultantes de la meteorización pueden ser atacados por la erosión y transportados. La acumulación de fragmentos de roca desplazados por la gravedad forman derrubios. Cuando cesa el transporte de los materiales, éstos se depositan en forma de sedimentos en las cuencas sedimentarias, unos sobre otros, formando capas horizontales (estratos). Los sedimentos sufren una serie de procesos (diagénesis) que los transforman en rocas sedimentarias. Aquéllas proceden de la compactación y cementación de sedimentos; se producen en las cuencas sedimentarias, principalmente los fondos marinos. La compactación es el proceso de eliminación de huecos en un sedimento, debido al peso de los sedimentos que caen encima. La cementación es consecuencia producida por la compactación; consiste en la formación de un cemento que une entre sí a los sedimentos (los fragmentos de rocas). Formas del relieve continental La Tierra se formó hace 4.500 millones de años. Desde entonces se han ido formando los continentes y se ha modelado el relieve, por la acción de fuerzas internas (como volcanes o terremotos) que origina este último, y de fuerzas externas (como el viento, las aguas, entre otras), que modifican su aspecto de forma lenta. Las principales formas que presenta el relieve de las tierras emergidas o continental son las montañas, las mesetas, los valles, las llanuras y las depresiones. + Las montañas son terrenos elevados y de gran pendiente. Pueden estar aisladas o agrupadas en sierras, sistemas y cordilleras. La cordillera más elevada es el Himalaya, en Asia, donde se encuentra el Everest, el pico más alto de la Tierra, con 8.850 m. + Los valles son terrenos bajos situados entre montañas y surcados por un río. + Las mesetas o altiplanos son extensas superficies llanas, que están situadas a una cierta altitud sobre el nivel del mar. Las mesetas más elevadas de nuestro planeta son el Tíbet, en Asia, y el altiplano de Bolivia, en América. + Las llanuras son zonas planas situadas a poca altitud sobre el nivel del mar. Se localizan en las costas y en las cuencas de los grandes ríos. + Las depresiones son superficies situadas en las partes más bajas del relieve, incluso bajo el nivel del mar. La depresión más profunda es el mar Muerto, en Asia, que se halla a 395 m bajo el nivel del mar 3 LOS SUELOS Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos. El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de meteorización. En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad de plantas, y viven muchos animales 1.- COMPONENTES Se pueden clasificar en inorgánicos, como la arena, la arcilla, el agua y el aire; y orgánicos, como los restos de plantas y animales. Uno de los componentes orgánicos de los suelos es el humus. El humus se encuentra en las capas superiores de los suelos y constituye el producto final de la descomposición de los restos de plantas y animales, junto con algunos minerales; tiene un color de amarillento a negro, y confiere un alto grado de fertilidad a los suelos. Fase Sólida: Comprende, principalmente, los minerales formados por compuestos relacionado con la litosfera, como sílice o arena, arcilla o greda y cal. También incluye el humus. Fase Líquida: Comprende el agua de la hidrosfera que se filtra por entre las partículas del suelo. Fase Gaseosa: Tiene una composición similar a la del aire que respiramos, aunque con mayor proporción de dióxido de carbono. Además, presenta un contenido muy alto de vapor de agua. Cuando el suelo es muy húmedo, los espacios de aire disminuyen, al llenarse de agua. 2.- HORIZONTES a. Horizontes orgánicos: Horizonte D: horizontes orgánicos formados por la fragmentación de la cubierta vegetal. b. Horizontes minerales: Horizonte A: acumulación de materiales orgánicos en descomposición (humus). Es conocido también como zona de lixiviación. Horizonte B: acumulación de materiales depositados por lixiviación o arrastre de minerales. Horizonte C: elementos gruesos procedentes de la fragmentación o disgregación de la roca madre. Roca madre: es la roca original sin modificación por Intemperismo o erosión. 3.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMACIÓN DE LOS SUELOS El suelo es resultado de la interacción de cinco factores: El material parental, el relieve, el tiempo, el clima, y los seres vivos. Los tres primeros factores desempeñan un rol pasivo, mientras que el clima y los seres vivos participan activamente en la formación del suelo: a. FACTOR LITOLÓGICO: El material parental o roca madre es el sustrato a partir del cual se desarrolla el suelo. De éste se deriva directamente la fracción mineral del suelo y ejerce una fuerte influencia sobre todo en la textura del suelo. se refieren a la naturaleza física y química de la roca madre, la cual puede ser de cualquier tipo. b. FACTORES BIOLÓGICOS: Los seres vivos (plantas, animales, bacterias y hongos) son el origen de la materia orgánica del suelo, y facilitan su mezcla con la materia mineral. c. FACTORES TOPOGRÁFICOS: se derivan de la ubicación geográfica de los suelos. El relieve afecta a la cantidad de agua que penetra en el suelo y a la cantidad de material que es arrastrado, sea por el agua o el viento. d. FACTORES CLIMÁTICOS: Son los más importantes en la formación de los suelos ya que el clima establece las condiciones de temperatura y humedad. El clima influye en la formación del suelo a través de la temperatura y la precipitación, los cuales determinan la velocidad de descomposición de los minerales y la redistribución de los elementos; así como a través de su influencia sobre la vida animal y vegetal. 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 más 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. El tiempo es necesario para un completo desarrollo del suelo. El tiempo de formación de un pequeño volumen de suelo es muy largo (1 cm3 de suelo puede tardar entre 100 y 1000 años en formarse) pero su destrucción es muy rápida. 4 4.- CLASES DE TEXTURA DE LOS SUELOS: Los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a humedad excesiva. Los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso de sales alcalinas, como carbonato de calcio. 5.- TIPOS DE SUELOS a. Los suelos evolucionados Tienen perfectamente formados los tres horizontes. Encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. Hay una gran variedad y entre ellos se incluyen los suelos de bosques templados, los de regiones con gran abundancia de precipitaciones, los de climas templados y el suelo rojo mediterráneo, están hoy ocupados por explotaciones agrícolas. b. Los suelos no evolucionados Estos son suelos brutos muy próximos a la roca madre. Apenas tienen aporte de materia orgánica y carecen de horizonte B, y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas. c. Los suelos poco evolucionados. Dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos:. Los suelos ránker son más o menos ácidos, como los suelos de tundra y los alpinos. Los suelos rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada, como la caliza, suelen ser fruto de la erosión y son suelos básicos. Los suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y mediterráneo subárido. IMPORTANCIA DEL SUELO Los suelos son de vital importancia, ya que en ellos se basa la supervivencia de los seres humanos y la mayoría de las especies vegetales y animales, debido a varias razones, entre ellas: 1. Son el sostén de la mayoría de los vegetales. 2. Son el sustento de los animales herbívoros. 3. Son la base de varias actividades productivas como la recolección, cacería, agricultura, ganadería y producción forestal. 4. Sirven para asentamientos humanos. “La contaminación del suelo y el subsuelo constituye uno de los mayores problemas que afronta la humanidad, ya que afecta directamente a dos de sus principales fuentes alimentarias: la agricultura y la ganadería.” DESERTIFICACIÓN Y PÉRDIDA DEL SUELO. En México, se ha demostrado que, en diferentes medidas, alrededor del 97% del suelo está afectado por algún proceso de degradación.Los efectos de la degradación del suelo son numerosos: Deterioro de la flora y fauna. Desequilibrio del ciclo hidrológico. Disminución de la diversidad. Reducción de la capacidad alimentaria y maderera. Contaminación. Inundaciones. Azolve de la infraestructura. Desertificación. 5 La desertificación es un proceso en el que las áreas con suelos que una vez fueron sanos y productivos empiezan a desarrollar una degradación física extrema, disminuyendo cada vez más su capacidad de retención de agua, afectando no solamente al suelo, sino a otros factores del medio, como los biológicos. La desertificación afecta el desarrollo sostenible de diferentes países, ya que se encuentra estrechamente vinculado a la pobreza, la salud, la desnutrición, la falta de seguridad alimentaria y también incluye a los problemas relacionados con la migración. Entre las principales causas que provocan la desertificación pueden mencionarse: Deforestación, Uso excesivo del recurso hídrico, Cultivo en suelos frágiles, Reducción de tiempo de descanso de la tierra, Sobrepastoreo, Construcción de grandes infraestructuras, Descontrolado desarrollo urbano, Inadecuado manejo del agua de riego y maquinaria agrícola. Los cambios climáticos como las sequías contribuyen a la desertificación; sin embargo, éstos están ligados a la actividad humana que desencadena las alteraciones en el comportamiento de los fenómenos atmosféricos Los efectos de la desertificación conducen a la degradación de los suelos partiendo de la pérdida de la cubierta vegetal, el incremento de la erosión hídrica y eólica, generando la degradación física y química, así como la degradación biológica. LOS SUELOS SE VUELVEN IMPRODUCTIVOS E INHABITABLES. 6 7 ROCAS ÍGNEAS Basalto roca ígnea extrusiva o volcánica Granito Roca ígnea intrusiva o plutónica ROCAS SEDIMENTARIAS 8 Arcilla Carbon mineral (hulla) y petróleo Caliza Limonita Turquesa ROCAS METAMÓRFICAS Cuarzo Feldespato Arenisca Granate Pizarra 9 10 11 12