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Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete UNIDAD 9. PROCESOS GEOLÓGICOS DEBIDOS AL AGUA Y AL VIENTO 1. LA HIDROSFERA. Llamamos capas fluidas de la Tierra a la atmósfera e hidrosfera pues ambas están constituidas por fluidos: aire y agua. El que nuestro planeta esté rodeado externamente por dos capas fluidas es algo extraordinario pues el resto de planetas del Sistema Solar poseen atmósfera más o menos desarrollada pero no hidrosfera. El agua se halla en la Tierra en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, constituyendo un subsistema llamado hidrosfera. Esto es debido a la distancia al Sol. Si la Tierra estuviera más lejos el agua estaría congelada. Si estuviera más cerca, estaría evaporada. El agua de la superficie terrestre procede de la desgasificación del planeta, que tuvo lugar en su mayor parte en las primeras etapas de la historia terrestre, alcanzando un volumen similar al actual. Algunas teorías proponen que una parte pudo proceder también del choque de cometas contra la prototierra. Está estrechamente relacionada con otros sistemas terrestres como la geosfera, la atmósfera y la biosfera. La existencia de la hidrosfera tiene enorme importancia para el origen y desarrollo de la vida. Podemos considerar seis compartimentos o sistemas acuáticos: océanos, criosfera (hielos y glaciares), aguas subterráneas, aguas superficiales (ríos y lagos), atmósfera y biosfera: Ambas capas, atmósfera e hidrosfera, se encuentra en continuo intercambio (el límite entre ambas no es riguroso) a través del ciclo del agua, interacción que determina su comportamiento. También constituyen la máquina climática terrestre pues son las capas más relevantes en el funcionamiento del clima. 1.1. El ciclo hidrológico. El agua existente en la Tierra está en continuo movimiento, experimentando cambios de estado y conectando los diferentes sistemas acuáticos mediante el llamado ciclo hidrológico el cual puede definirse como el conjunto de procesos mediante los que el agua circula describiendo un recorrido cíclico desde la atmósfera hasta la superficie terrestre y de nuevo a la atmósfera. Su volumen permanece prácticamente invariable. En distintas fases del ciclo es incorporada por los seres vivos ya que es imprescindible para éstos. El ciclo del agua podemos dividirlo en dos etapas: Ciclo interno. Muy poco conocido, se origina por el calor interno terrestre. El agua de origen magmático (agua juvenil) se origina por reacciones químicas internas y sale a través de volcanes, fracturas y dorsales oceánicas. Igualmente, el agua oceánica entra en el interior terrestre por las zonas de subducción o formando parte del ciclo de las rocas. Ciclo externo. Se origina por la energía solar el cual hace posible los cambios de estado que experimenta el agua, y la gravedad la cual es responsable de las precipitaciones y de que el agua Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 2 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete circule desde las montañas hacia el mar. Los procesos que intervienen en el ciclo externo son: - Evaporación: paso lento y gradual del estado líquido al gaseoso. - Transpiración: mecanismo de evaporación de agua de los seres vivos. - Condensación: cambio de estado de la materia desde vapor a líquido. Precipitación: caída del agua en forma líquida o sólida desde la atmósfera a la superficie terrestre. La forma más común es la lluvia, pero también se produce en forma de nieve, granizo, rocío o escarcha. Infiltración: penetración del agua que precipita o circula por la superficie terrestre al subsuelo, incorporándose a las aguas subterráneas. Escorrentía: proceso por el cual el agua discurre a favor de pendiente. Puede ser superficial (se produce cuando el suelo es incapaz de infiltrar toda el agua que ha recibido por precipitación) o subterránea (movimiento horizontal del agua subterránea generalmente a escasa velocidad). El caudal de agua de los ríos proviene tanto de la escorrentía superficial como de la subterránea, la cual supone un aporte de caudal vital entre periodos de lluvia conocido como caudal base. El balance hídrico es la diferencia entre las precipitaciones y la evaporación, la evapotranspiración, la escorrentía y la infiltración. De todos los procesos que componen el ciclo hidrológico, es la escorrentía (superficial y subterránea) la que desempeña un papel preponderante en el modelado del relieve. Glaciares, ríos, arroyos, torrentes y lagos sirven de nexo de unión entre las precipitaciones y la evaporación. Durante este trayecto los agentes ejercen erosión, transporte y sedimentación de manera muy eficaz. 2. EL MODELADO GLACIAR. En las regiones de latitudes altas y en las de alta montaña, donde la Tª media está por debajo de 0 ºC, el agua permanece en estado sólido, independientemente de la estación del año, formando un manto de hielo que es el agente modelador principal de dichas regiones. 2.1. Tipos de glaciares. Un glaciar es una acumulación de hielo policristalino procedente de la nieve, compactada progresivamente y cristalizada. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 3 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Según el régimen térmico se distinguen: - Glaciares fríos: masas de hielo con temperaturas muy por debajo de la de fusión. Carecen de agua de fusión y, por lo general, permanecen anclados al sustrato. - Glaciares templados: su temperatura es próxima a la de fusión. Contienen agua de fusión entre la base del glaciar y el sustrato. Su desplazamiento es rápido. Según su morfología hay dos grandes grupos: Glaciares de casquete (Antártida y Groenlandia; representan el 92 % y el 6 % de la criosfera, o conjunto de hielos del planeta). Cubren grandes extensiones y el continente sobre el que se encuentran está por de- bajo del nivel del mar. Por ello, su desplazamiento se realiza remontando pendientes; el peso del hielo en el centro provoca el deslizamiento de las capas superficiales hacia los bordes del continente. Glaciares de montaña (Alpes, Andes, Himalaya…). Se caracterizan por su menor extensión y su mayor velocidad de descenso (1m/día, como media). Dependiendo de la altura y la latitud, las lenguas descendentes tardan más o menos en fundirse, caracterizando los diferentes tipos de glaciares (escandinavo, piedemonte, alpino y pirenaico) 2.2. Dinámica glaciar. La nieve caída tiene una densidad de 0,2 g/cm3. El peso de las capas superiores provoca la pérdida de aire y procesos de fusión y de cristalización que tienen como consecuencia que el hielo se hace más denso (0,9 g/cm3). Este aumento de densidad, junto con el deshielo y la gravedad, favorece su desplazamiento. El hielo se desplaza de la siguiente manera: En los glaciares de casquete el hielo se adhiere a la roca del fondo, y las capas superiores se desplazan plásticamente sobre las inferiores (las fracturas entre las capas facilitan el desplazamiento). En este caso, el movimiento es de fluxión o flujo. En los glaciares de montaña, donde la temperatura de la masa de hielo es cercana a la de fusión, además del flujo se produce la fusión y recristalización en la masa de hielo, lo que facilita el deslizamiento de la masa de hielo. Estos procesos tienen lugar en el contacto con las rocas del fondo; la presencia de agua líquida facilita el desplazamiento al actuar como una superficie de deslizamiento. Además de la meteorización física (gelifracción o criofractura), que es intensa en estas zonas, el movimiento dedescenso del hielo arranca fragmentos de diversos tamaños. El agua líquida se introduce en las grietas y, al aumentar de volu- men por congelación, eleva los cantos, que serán englobados en la lengua glaciar y arrastrados por ella. Además, la lengua glaciar erosiona por abrasión la superficie del cauce con la ayuda de los cantos y http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/tierrayuniverso/20070417klpcnatun_110.Ees.SCO.png Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 4 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete materiales arrastra- dos sobre él, produciendo estrías y acanaluduras en su superficie. En la parte alta del valle glaciar, en el circo, la criofractura hace retroceder sus paredes, pudiendo quedar dos circos colindantes separados por una arista o cresta. La unión de varios circos con destrucción de aristas puede originar un horn o pico piramidal (Monte Cervino, en Los Alpes)). En el fondo de los circos debido a la sobreexcavación, puede acumularse el agua originando lagos de montaña (ibones en Aragón o estanys en Cataluña). Por otro lado, la lengua del glaciar ejerce una doble acción erosiva y de transporte en su deslizamiento, excavando un valle en U o artesa glaciar. Las artesas glaciares que desembocan en el mar se llaman fiordos. La enorme cohesión de la masa de hielo le proporciona una gran capacidad de transporte. Los cantos transportados en su interior van protegidos de todo rozamiento; solo los que caen hasta el fondo de la lengua y los recogidos del cauce glaciar acaban estriados. También transporta los llamados bloques erráticos, fragmentos rocosos que pueden provenir de lugares muy lejanos. La lengua de hielo también puede presentar estriaciones o grietas que varían entre unos milímetros y varios metros, llamadas rimayas y crevasses. Los cruces entre grietas pueden delimitar bloques de hielo inestables, con tendencia a desprenderse, llamados seracs. Cuando el hielo se funde, los sedimentos, denominados till, se depositan bruscamente. Presentan tamaños muy diversos y tienen cantos angulosos, muy mala clasificación granulométrica y con la particularidad de contener minerales que en otros medios son fácilmente alterables, como feldespatos y minerales ferromagnesianos, lo que indica una escasa transformación química de los materiales que componían la roca inicial. Los till se acumulan formando las llamadas morrenas. Según su localización, las morrenas se diferencian en: morrena final, morrenas laterales y centrales (al confluir dos lenguas y unirse sus morrenas laterales) y morrena de fondo. Cuando un glaciar se derrite, especialmente un glaciar continental, grandes cantidades de till son arrastrados y depositados en los llamados sandar (sandur en singular) que son planicies formadas por sedimentos fluviales finos y estratificados que provienen de la fusión de glaciares en su porción superior y que han sido arrastradas por las aguas del deshielo. Las aguas de fusión glaciar que circulan por y bajo el hielo también movilizan sedimentos y pueden dar lugar a un río o a un lago de barrera. Desde la última glaciación, hace unos 18.000 años, los hielos no han hecho más que retroceder dejando al descubierto relieves heredados. En España aún se conservan, heredados de la Pequeña Edad del Hielo (s. XIV al XIX), unos pocos glaciares de circo, denominados así al carecer de lengua (por ejemplo, el glaciar de Monte Perdido en Huesca). 3. EL MODELADO PERIGLACIAR Este tipo de modelado es característico tanto de las márgenes de las zonas glaciadas como de aquellas áreas de clima frío en las que la temperatura crítica de 0 ºC provoca frecuentes ciclos de hielo-deshielo, están o no en el entorno de un glaciar. En general pueden distinguirse tres ambientes Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 5 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete donde pueden ocurrir los procesos periglaciares: Regiones donde el suelo está permanentemente helado o permatrost. Se puede distinguir un nivel inferior o pergelisuelo que se mantiene helado todo el año, y un nivel superior o mollisol en el que el hielo puede descongelarse en ciertas épocas originando un suelo fangoso. Zonas sometidas a ciclos de hielo-deshielo. Están sometidas a cambios de temperatura cíclicos y también condicionadas por la disponibilidad de agua y sus efectos son la crioclastia o gelifracción producida al penetrar el agua por grietas y fisuras de las rocas y expandirse al congelarse. Áreas cubiertas de nieve permanentemente pero sin congelarse. El suelo se ve afectado por la propia nieve y por el agua de fusión. Por otro lado, la nieve los protege de las bajas temperaturas. Estos tres ambientes pueden coexistir en regiones circumpolares y zonas de alta montaña. Pero es el ambiente sometido a ciclo de hielo-deshielo el más extendido. Los efectos de la criofractura son la formación de derrubios como los canchales o pedreras; los ciclos de hielo–deshielo provocan la crioturbación del suelo, movimientos que rompen la estructura del mismo y favorecen su fluidificación, originando suelos poligonales y estriados; el mollisol puede deslizarse por gelisolifluxión a favor de pendiente o congelarse y aumentar de volumen, dando lugar al césped almohadillado. 4. LA ACCIÓN GEOLÓGICA DE RÍOS, ARROYOS Y TORRENTES El ambiente fluvial posiblemente es el ambiente más importante de la tierra firme y el que genera mayor diversidad de morfologías y paisajes. Se define por la acción de agua continental en movimiento, por la energía del agua y por el conjunto de erosión, transporte y sedimentación en el mismo ambiente. Además los sistemas fluviales dependen fuertemente de las condiciones climáticas. La fusión del hielo, de la nieve o la propia lluvia son determinantes en la acción modeladora de las aguas continentales. 4.1. Las aguas de escorrentía o de arroyada. Las aguas superficiales proceden de las precipitaciones y del deshielo. Parte de esta agua puede quedar retenida por la vegetación, ser almacenada en de- presiones o evaporarse. El resto se infiltrará en el subsuelo o se desplazará superficialmente. Al iniciarse la precipitación o el deshielo, el suelo absorbe toda el agua posible, pero cuando se satura ya no puede penetrar más agua y se produce la escorrentía superficial o circulación del agua hacia el mar. Hay dos tipos de causas de la escorrentía superficial: por saturación del suelo (el suelo ya no admite más agua) o por limitaciones en la infiltración (los materiales del suelo por su naturaleza son poco permeables, como los arcillosos). El agua que no se ha infiltrado ni ha sido interceptada por la vegetación o almacenada en concavidades del terreno, ni tampoco se ha ido evaporando, va a desplazarse vertiente abajo concentrada en microcanales móviles y de carácter efímero. Existen dos tipos de canales. Acanaladuras. El agua desplaza los materiales más finos siguiendo la dirección de máxima pendiente. Los trazados son subparalelos y aparecen en cada episodio de precipitación. Son típicas de zonas con pendiente elevada y superficies desnudas. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 6 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Cordones o lazos. Formados sobre materiales gruesos que obligan a las microcorrientes de agua a desplazarse formando trazados entrelazados que bordean estos materiales. Se producen en zonas de manos pendiente y puede permanecer inalterables durante varios periodos de precipitación. El agua que discurre por la superficie, en un principio sin cauce fijo y a favor de la pendiente,tiende a buscar los puntos más bajos de sus posibles recorridos; va formando cauces que se van jerarquizando: el más profundo re- coge aguas de los otros. Todas las aguas confluyen en las llamadas cuencas de recepción de un torrente –cursos de montaña episódicos de régimen nival o pluvionival- que, a su vez, desagua en una corriente de mayor caudal –generalmente el afluente de un río– que confluirá con otras corrientes hasta converger con la corriente principal, generalmente un río, los cuales desembocarán en ríos mayores, en un lago o en el mar. En un torrente distinguimos tres elementos: la cuenca de recepción, en forma de embudo, el canal de desagüe, por donde circulan las aguas, y el cono de deyección, en la desembocadura. El conjunto de torrentes, afluentes donde desembocan y el río principal forman la red hidrográfica. La cuenca hidrográfica o cuenca de drenaje es el área que recoge las aguas del río principal. Está delimitada por montañas y formada por cauces e interfluvios (área comprendida entre dos cauces) que forman las divisorias de aguas. El trabajo que realiza la red hidrográfica entera en su cuenca se resume en: Erosión. El agua excava el valle profundizando sus cauces. Se facilita de esta manera la meteorización y la posterior caída de las rocas de las laderas, principalmente deslizamientos de tierras y coladas de barro lo que ensancha el valle por el que discurre. Por erosión remontante se alarga la red hidrográfica y se amplía la superficie sometida a la erosión de las aguas de escorrentía, a la meteorización y a la gravedad. Transporte. Las aguas de arroyada arrastran la capa superficial alterada de las rocas y transportan estos materiales a la corriente principal. Con estas acciones dejan expuestas nuevas masas de rocas a meteorización y acción erosiva de los diversos agentes. Como podemos observar, en una cuenca hidrográfica no solo actúan las corrientes de aguas encauzadas (torrentes y ríos), sino también las aguas de arroyada, la meteorización, la gravedad... Es decir, que los ríos erosionan en su cauce y como máximo en su llanura de inundación, pero las laderas del valle retroceden por la acción de la meteorización, de la gravedad, y de las aguas de arroyada. Los oued o uadi (vocablo de origen árabe) son ríos temporales de alimentación pluvial. Presentan un lecho poco encajado, ancho y de fondo plano, como una artesa. Su fondo está cubierto de material detrítico, abandonado cuando cesa la arroyada. Se combinan, pues, los procesos de transporte y de acumulación. Son los arroyos centrales de los sistemas de cárcavas. Los uadi de menor incisión y mayor pendiente se denominan ramblas o barrancos. Los uadi son propios de las regiones áridas de régimen pluvial esporádico o estacional y de pendientes más suaves que los de montaña. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 7 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 4.2. Acción geológica de los ríos. Un río es una corriente de agua permanente que fluye por un cauce desde las tierras altas a las tierras bajas y vierte en el mar o en una región endorreica (río colector) o a otro río (afluente). La representación gráfica del curso de un río, desde su nacimiento hasta su nivel de base o desembocadura, se conoce como perfil longitudinal de un río. Su estudio contribuye a determinar las competencias del flujo. Condiciones hidrodinámicas. Debemos considerar a los ríos como corrientes de agua que fluyen sobre franjas que ocupan una cierta superficie, y dentro de las cuales existen diferencias de velocidad del flujo. La capacidad erosiva aumenta con la pendiente —porque aumenta su energía cinética— y con la impermeabilidad de las rocas, ya que si el agua se infiltra, la corriente superficial presenta menos energía cinética. La energía cinética (Ec = ½ mv2) de la masa de agua depende de dos factores, el caudal —cantidad de agua por unidad de tiempo— y la velocidad de la corriente (que a su vez depende de la pendiente). Parte de la energía disponible, o potencia bruta, se gasta en rozamiento con el fondo y en el transporte de la carga. Potencia neta = potencia bruta – (rozamiento + carga) Si la potencia neta es mayor de 0, se da erosión; si es igual 0 se da transporte y si es menor de cero se da sedimentación. En el diagrama de Hjulström, obtenido experimentalmente, se puede observar la velocidad necesaria para que se produzca la erosión, el transporte o la sedimentación de las partículas. La erosión fluvial. La acción erosiva física —por rozamiento del agua y de los sedimentos arrastrados— y química —por la actividad del agua y de las sustancias que transporta en disolución— es importante, así como su capacidad de transporte, en comparación con los demás agentes geológicos. La erosión fluvial supone una movilización anual de 1013 kilogramos de materiales que son transportados a los océanos. Ello produce un descenso del relieve continental de unos 4,5 cm de media anual. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 8 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Como el caudal es menor en la cabecera, la pendiente debe ser mayor, ya que si no el agua se dispersaría antes de confluir en los torrentes y estos en los ríos. Así pues, la capacidad erosiva depende de la pendiente y del caudal. La corriente empieza a excavar su cauce donde su caudal es mayor, fenómeno que se puede observar en las cabeceras de los torrentes, donde las aguas de arroyada van formando pequeños cauces a medida que se reúnen hilillos de corrientes. El pequeño cauce formado se va profundizado y ensanchado y se ramifica hacia zonas más altas, capturando nuevas corrientes. Cuando el río es joven la pendiente es muy acusada y la erosión es muy fuerte. Los cambios bruscos de pendiente como cataratas y rápidos, forma- dos por rocas duras, fallas… van siendo eliminados por erosión. Según va pasando el tiempo, y el río va escavando su cauce, disminuye la pendiente y la erosión, y aumenta la sedimentación, pudiendo llegar teóricamente al denominado perfil de equilibrio de un río. El perfil de equilibrio de un río es aquel que le permite llegar hasta su desembocadura sin excavar su cauce más profundamente ni sedimentar. El río tiene únicamente energía para evacuar el caudal. Según esto, el trazado de este perfil sería una superficie cóncava y tangente al nivel de base — nivel del mar— en la desembocadura. El perfil de equilibrio es teórico y generalmente no se alcanza; lo más frecuente es que se produzca una erosión remontante desde la desembocadura hasta el nacimiento, propiciada por el descenso de la cota de su nivel de base o punto de desembocadura. Las causas que pueden producir un descenso del nivel de base de un río son las siguientes: debido a una glaciación o por causas tectónicas. Como consecuencia de la erosión remontante, el río puede capturar otros ríos cuyas cuencas estén aún a cotas más altas que la suya, de tal forma que se establece un codo de captura en la zona alta de la cuenca fluvial y el río capturado vierte sus aguas a la cuenca del río que lo ha capturado. La captura de un río situado a un nivel superior se puede producir al desaparecer la divisoria entre las dos cuencas por esta erosión remontante. La excavación que se produce al final del cauce aumenta la pendiente del terreno en esa zona, lo cual favorece la caída por gravedad de masas rocosas y las nuevas corrientes capturadas abren otros canales en zonas más altas. La profundización del cauce aumenta con el caudal. La anchura también, pero en menor proporción. Debido al rozamiento con las paredes y el fondo, la velocidad media de la corriente es mayor en el centroque en el borde de los cauces; y en la vertical, las máximas velocidades ocurren en la superficie, con una disminución progresiva hacia el fondo. La capacidad erosiva del agua se debe principalmente al rozamiento que realizan los materiales que transporta y al movimiento turbulento que se produce en su seno con los cambios de pendiente, obstáculos... Estos movimientos de desarrollo vertical u horizontal originan pilancones (o marmitas de gigante, dónde se pueden encontrar cantos y gravas) en rocas duras. También se arrancan partículas del fondo y de las orillas en rocas blandas Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 9 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete El transporte fluvial. La capacidad de transporte de las corrientes de agua se debe, en primer lugar, a su energía cinética (depende directamente de su velocidad) y después a los movimientos turbulentos que se producen en ella (en ríos poco pro- fundos y con corrientes lentas, el flujo puede ser laminar). La forma en que los sedimentos son transportados (arrastre, rodadura, saltación, suspensión, flotación y disolución) depende de su tamaño y composición química; por arrastre, rodadura y saltación, los mayores, y por suspensión, flotación y disolución, los más pequeños. También el tipo de sedimentos transportados será muy variado en función de la composición inicial de la roca de origen y de los procesos de meteorización que haya sufrido. A medida que aumenta su capacidad de transporte (por mayor caudal o por incremento de la pendiente) lo hace el tamaño de las partículas transporta- das por saltación y arrastre, y sobre todo por saltación. La velocidad requerida para que se inicie la movilización de una partícula puede ser mayor que aquella necesaria para mantener el material en transporte. Durante el transporte, los sedimentos van siendo erosionados mecánica- mente: los cantos redondean sus bordes —dando lugar a los llamados cantos rodados—, pero también sufren alteraciones químicas principalmente por disolución; de tal forma que en el sedimento fluvial depositado final- mente predominarán los granos de cuarzo y cuarcita. La sedimentación fluvial. Gracias a su capacidad de erosión, los flujos superficiales acarrean gran cantidad de materia sólida llamada carga fluvial, la cual será depositada cuando la competencia del río no sea suficiente para transportarla dentro del volumen de agua. Los sedimentos fluviales o aluviones se caracterizan por: Composición de los granos variable. Si el recorrido fluvial es largo contienen materiales de distintos orígenes debido a los nuevos aportes. En cuanto al tamaño, predominan los limos, siendo frecuentes las arenas y menos las gravas. Los sedimentos reflejan las condiciones del régimen fluvial. Durante el tiempo más seco se depositan arenas, a veces con gravas, bien clasificadas por tamaños, formando depósitos casi siempre temporales que después serán arrastrados en una crecida posterior del río. Cuando la corriente pierde potencia y, en consecuencia, capacidad de transporte, va depositando los materiales; en primer lugar, los más densos y pe- sados y posteriormente los más finos y menos densos. Es decir, que el río realiza un depósito selectivo a lo largo de su recorrido. Los aluviones se depositan principalmente en la orillas y en la llamada llanura de inundación, pero Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 10 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete también en el centro del cauce si la velocidad de la corriente ha descendido lo suficiente. Si el río se encaja en el terreno, profundizando su cauce, por erosión remontante deja abandonados aluviones a ambos lados de su cauce y forma las llamadas terrazas fluviales que se localizan a ambos lados del río y a la misma altura. Si existen varios niveles de terrazas se supone que el valle ha tenido más de un episodio de encajamiento, siendo las terrazas más antiguas las más altas topográficamente. Hay dos tipos de terrazas fluviales: Terrazas fluviales encajadas. Los períodos de erosión no alcanzan a eliminar completamente los depósitos de aluviones anteriores, de manera que las terrazas quedan yuxtapuestas y superpuestas (imagen A). Terrazas fluviales escalonadas. Los períodos de erosión que suceden a los períodos de deposición, de manera que el río excava todos sus aluviones y llega al sustrato rocoso Así, el material que compone las terrazas más antiguas no se continúa bajo las posteriores como ocurre en las terrazas encajadas, sino que queda limitado a un resalte en forma de escalón a lo largo del valle (imagen B). De este modo, las terrazas se forman cuando una corriente llena un valle con sedimentos y labra después su cauce a un nivel inferior. La construcción inicial puede ser causada por un cambio en el clima que conduzca a un incremento en la carga de la corriente o a una disminución en su descarga. También puede tener lugar al elevarse el nivel de base de la corriente, reduciendo la pendiente y dando lugar al depósito. Si la corriente de un río oscila de un lado a otro del valle, erosionando lateralmente su cauce, puede encontrarse con rocas resistentes que desvían la corriente y que impiden la formación de una terraza en un lado del valle, dando lugar a las terrazas disimétricas La sedimentación y la erosión intervienen en la formación de meandros. Estas estructuras, frecuentes en llanuras aluviales y también en las zonas de alta velocidad de la corriente, son curvas que describe el cauce de un río al apartarse de su trazado ordinario para luego retornar a él. Esto da lugar a sinuosidades en la trayectoria de flujo de un río, así en una misma orilla se suceden concavidades y convexidades. El agua se desplaza más rápidamente en las orillas cóncavas y disminuye su velocidad en las orillas convexas. En estas últimas sedimenta, y la erosión en las orillas cóncavas exagera las curvas del trazado primitivo del río, que llega a acortar el trazado dejando un meandro abandonado. Las desigualdades en el fondo del cauce hacen aumentar la velocidad cerca de una de las orillas donde se producen turbulencias con alto poder erosivo, lo cual favorece la formación de meandros. Los aluviones abandonados en las orillas son asimétricos, ya que la deposición en una orilla coincide con la erosión en la otra, y se encuentran a distinta altura. En los ríos que forman meandros, el depósito se produce tanto en el cauce como en la llanura de inundación; en ésta última, la sedimentación ocurre cada vez que una crecida importante hace que el río se desborde de su cauce y sus aguas cubran la llanura de inundación situada a ambos lados. Al ocurrir esto, la corriente pierde energía súbitamente y el río deposita la carga que transporta; episodios sucesivos de inundación son los responsables del espesor que va alcanzado con el tiempo dicha llanura. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 11 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Durante cada inundación, los sedimentos más gruesos quedan al borde del cauce formando dos crestas contiguas que se comportan como diques de contención natural. Los meandros abandonados se llenan de agua después de cada inundación, dando lugar a los llamados ox- bow; en ellas se produce la decantación lenta de los materiales más finos. Los meandros pueden encajarse si el relieve sufre una elevación respecto al nivel del mar. 5. LA ACCIÓN GEOLÓGICA DEL MAR Más del 60 % de la corteza terrestre está cubierta por mar. Ahora bien, aproximadamente el 20 % de la zona sumergida está compuesta porcorteza continental, formando la llamada plataforma continental. Así como en los continentes los agentes externos e internos modifican el relieve, solo en las zonas poco profundas en los océanos se aprecia la influencia de ambos tipos de procesos. En las otras zonas, los depósitos cubren las diferencias de relieve y este evoluciona por la acción de los agentes internos. 5.1. Acción geológica de las olas, las mareas y las corrientes. El principal agente modelador de las costas es el oleaje (sucesión continua de olas), tanto por su acción mecánica directa sobre el litoral como por los procesos hidrodinámicos que genera al acercarse a la línea costera. Es generado por el viento (olas oscilatorias) o por fenómenos tectónicos (tsunamis) y se propaga hacia la costa. La capacidad erosiva oleaje es relevante en las zonas de poca profundidad: costas, plataformas continentales y relieves submarinos. El viento genera las olas en aguas profundas, donde las partículas de agua tienen un movimiento circular. Cuando la ola se aproxima a la zona costera sufre una serie de transformaciones causadas por la interacción de la ola con el fondo marino. En aguas someras, el movimiento circular de las partículas de agua pasa a elíptico (B), hasta que la elipse se alarga y se convierte en prácticamente una línea recta (A) y se dice que la ola “rompe”. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 12 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Bajo estas condiciones, la trayectoria de las partículas de agua junto al fondo es prácticamente horizontal y presenta un componente hacia la playa al paso de la cresta de la ola y otro opuesto dirigido hacia la zona de mayor profundidad. El flujo hacia la playa tiene mayor intensidad que el flujo hacia la plataforma y, consecuentemente, mayor poder erosivo. En el sistema de circulación costera inducido por las olas tiene gran importancia el ángulo de incidencia del tren de olas, el cual está controlado a su vez por la orientación de la costa con respecto a los vientos dominantes y a los frentes de mal tiempo. Cuando hay una dirección de oleaje predominante, el flujo costero desplaza los sedimentos en un sentido determinado, dando lugar a una componente neta de transporte a lo largo de la costa que se conoce como de deriva litoral. Los trenes de olas se aproximan con un ángulo ligeramente oblicuo a la orientación de la línea de costa. El flujo principal de la deriva litoral se localiza entre la orilla y la zona rompen las olas (rompiente); en consecuencia, los sedimentos describen trayectorias en zigzag sobre la playa. La velocidad de la deriva litoral disminuye drásticamente fuera de la zona de rompiente. Por otro lado, el movimiento de resaca genera una corriente de fondo o bien una corriente de arrastre localizadas en puntos concretos de la costa. La alternancia de mareas, altas y bajas, generan corrientes de marea, más fuertes cuanta más diferencia hay entre la bajamar y la pleamar Tanto las olas como las corrientes marinas costeras son agentes erosivos muy eficaces, ya que su acción es permanente. Las olas pueden generar procesos de erosión marina de tipo mecánico y de abrasión por la enorme presión y succión que realizan al romper contra las rocas y retirarse posteriormente. Los elementos desprendidos son a su vez movilizados por el oleaje, constituyendo proyectiles que golpean y ejercen abrasión sobre las rocas in situ. Esta acción es especialmente patente en los acantilados —bordes continentales con fuerte pendiente (de 15º a 90º) libre de vegetación y originados por erosión— en los que, al romper las olas, se producen fenómenos de comprensión-dilatación del aire que se encuentra en las rocas; como consecuencia, se fracturan y caen en bloques que a su vez son usados como metrallas como las costas por olas sucesivas. El retroceso del acantilado por erosión deja una superficie allanada llamada plataforma de abrasión o rasa costera, que disminuye la capacidad erosiva del oleaje, formándose así un acantilado muerto. 5.2. Acción geológica de los seres vivos. La acción geológica de los seres vivos en los océanos es importante. Algunos, como los arrecifes, utilizan sustancias disueltas en el agua de mar para formar edificios sedimentarios; otros cubren con sus restos la mayor parte de los fondos oceánicos. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 13 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Es espesor medio de los sedimentos oceánicos procedentes del plancton, de los materiales arrastrados por el viento, de las cenizas volcánicas y de los materiales procedentes de los continentes es de unos 1000 metros. 5.3. Evolución de las costas. Formas litorales. Así como las aguas continentales tienden a arrasar el paisaje continental, el mar rectifica las costas, erosionando los salientes (cabos), donde forma acantilados y rellenando los entrantes (bahías) donde forman playas. Esto tiene lugar de la siguiente manera: el frente de ola en mar abierto es recto, pero a medida que se acerca a la costa es desviado (refracción) por el relieve submarino. Delante de los cabos, el frente de olas es frenado y se curva, concentrándose una gran parte de la energía del oleaje en un área pequeña, el cabo o promontorio, donde se produce erosión. En la bahía el frente del oleaje se dispersa y las corrientes litorales solamente tienen capacidad para transportar y depositar los productos de la erosión de menor tamaño, principalmente arenas, formando playas. Dentro de la zona litoral se han reconocido tres subambientes: La zona supralitoral. Solo está afectada por el oleaje durante los grandes temporales. Sus formas características son las dunas y las bermas. La zona interlitoral. Se halla entre los límites superior e inferior de las mareas. Puede tener un escalón o depósitos (barras) de arenas. La zona infralitoral. Se extiende desde la base de la zona interlitoral hasta el límite inferior de acción del oleaje durante los temporales y sus formas más características son las barras de arena. El oleaje produce el transporte de partículas desde el mar hacia la playa y desde la playa hacia el mar. Los materiales pueden ser transportados por disolución, en suspensión, por saltación, por rodamiento o por deslizamiento. Los sedimentos litorales son de naturaleza detrítica y evaporítica, faltando los organógenos, excepto en algunos pantanos costeros. La distribución granulométrica del sedimento contiene información sobre su origen y el mecanismo e intensidad del transporte que lo ha originado Como formas de sedimentación se puede diferenciar: Playas. El oleaje transporta arenas y restos de seres vivos (moluscos principalmente) a la costa, pero al retirarse el agua (el reflujo presenta una energía menor) son depositados, por lo cual las playas crecen. Las playas están constituidas mayoritariamente por depósitos bien clasificados: en la zona más Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 14 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete alejada del mar se localizan los granos de mayor tamaño; cuanto más cerca del mar, más pequeños son los granos depositados, hasta llegar a ser una alternancia de arenas muy finas, limos y arcillas (las manifestaciones de vida van aumentando en los depósitos más alejados del continente). Flechas, barras o cordones litorales e islas barrera. Son depósitos de arenas formados por el oleaje o las corrientes marinas. Se llama flecha a la acumulación de arena delante de la costa que crece y se alarga en el sentido de laderiva litoral. A veces estos depósitos pueden unir islas al continente, en cuyo caso se denomina tómbolos (como el de San Sebastián o Peñíscola) o, si tienen una gran longitud, formar los denominados cordones litorales o las islas barrera, si el tamaño es del orden de muchos kilómetros. Ambas están constituidas por un cordón de are- na relativamente estrecho y de poca altura dispuesto en paralelo a la línea de costa. Las barras litorales y, sobre todo, las islas barrera, tienen sedimentos como los de la playa y encierran una especie de bahía poco profunda o lagoon o laguna litoral que, por ser de aguas tranquilas, contiene básicamente limos y arcillas. Las albuferas constituyen un ejemplo de lagoon. Rizaduras o ripple marks. Son estructuras sedimentarias que se forman por la acción de una corriente de agua o viento sobre un sustrato de arena suelta. La forma y laminación interna dependen de la velocidad de la corriente y de si esta es unidireccional u oscilatoria. Deltas. Son depósitos formados en la desembocadura de algunos ríos (también se pueden formar en algunos lagos). Las condiciones que favorecen su formación son: ─ Equilibrio entre el empuje del río con su carga y el del mar. ─ Ausencia de oleaje y de mareas fuertes, por lo que su formación es más probable en mares cerrados. ─ Ríos con gran cantidad de carga por atravesar relieves juveniles. ─ Costas de levantamiento y poco profundas. Se forma el delta cuando la cantidad de aportes es superior a la que las olas pueden remover. Normalmente el río discurre a través del delta con poca pendiente, por lo que, al alcanzar su extremo, donde se encuentra con el mar, pierde la capacidad de transporte. Se depositan ahí los materiales detríticos menos finos; los arcillosos se depositan una vez que se ha mezclado el agua fluvial con la marina (los minerales de arcilla floculan al mezclarse las aguas debido al cambio de salinidad). Por su forma podemos diferenciar varios tipos de deltas: ─ Deltas digitados o ramificados. Cada canal de distribución origina una larga proyección que se va prolongando mar adentro. Crecen por sedimentación a los lados de los canales, los cuales se ramifican en las crecidas. Por ejemplo, el del Misisipi. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 15 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete ─ Deltas arqueados. Debido a la amplia curvatura que tiene su línea de costa se parece al contorno de un abanico aluvial. El oleaje y las corrientes marinas rellenan con sedimentos las áreas que quedan entre los brazos. Por ejemplo, el del Nilo. ─ Delta triangular o en cúspide. Cuando un río desemboca directamente en una línea de costa, donde el embate de las olas es fuerte, el sedimento transportado por la corriente fluvial se desparrama por la playa en las dos direcciones a partir del punto de confluencia originando un delta puntiagudo. Por ejemplo, el del Tíber. Estuarios. La desembocadura de ríos caudalosos en mares abiertos y profundos origina la formación de deltas sumergidos, en los cuales los procesos de erosión alternan con los de sedimentación. Un ejemplo típico es el estuario del Tajo. Las rías (valles fluviales sumergidos en el mar) y fiordos (valles glaciares sumergidos en el mar), pueden considerarse casos particulares de estuarios. Llanuras de marea. Son planicies de materiales finos (arcillas y limos) que quedan expuestas en periodos de marea baja, y cubiertas cuando la marea es alta. Suelen estar situadas en zonas protegidas del oleaje, por ejemplo detrás de una playa. Al acumular la llanura de marea sedimentos fangosos por encima del ni- vel medio de la pleamar se puede producir la colonización de plantas terrestres, generando las llamadas marismas. Marismas. Generalmente se hayan asociadas a los estuarios. Son zonas de acumulación de sedimentos que quedan al descubierto en bajamar y cubiertos en pleamar. Están formados por depósitos de limo y arcillas sobre los que sobreviven plantas salobres, capaces de retener sedimentos de mayor tamaño. Podemos encontrar ejemplos de marismas en estuarios parcialmente cerrados por cordones litorales, caso del Guadalquivir, o en deltas, como el caso del Misisipi. Arrecifes. Los corales coloniales desarrollan edificios calcáreos al crecer su esqueleto. Algas que viven en simbiosis con ellos, braquiópodos y moluscos completan la masa del arrecife, que puede emerger formando islas. Los arrecifes se sitúan en regiones donde la temperatura es alta, del or- den de los 30 ºC, las aguas limpias (sin aportes detríticos) y agitadas y a una profundidad entre 100 y 25 metros, aunque pueden alcanzar la superficie. En estos medios se forman depósitos crecientes de carbonatos, originados por organismos interconectados formando islas (arrecifes-islas) o barreras paralelas a la costa (arrecifes- barrera). En dirección al mar abierto los carbonatos se continúan con material detrítico, mientras que en la zona protegida se desarrollan depósitos tipo lagoon. 6. LA ACCIÓN GEOLÓGICA DEL VIENTO El viento es el movimiento horizontal del aire con respecto a la superficie terrestre. Este movimiento Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 16 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete es resultado de las variaciones de presión en la atmósfera, y siempre corre de las altas a las bajas presiones. El viento sólo adquiere naturaleza de agente de erosión cuando supera cierta velocidad y encuentra obstáculos que puede mover. Su huella sólo se observa en los países con poca vegetación, donde no entra en competencia con el agua. El viento actúa como agente modelador en la totalidad del planeta, pero su eficacia es muy diferente dependiendo varios factores: La topografía. La presencia de resaltes y otros tipos de obstáculos dificulta el avance del viento porque disminuye su velocidad. La presencia o ausencia de abundantes materiales sueltos. La presencia de cobertera vegetal. Si esta es abundante y está bien enraizada, la acción del viento se ve reducida. La humedad atmosférica. El vapor de agua se adhiere a las partículas, con lo cual estas aumentan su peso y se dificulta su movilización. La temperatura alta del suelo favorece la acción del viento, porque produce un incremento en la turbulencia del aire. Por todo ello, el viento desarrolla su acción geológica principalmente en terrenos llanos, con poca humedad, con materiales meteorizados de pequeño tamaño y desagregados, y sin vegetación. Estas condiciones se dan en lugares como los desiertos y en playas con sedimentos emergidos. 6.1. Erosión, transporte y sedimentación eólica. La capacidad erosiva del viento depende de la velocidad. Ambos parámetros se relacionan mediante la siguiente fórmula: E = V3 pa (E es la erosividad; V la velocidad; y pa la densidad del aire). El barrido que hace el viento sobre las rocas llevándose materiales sueltos, sobre todo los más pequeños, se denomina deflación. La deflación consiste en un desplazamiento individual de las partículas. Ataca a superficies demudadas y secas. Actúa hasta que la saturación del viento provoca su bloqueo. Cuando la superficie atacada incluye fragmentos superiores a la competencia del viento se produce una selección que lleva a su concentración en cubiertas pedregosas de gravas y cantos, que protegen el material subyacente. Cuando la superficie atacada presenta fragmentos movilizables se excavan cubetas y depresiones cerradas y amplias, que en medios áridos pueden ser muy grandes. La corrasión o abrasión eólica es ejercida por vientos muy violentos y cargados de grandes cantidades de material abrasivo (principalmente arenas de cuarzo). El limado y pulido crea superficieslisas y brillantes. Las piedras sueltas, pulidas por el viento, se llaman ventifactos. Cuando la superficie afectada ofrece una resistencia diferenciada aparecen rocas alveoladas, hoyos y cinceladuras. Si logran abrir un agujero cavernoso se llaman tafonis. Si el viento es canalizado por una grieta aumenta su velocidad y competencia produciendo estrías en sus paredes. La persistencia del fenómeno puede provocar canales e incluso corredores paralelos, que dejan entre ellos montículos de formas aerodinámicas llamados yardangs. La concentración de los vientos en la base de relieves aislados forma rocas fungiformes como la del dibujo. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 17 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete El viento es un agente muy eficaz de transporte de arenas y polvos. Su competencia se reduce, pues, a partículas de pequeño tamaño. Los desplazamientos se realizan por saltación, rodamiento y suspensión en función de su diámetro. Cuando el viento cesa o desciende por debajo de la competencia necesaria para el transporte de la carga, ésta se deposita en el suelo. La deposición producida por el viento está particularmente estructurada, de tal manera que siempre se depositan primero las partículas más pesadas y luego las más ligeras. Además las partículas ligeras vuelven a ser levantadas, de manera que la caer de nuevo su lugar ha sido ocupado por partículas más pesadas, lo que provoca una notable homometría en los depósitos eólicos. Pero también es característica de estos depósitos la estructura cruzada, debido a la variabilidad de las direcciones del viento y a la inclinación de las pendientes Los granos de arena transportados por el viento se acumulan en otros lugares originando llanuras arenosas y dunas, cuyas superficies aparecen casi siempre onduladas con rizaduras o ripples. Los depósitos eólicos típicos son las dunas. Una duna es un montículo de arena transportada por el viento de forma convexa cuya disposición y forma dependen de las características del viento. Es asimétrica y tiene una zona con una pendiente larga y suave en el lado de barlovento y con otra zona más estrecha y con pendiente pronunciada en el lado de sotavento. En la cara de barlovento los granos de arena se mueven por saltación, mientras que en la cara de sotavento las partículas se van acumulando por caída gravitacional. De esta manera se produce el crecimiento en altura de la duna y su desplazamiento. Existen diferentes tipos de dunas. Cuando tienen forma de media luna se llaman barjanes (término turco-mongol). Si las dunas se estiran en el sentido de un viento secundario forman dunas longitudinales llamadas seif. También pueden ser estrelladas, transversales, parabólicas, etc. Las dunas se acumulan sobre regs (desiertos pedregosos con cantos de distintos tamaños) o hamadas (desiertos rocosos) Pero el conjunto de dunas más complejo es el de un mar de arena o campo de dunas llamado erg (desierto de arena), que puede ocupar decenas de miles de kilómetros cuadrados. Geología 2º Bachillerato Procesos geológicos debidos al agua y al viento 18 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Otro tipo de depósitos generados por el viento es el loess, sedimentos amarillentos de grano fino (limo) originados a partir del polvo en suspensión. Estos sedimentos se depositan recubriendo cualquier relieve con un manto uniforme y potente (10-100 m). Pero el loess es también consecuencia de depósitos glaciares y periglaciares, no sólo eólicos. Los de mayor potencia están en China y dan nombre al río Amarillo.
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