ORIGEN DEL SUELO Y CICLO DE LAS ROCAS

El suelo tiene su origen en la roca a través de la meteorización y otros procesos geológicos que experimentan las rocas que se encuentran cerca de la superficie terreste, es decir, la desintegración de estas en pedazos cada vez más pequeños, que en contacto con el medio ambiente (agua y aire) se concentran formando el suelo. Las rocas tienen su origen a partir de varios procesos geológicos, lo más importantes que dan origen a una variedad de rocas son: la cristalización de los minerales que la componen durante la solidificación del magma, la cementación de las partículas del suelo de un depósito y el metamorfismo. Las diversas variedades de roca que se encuentran en la corteza terrestre, están clasificadas en tres grandes categorías, que son: rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.

 
Temas a abarcar:

 

-Meteorización.
-Transporte y deposición.
-Rocas ígneas.
-Rocas sedimentarias.
-Rocas metamórficas.
-Ciclo de la roca.

Meteorización

 
La meteorización generalmente es el resultado de procesos atmosféricos como: la lluvia y los cambios de temperatura, estos son responsables de la destrucción gradual de las masas de roca sólida durante largos periodos de tiempo, donde se altera la composición y estructura de las rocas por medios físicos y químicos. El producto del proceso de meteorización de las rocas y suelos corresponde a varios tamaños de partículas cada vez más pequeñas con una nueva composición y forma.

 
Meteorización física o mecánica

 
Meteorización física o mecánica, causa la desintegración de las rocas en partículas más pequeñas ya sea por: acción de la temperatura, por impacto de un agente externo o por la abrasión de las mismas partículas minerales acarreadas por el viento. Entre los principales procesos que ocasionan la meteorización mecánica se pueden mencionar: la descarga y carga mecánica, expansión y contracción térmica, acumulación de sales, desprendimiento coloidal, actividad orgánica y carga neumática.

 

-Descarga mecánica: las rocas que se encuentran por debajo de la superficie terrestre están sometidas a una presión vertical y de confinamiento (presión lateral). Cuando la presión vertical reduce por alguna causa externa como ser la erosión, la roca tiende a romperse o fisurarse. Se llama exfoliación al rompimiento o descascaramiento de las capas superficiales de la roca, este proceso generalmente ocurre durante la excavación de un túnel.

-Carga mecánica: es ocasionada por el impacto de partículas que pueden ser arrastradas por el viento o agua sobre una roca, con el tiempo este proceso puede ocasionar su fisuramiento. El impacto de las gotas de lluvia durante las tormetas intensas sobre las rocas débiles, contribuyen a este proceso destructivo.

-Expansión y contracción térmica: debido a un golpe físico, acción de una planta o animal, al cambio brusco de la temperatura, puede ocasionar la fisuración de la roca. Este hecho da lugar al ingreso de agua a su interior y esta, al congelarse se expande ocasionando esfuerzos internos que quiebran más la roca. los efectos de contracción debido al congelamiento del agua en las fisuras y la expansión térmica debido a la insolación, van debilitando a la roca hasta que ocasionan su rompimiento completo. Estos cambios frecuentes de temperatura son uno de los agentes principales en la meteorización física o mecánica en áreas desérticas.

-Acumulación de sales: al saturarse de agua las rocas, las presiones de la cristalización de las sales ocasionan esfuerzos internos que contribuyen a una significativa desintegración de las rocas.

-Desprendimiento coloidal: las rocas en algún momento, pueden estar cubiertas de materia coloidal húmeda. La contracción de estos materiales coloidales durante su secado, puede producir esfuerzos de tensión en la superficie con la cual están en contacto, debilitando la superficie de la roca.

-Actividad orgánica: el crecimiento de las raíces de las plantas en las fisuras de la roca, es un proceso que ocasiona una desintegración importante en las rocas.

Carga neumática: el aire atrapado en las fisuras expuestas de la roca, ejerce presión interna en la roca debido a oleaje de un lago o río, que debilita a la roca.

Meteorización química

El agua por lo general ataca químicamente a los minerales que componen la roca, por lo que todo proceso de meteorización química depende de la presencia del agua. El agua que es adsorbida y la que se encuentra sobre la superficie de la roca causa algunos procesos químicos importantes.  La meteorización química descompone los minerales de la roca por: oxidación, reducción, carbonización y otros procesos químicos. Generalmente la meteorización química, es mucho más importante que la física en la formación del suelo. Algunos procesos que a menudo ocurren en la meteorización química son:

 
Hidrólisis: es un proceso químico importante que consiste en la reacción del mineral el hidrógeno (H+) y el oxidrilo (OH-) del agua, donde el PH del agua juega un papel importante. El resultado de estos procesos son minerales arcillosos, donde los iones de hidrógeno del agua percolante reemplazan a los cationes, lo que no da lugar al proceso de oxido-reducción.

Carbonización: el agua en combinación del dióxido de carbono de la atmósfera, forman sobre la superficie de la roca ácido carbónico (H2CO3), este reacciona con los minerales que contiene la roca ocasionando un proceso de disociación de minerales de iones, que aumenta considerablemente por la presencia de CO2. En consecuencia se forman minerales arcillosos, sales solubles y hasta ácidos orgánicos, ocasionando la descomposición de materia orgánica lo que causa la meteorización química.

Oxidación: es producida por el contacto del oxigeno del aire con ciertos componentes químicos-mineralógicos de las rocas particularmente favorables para combinarse con él (compuestos férricos, carbonatos, sulfuros, etc.). Durante este proceso, existe una transformación química de estos óxidos ocasionando un cambio en la composición de la superficie externa de los afloramientos, haciendo variar su coloración a color rojizo u ocre oscuro, pero sin penetrar más allá de unos milímetros la superficie exterior de la roca.

Reducción: mediante reacciones químicas, se lleva a cabo un proceso complementario a la oxidación donde libera oxígeno de los minerales que pasa a formar parte del ambiente circuncidante, el oxígeno deja la estructura del mineral a medida que la oxidación disminuye el número de elementos reducidos.

Hidratación: se refiere a la absorción de moléculas de agua dentro de la estructura interna de un mineral. Este fenómeno provoca una expansión y acelera los procesos de la carbonización, oxidación, reducción e hidrólisis.
Lixiviación: se refiere a la migración de iones alentada por los procesos antes citados, la movilidad de los iones depende de su potencial iónico. El Ca, Mg, Na y el K, son fácilmente lixiviados por las aguas circulantes. El Fe, es el más resistente. El Si, es difícil de lixiviar y el Al, es casi inamovible.

Cambio de cationes: es la absorción de cationes en solución cargados positivamente en un mineral arcilloso cargado negativamente, especialmente: Ca, H, K y Mg.

 
Transporte y deposición

Los arroyos, corrientes oceánicas, olas, viento, aguas subterráneas, glaciales y la gravedad continuamente erosionan y transportan suelo, fragmentos de rocas y sedimento, a lugares de deposición donde se meteorizan. Generalmente, estos agentes transportadores ocasionan cambios físicos en las partículas que son transportadas. Erosión incluye todo proceso de desintegración, principalmente el desgaste de la superficie terrestre por acción mecánica. Cuando las partículas son levantadas o arrastradas por alguno de estos agentes estas se erosionan, sufren un decremento en su tamaño lo cual hace más fácil su transporte. Los diferentes tipos de depósitos de suelo, están clasificados según al modo de transportación de estos materiales.

 
Depósitos eolíticos

 

El viento a diferencia de otros solo puede mover sedimento compuesto de pequeñas partículas a diferentes lugares. El depósito ocurre cuando la velocidad del viento disminuye, consecuentemente las partículas se acumulan a lo largo del camino, el viento llega a clasificarla ya que deja las partículas más grandes y se lleva las partículas más pequeñas. El trabajo de denudación del viento, se puede observar en forma más destacada en las regiones que tienen un clima seco y caliente.

 

Depósitos glaciales

 

Un glaciar transporta rocas de todo tamaño y una variedad de sedimentos, los cuales caen sobre su superficie provenientes de las laderas de los valles circundantes, la confluencia de dos glaciales trae como consecuencia la formación de las morrenas. Las morrenas llegan a transportar material de todo tamaño. Los materiales de los depósitos glaciales varían mucho en sus propiedades físicas.

 
Depósitos aluviales

 

La acción mecánica de la caída de la lluvia en forma continua sobre la superficie terrestre, desprende partículas sueltas del suelo y polvo de las rocas. Los depósitos aluviales son el resultado de deposición pluvial (lluvia) y fluvial (ríos) de estas partículas. Estas partículas son transportadas por una corriente de agua, la deposición se realiza debido a una disminución en la pendiente de la corriente, ocasionando la pérdida de velocidad. En esta forma de transporte las partículas de todo tamaño están en contacto colisionando constantemente entre si, por lo que generalmente estas tienen los bordes redondeados.

 
Depósitos lacustres

 

La deposición lacustre o la de lagos tanto en agua dulce como salada, consiste de la deposición de sedimento generalmente de material diminuto en el fondo del lago. En el caso de agua salada la floculación de las partículas de tamaño coloidal es acelerada, lo que ocasiona una rápida precipitación al fondo.

 
Depósitos marinos

 

Las olas del mar continuamente rompen en una costa, erosionando la margen terrestre por la fuerza del impacto y en especial durante las tormentas. Los fragmentos de roca disgregados, llegan a redondearse reduciéndose de tamaño por el golpeo que reciben de las olas, y en conjunto forman los depósitos que se encuentran en la playa. Existen tres variedades importantes de depósitos marinos:

 
-Litógenos: son de origen terrestre, volcánico o cósmico.
-Biógenos: están constituidos de los restos de organismos marinos.
-Hidrógenos: proveniente de las precipitaciones y los afluentes que desembocan en el océano.

 

Suelos residuales

 

Se llama residual, al suelo formado producto de la meteorización que se mantiene en el mismo lugar de origen. A diferencia de los suelos producto del transporte y deposición, estos están relacionados con los materiales del lugar, clima y topografía. Se caracterizan por tener un orden en el tamaño de las partículas que lo constituyen, aumentado su tamaño con la profundidad. Por lo general los suelos residuales están compuestos de materiales altamente compresibles, su estudio entre en otra categoría de la mecánica de suelos.

 

 

Rocas Ígneas

 
Se llaman así a las rocas formadas por la solidificación del magma a diferentes profundidades. El material rocoso fundido (magma), se enfría lentamente y se solidifica dentro o debajo de la corteza terrestre. Debido a movimientos técnicos o erosión, estas rocas salen a la superficie terrestre. Los tipos de rocas ígneas formadas por el enfriamiento del magma depende de factores como: la composición del magma y el grado de enfriamiento asociado con él. Se estima que las rocas ígneas componen el 98% de la corteza terrestre, estas se clasifican según su: forma de solidificación y composición química.

 
Clasificación de las rocas ígneas según a su forma de solidificación

 

De acuerdo a su forma de solidificación, existen dos tipos de rocas ígneas: rocas ígneas extrusivas e intrusivas. El magma que es expulsado hacia la superficie de la tierra por medio de erupciones o fisuras volcánicas (lava), con el tiempo se solidifica y los diferentes minerales se unen para formar cristales silicatados como las: piroxenas, las anfíbolas, los feldespatos y óxidos como la magnetita. Estos minerales llegan a cristalizar consumiendo parte del sílice, magnesio y hierro del magma, de acuerdo a su composición se llaman ferromagnesianos o máficos (mezcla de magnesio y hierro) y minerales félsicos que dan color a la roca dando lugar a la formación de una variedad de rocas ígneas extrusivas. Las rocas ígneas extrusivas son generalmente de lustre vítreo, tienen granos finos y una superficie suave, con una textura anímica a porfirítica o también de textura brechoide. En ocasiones el magma se eleva a diferentes niveles sin alcanzar la superficie terrestre, donde al cesar su movilidad se enfría y la cristalización de sus minerales constituyentes forma variedades de roca ígnea intrusiva, llamadas también rocas plutónicas debido a su gran tamaño. Según al tamaño de estas rocas se las clasifican en dos tipos:

 
Intrusiva menor: cuando el magma se eleva, llena fracturas y otras aberturas en las rocas encajonadas donde se forman las intrusiones menores, es decir cuerpos ígneos pequeños como ser: los diques que son semejantes a un muro muy empinado o vertical cuyos lados son aproximadamente paralelos y también se forman los mantos que son hojas de roca cuya extensión es mas o menos horizontal. Las rocas ígneas intrusivas, por lo general tienen una textura fina a moderadamente gruesa.

Intrusiva mayor: se llama así a una masa grande de magma de muchos kilómetros cúbicos de volumen, que se enfría lentamente debido a su tamaño. Entre las intrusiones mayores se encuentran: el plutón, que es un cuerpo de magma moderadamente grande con varias formas pero comúnmente tiene una sección transversal casi circular. El tronco, es un cuerpo cilíndrico casi vertical con una sección transversal que ocupa unos 100 km2. Un batolito es una masa ígnea que no tiene base, que se eleva como una proyección irregular dentro de las rocas de la corteza, por lo cual puede decirse que es un conjunto de plutones separados que generalmente ocupan una superficie de hasta 1000 km2. Estas rocas ígneas son generalmente cristalinas y de textura gruesa.

Clasificación de rocas ígneas según a su composición química

 
De acuerdo a su composición química de los minerales constituyentes de la cristalización, estas rocas ígneas se clasifican en:

 
Ácidas: son rocas intrusivas mayores, que contienen una gran cantidad de sílice que le da un color claro, además de mica biotita, ortoclasa, plaglioclasa, hornblenda y en ocasiones magnetita. Estas rocas presentan una textura de grano grueso.

Intermedias: por lo general son rocas intrusivas menores, contienen poco o nada de cuarzo y una pequeña cantidad de biotita o piroxena y en ocasiones ortoclasa, sin embargo contienen una gran cantidad de plaglioclasa y hornblenda, lo que le da un color castaño. Estas rocas son de textura de grano grueso a mediano y rara vez porfirítica.

Básicas: estas rocas contienen poco sílice, olivino y clorita, pero mayor cantidad de óxidos metálicos, minerales ferromagnesianos y un gran contenido máfico, los cuales dan a la roca una apariencia oscura. Algunas de estas rocas, son importantes como material de agregado en la construcción de carreteras. Los minerales esenciales son la plaglioclasa, augita y dialaga, estas rocas tienen una cristalización gruesa, rara vez porfirítica y algunas son de grano fino a mediano.

Ultra básicas: estas rocas contienen principalmente minerales máficos, olivino y augita, contienen poco o nada de feldespatos por lo que tienen un color oscuro, además suelen contener piroxena, biotita y óxidos de hierro. Estas rocas son de textura de grano grueso.

 

Rocas Sedimentarias

 
Por lo general, los sedimentos producto de la meteorización, el transporte y deposición, forman una capa superficial relativamente delgada de la corteza terrestre. Los componentes de los sedimentos se endurecen formando rocas sedimentarias, en un proceso llamado cementación. En este proceso de cementación algunos agentes cementadores como el: oxido de hierro, calcita, dolomita y cuarzo, son llevados por aguas subterráneas que percola por los espacios vacíos entre partículas del suelo, donde llena esos espacios y actúa como un cemento que los une. Los factores que influyen en la formación de rocas sedimentarias son: el tiempo, la sobrecarga (que constituye el peso propio) y la consolidación (precipitación de las sustancias disueltas por el agua). Las rocas sedimentarias, se clasifican según al origen y tipo de sedimentos que la componen, en clásticas, químicas y biológicas.

 
Rocas sedimentarias clásticas

 

También llamadas Detríticas, son rocas formadas con sedimentos que provienen del rompimiento de rocas preexistentes en diferentes tamaños de granos. Este grupo de rocas sedimentarias, se clasifica según el origen del sedimento en:

 

Terrígenos: son producto de la meteorización y erosión de rocas. Este grupo está dividido de acuerdo al tamaño de las partículas componentes, como ser: rudáceos (que significa guijarroso), arenaceo (que significa arenoso) y argiláceo o lutáceo (que significa arcilloso o limoso respectivamente). Las rocas más comunes encontradas formadas con estos tipos de sedimentos, son: los conglomerados, las areniscas, coloditas y lutitas.

Piroclásticos: los sedimentos que componen estas rocas provienen de las erupciones volcánicas, la ceniza y detrítos expulsados de un volcán activo, que llueven sobre el área circundante formando una cubierta de depósitos piroclásticos que con el tiempo se cementan.

Calcáreos: estas rocas, son formadas principalmente por sedimentos compuestos de partículas calcáreas que han sido clasificadas como si fueran detritos. Las rocas comúnmente encontradas de este tipo son las variedades de caliza, como la caliza conchífera y la greda (que es una caliza suave).

Rocas sedimentarias químicas

 

Algunas rocas son formadas por procesos químicos, los depósitos de aguas salinas y carbonadas al evaporarse van cementándose dando lugar a la formación de estas rocas. Algunas de las rocas formadas por estos procesos son: las calizas, piedra yesera, dolomitas, yeso, anhidrita y otras.

Rocas sedimentarias biológicas

 

Estas rocas están constituidas enteramente o en parte por despojo mineral o de seres microscópicos o plantas que vivieron en los antiguos océanos. Estos seres al morir son cubiertos por capas de sedimento compuesto de material fino, que con el paso del tiempo se cementa donde la materia orgánica es reemplazada por minerales constituyéndose así en roca. Estas se clasifican según al tipo de material orgánico en: litógenos (origen vegetal) y biógenos (origen animal).

 

Rocas Metamórficas

 
Se llaman así a las rocas que han sufrido un proceso de transformación denominado metamorfismo, que da lugar a la formación de nuevas rocas que anteriormente pudieran haber sido ígneas o sedimentarias. El calor y la presión son los agentes del metamorfismo que ocasionan cambios en la estructura de los minerales, recristalizándolos cambiando así su textura, forma y composición de la que originalmente poseían. Existen tres tipos de metamorfismo:

 
Termal o de contacto: en este tipo de metamorfismo interviene el calor en la recristalización de algunos o todos los componentes a temperaturas comprendidas entre 500 a 800 ºC, formándose nuevas variedades de minerales en la roca.

Dinámico: en este tipo de metamorfismo el esfuerzo principal es el agente que ocasiona la transformación de la roca y la temperatura no tiene una influencia significativa. Generalmente estos esfuerzos que causan la transformación de la roca son por cizalla.

Regional: cuando el esfuerzo y la temperatura son influyentes esenciales en la recristalización, se trata de un metamorfismo regional, lo que da como resultado la recristalización de los minerales existentes en la roca que transforman la roca.

 

Con el paso del tiempo, consecuencia de la deposición de sedimento compuesto de ceniza y material fino, las rocas ígneas y sedimentarias son sepultadas gradualmente por una capa de suelo y vegetación. Una nueva erupción volcánica puede incluso cubrir la superficie superior de lava que se solidifica rápidamente, formando así una capa rocosa, donde esas rocas que inicialmente estaban sobre la superficie terrestre pueden encontrarse por debajo, lo que da lugar a que sufran metamorfismo. Los procesos de metamorfismo influyen en el comportamiento mecánico de las rocas, aumentando su dureza y resistencia.

 
Se llama ciclo de la roca a un proceso geológico extremadamente lento, donde la roca va transformándose en tres categorías diferentes de roca, que son las: ígneas, sedimentarias y metamórficas. En la Figura se muestra un esquema de todos los procesos en el ciclo geológico de la roca.

 
El ciclo empieza cuando el magma sale a la superficie terrestre debido a una erupción volcánica, donde este se enfría en la superficie de la corteza terrestre o dentro de ella, formando así rocas ígneas extrusivas o intrusivas respectivamente. Estas rocas pueden fundirse nuevamente en una futura erupción y convertirse en parte del magma, o de lo contrario sufrir un proceso de metamorfismo debido a presión y temperatura convirtiéndose así en roca metamórfica. Durante una erupción el material piroclástico expulsado se esparce por la superficie terrestre, en contacto con el medio ambiente se meteoriza formando de esta manera el suelo. Si es compactado por presión y sobrecarga, se forma nuevamente la roca metamórfica. La roca metamórfica puede nuevamente fundirse y ser parte del magma o sufrir un proceso de meteorización convirtiéndose en suelo, al igual que el caso de la roca ígnea el sedimento producto de la meteorización puede nuevamente cementarse y convertirse en roca sedimentaria. La roca sedimentaria puede sufrir también un proceso de metamorfismo recristalizándose y convertirse en roca metamórfica, o de lo contrario sufrir meteorización convirtiéndose en sedimento que formará parte del suelo, donde todos los procesos del ciclo nuevamente se repiten.

 

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Fuente:
RINCONINFO