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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE FILOSOFÍA Y LETRAS COLEGIO DE GEOGRAFÍA MAPEO DE ÁREAS CON EROSIÓN ACELERADA EN LOS MUNICIPIOS DE NICOLÁS ROMERO Y TEPOTZOTLÁN ESTADO DE MÉXICO T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE LICENCIADA EN GEOGRAFÍA P R E S E N T A LIZ HAIDE HUITZIL AVILES ASESOR: DR. JORGE LÓPEZ BLANCO CIUDAD UNIVERSITARIA, MÉXICO, D.F., 2008 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. A mis Padres Gracias Agradecimientos Mi mayor agradecimiento a la Universidad Nacional Autónoma de México por haberme otorgado la oportunidad de continuar con mi formación académica y permitirme adentrar en los diferentes ámbitos del conocimiento. Al Instituto de Geografía por facilitar sus instalaciones para la elaboración de mi tesis, y al personal académico y docente por brindarme su cordialidad y su confianza. Gracias. Al Dr. Jorge López Blanco por su colaboración y sus comentarios acerca de la elaboración de este trabajo, así como el compartir sus conocimientos. Un agradecimiento especial al comité del sínodo: Dr. José Ramón Hernández Santana, por sus comentarios motivadores y su calidez humana; M. en C. Oralia Oropeza Orozco por sus valiosos comentarios referentes a este trabajo, y su contribución al mejoramiento del mismo; al Ing. Alberto Pérez Rojas por su enseñaza al comienzo de mi licenciatura, por brindarme su amistad y su apoyo, así como sus observaciones y su interés en el contenido de este trabajo y finalmente al M. en C. Sergio Yussim Guarneros por sus atentas observaciones sobre este trabajo y por su interés en el mejoramiento del mismo Gracias. A Alberto López González por sus acertados comentarios, observaciones y su apoyo, importantes para la culminación de esta tesis, y principalmente por su amistad y ayuda constante durante estos años Obrigada “Bechubis”. A mis compañeros y amigos: Lic. Germán Gómez por su amistad y compañerismo durante este tiempo, Lic. Rafael Aragón, Lic. Alejandro Pérez, Rosita, Juan Roberto, Miguel Santos, Nayelli, Mario, Marina y Mónica por compartir conmigo un momento de si mismos y su amistad Gracias. Un último agradecimiento a las personas que motivaron mis expectativas y aunque no puedan estar conmigo o yo con ellas, su enseñanza fue de gran ayuda para reafirmar mis objetivos en la vida Gracias por siempre. All sciences are now under the obligation to prepare the ground for the future task of the philosopher, which is to solve the problem of value, to determine the true hierarchy of values. F. Nietzsche Índice Pág. Introducción 1 Aspectos generales del área de estudio 3 Hipótesis 5 Objetivos 5 Estructura del trabajo 5 Capítulo 1 Marco geográfico 1.1 Localización 7 1.2 Fisiografía 9 1.3 Geología 9 1.4 Hidrografía 11 1.5 Clima 12 1.6 Edafología 13 1.7 Vegetación 16 1.8 Características socioeconómicas 17 1.8.1 Municipio de Nicolás Romero 17 1.8.2 Municipio de Tepotzotlán 18 Capítulo 2. Geología y tectónica 2.1 Introducción 21 2.2 Geología regional 22 2.3 Litología 25 2.4 Estratigrafía 27 2.5 Tectónica regional 29 2.6 Evolución geológica y tectónica del piedemonte de la Sierra de Monte Alto y Bajo 33 i Capítulo 3. Marco conceptual y teórico – metodológico 3.1 Aspectos generales de la erosión de suelos 36 3.2 Definición y tipos de erosión 37 3.2.1 Erosión geológica o normal 38 3.2.2 Erosión hídrica acelerada y degradación del suelo 38 3.3 Factores físicos que influyen en el proceso erosivo 40 3.3.1 Erosividad de la lluvia 40 3.3.2 Escorrentía y formas de escurrimiento 41 3.3.3 Erodabilidad del suelo 42 3.3.4 Encostramiento y sellamiento del suelo 42 3.4 Formas y procesos de erosión 43 3.4.1 Erosión pluvial 43 3.4.2 Erosión laminar 44 3.4.3 Erosión en rills (surcos) 44 3.4.4 Erosión en cárcavas 45 3.5 Caracterización de áreas con erosión acelerada 46 3.6 Fundamento de la geomorfología aplicada 47 3.7 Criterio geomorfológico para la obtención de unidades morfogenéticas 48 3.8 Aspectos teórico-metodológicos para el mapeo de unidades con erosión acelerada 49 3.9 Obtención del mapa de inventario de áreas erosionadas 50 3.9.1 Recopilación y análisis de información 51 3.9.2 Materiales utilizados 52 3.10 Generación de elementos cartográficos 53 3.11 Obtención de unidades morfogenéticas 56 3.11.1 Delimitación de unidades morfogenéticas (UM) 57 3.11.2 Delimitación de áreas con erosión acelerada (inventario) 58 3.11.3 Procesamiento de las unidades morfogenéticas y áreas con erosión 59 3.12 Sobreposición de información cartográfica 60 ii Capítulo 4. Geomorfología 4.1 Introducción 62 4.2 Tipos de relieve 63 4.3 Sistema morfogenético Santa María Cahuacán (SM1) 63 4.3.1 Dorso de ladera de pared de barranco en piedemonte superior y medio 64 4.3.2 Piedeladera de pared de barranco en piedemonte superior y medio 64 4.3.3 Piedeladera de pared de barranco en piedemonte medio 65 4.3.4 Superficie cumbral en piedemontes superior y medio 65 4.3.5 Planicie aluvial en fondo de barranco 66 4.4 Sistema morfogenético Progreso Industrial (SM2) 66 4.4.1 Dorso de ladera de pared de barranco en piedemonte medio 67 4.4.2 Piedeladera de pared de barranco en piedemonte medio 67 4.4.3 Superficie cumbral en piedemonte medio 67 4.5 Sistema morfogenético San Francisco Magú ( SM3) 68 4.5.1 Dorso de ladera de pared de barranco en piedemonte inferior 68 4.5.2 Piedeladera de pared de barranco en piedemonte inferior 69 4.5.3 Superficie cumbral en piedemonte inferior 69 4.5.4 Planicie aluvial en fondo de barranco 69 4.6 Sistema morfogenético San José el Vidrio (SM4) 70 4.6.1 Dorso de ladera de pared de barranco en piedemonte medio e inferior 70 4.6.2 Dorso de ladera de pared de barranco en piedemonte inferior 70 4.6.3 Piedeladerade pared de barranco en piedemonte medio e inferior 71 4.6.4 Superficie cumbral en piedemontes Inferior, medio y superior 71 Capítulo 5. Mapeo de áreas con erosión acelerada 5.1. Introducción 74 5.2 Sistema morfogenético Progreso Industrial 75 iii 5.2 1 Erosión en cárcavas 76 5.2.2 Erosión antrópica 76 5.3 Unidades de inventario de erosión en el Sistema morfogenético San José el Vidrio 79 5.3.1 Erosión en barrancos 79 5.3.2 Erosión en rills-laminar 82 5.4 Unidades de inventario de erosión en el Sistema morfogenético San Francisco Magú 82 5.4.1 Erosión en barrancos y cárcavas 83 5.4.2 Erosión en cárcavas 84 5.5 Unidades de erosión en el Sistema morfogenético Santa María Cahuacán 85 5.5.1 Erosión en barrancos 85 5.5.2 Áreas con erosión en cárcavas 85 Capítulo 6. Resultados 6.1 Resultados 90 Conclusiones 96 Bibliografía 99 iv Índice de figuras Figura 1.1 Localización del área de estudio 7 Figura 1.2 Delimitación del área de estudio 8 Figura 1.3 Principales localidades dentro del área de estudio 8 Figura 1.4 Precipitación de los meses de Mayo-Septiembre Figura 2.1 Mapa geomorfológico de la Sierra de Monte Alto 24 Figura 2.2 Mapa de síntesis morfotéctonica 32 Figura 3.1 Esquema Metodológico 55 Anexo fotográfico del capítulo 5 88 Anexo cartográfico 108 Mapa de unidades morfogenéticas del área de estudio (Figura 4.1) Mapa inventario de áreas con erosión acelerada (Figura 5.1) Índice de tablas Tabla 3.1 Principales tipos de erosión 44 Tabla 3.2 Cartografía temática utilizada para el análisis del área de estudio 52 Tabla 3.3 Material fotográfico empleado para la fotointerpretación 53 Tabla 4.1 Síntesis de unidades morfogenéticas del área de estudio 73 Tabla 5.1 Distribución de erosión en cárcavas por sistema morfogenético 75 Tabla 5.2 Tipos de erosión en el Sistema morfogenético San José el Vidrio 79 Tabla 5.3 Tipos de erosión en el Sistema morfogenético San Francisco Magú 83 Tabla 5.4 Tipos de erosión en el Sistema morfogenético Santa María Cahuacán 85 Tabla 6.1 Resultados de la relación entre unidades morfogenéticas y pendiente 90 Tabla 6.2 Resultados de la relación de unidades morfogenéticas y tipos de erosión 93 Tabla 6.3 Resultados de la relación entre los tipos de erosión y pendiente 95 v Introducción Introducción La degradación de la tierra a través de la erosión del suelo es uno de los problemas ambientales más importantes a nivel mundial (Bocco, 1990). Dentro de este contexto se estima que el 35% de los suelos está siendo afectado por algún grado de erosión. La degradación del suelo es el resultado de factores ambientales, sociales, económicos, etc. Los factores que están relacionados con la degradación del suelo son el cambio de uso de suelo hacia superficies agropecuarias, la deforestación, el sobrepastoreo, el relieve, la densidad poblacional y la pobreza (SEMARNAP, 1997). En México el 76% del territorio presenta algún grado de afectación de los suelos por procesos degradativos, tanto superficiales e internos, mientras que un 14% corresponde a terrenos estables sin degradación aparente y 10% son terrenos sin uso aparente (SEMARNAP, 1997). Una de las principales causas del deterioro de suelos en México es la deforestación que influye con el 25.81%, provocado por la eliminación de la vegetación árborea de selvas, bosques y matorrales; el cambio de uso de suelo es responsable de un 25.47%, debido a la apertura de nuevas áreas para la agricultura, ganadería y urbanización; y el sobrepastoreo con 24.57%, ocasionado por la excesiva carga animal manifestada en el pisoteo, que propicia la disminución de la cubierta vegetal y compactación sobre el suelo. El 13.86% del deterioro del suelo se debe a la extracción de materiales del suelo (op.cit.), la labranza postcosecha origina un 9.29%, entendida como el manejo inadecuado del suelo después de la cosecha, dejándolo expuesto a la erosión hídrica y eólica, principalmente. Dados los resultados de la degradación del suelo en México, su afectación y distribución, algunas organizaciones gubernamentales han llevado a cabo obras de conservación y de recuperación del suelo y agua, con base en el reconocimiento del área afectada por algún factor que genera los procesos de erosión, y así es como se establecen acciones encaminadas a contrarrestar sus posibles efectos (SEMARNAP, 1995). Estas acciones tienen una aplicación a nivel estatal, por lo que se parte de conocer la dinámica erosiva o bien la situación ambiental de la entidad, a partir de estudios que proporcionen información al respecto, y de esta forma, encaminar los planes necesarios que en cada caso, garanticen el uso y la explotación racional de los recursos con los que cuenta cada entidad. 1 Introducción Por lo tanto, es necesario un análisis de las características ambientales que proporcione información referente al grado de alteración del medio y de los principales agentes que impactan en este, siendo un procedimiento aplicable para conocer la magnitud de un problema ambiental como es la degradación del suelo. Existen diversos tipos de degradación del suelo: la más frecuente es la hídrica que es la remoción del suelo por acción del agua; la erosión eólica producida por acción del viento, y la erosión química por el uso excesivo de materiales químicos, maquinaria agrícola, prácticas como la quema de vegetación para crear áreas de cultivo y pastoreo (SEMARNAP, 1997). De los tipos de erosión mencionados, la erosión hídrica es la que presenta mayor repercusión, ya que se trata de la degradación por el desplazamiento del material del suelo. Este proceso incide en los lugares donde se ha generado un cambio de cubierta vegetal, enfocándose a la introducción de ganado; vocación agrícola inadecuada y la propagación de incendios forestales, todos estos resultando de la influencia antrópica (op.cit.). Los sistemas montañosos que bordean la Cuenca de México han sido impactados por el fenómeno de erosión de suelos, sierras como el Ajusco, Río Frío, Nevada, y particularmente las sierras de Monte Alto y Bajo, han sufrido los procesos de erosión de suelos, resultado de las actividades humanas que haciendo uso de diversos métodos entre ellos la roza-tumba- quema generan el desmonte de los sitios y la posterior utilización de terrenos para la agricultura o pastizales, así como la extracción de materiales, empleados para la construcción. Un aspecto que ha determinado la utilización y explotación de la Sierra de Monte Alto y Bajo, es la diversidad de recursos forestales que sostiene esta sierra. La modificación de sus recursos aunado a las características topográficas, han repercutido en la degradación del suelo, a partir de los diferentes procesos erosivos generados por el agua. El efecto se manifiesta en el relieve a través de una tipología de formas resultantes de cada proceso; la extensión y la intensidad de estos rasgos hace necesario su reconocimiento mediante un elemento que permita presentar sus efectos, la intensidad de los procesos, los materiales y su posición en el terreno. 2 Introducción Para la obtención de esta información existen varios métodos, entre ellos se encuentra la elaboración de un inventario de erosión, el cual de acuerdo con Bocco (1990), se convierte en una herramientaútil si incluye los aspectos antes señalados y proporciona datos cuantitativos acerca de los procesos naturales y antrópicos, y sus interrelaciones. Aspectos generales del área de estudio El área de estudio se localiza en el Estado de México, por lo que es necesario considerar algunos aspectos generales de esta entidad y para conocer el contexto que enmarca a la porción seleccionada para el estudio de la erosión acelerada. El Estado de México es la entidad más poblada del país, se asientan más de 13 millones de personas en su territorio (INEGI, 2000), se localiza en la parte central de la República Mexicana, entre los paralelos18º21´y 20º17´ de latitud norte y los meridianos 98º35´ y 100º36´ de longitud oeste. Se constituye por 122 municipios asentados en una extensión de 22,499.95 km² (el 1.15% del total nacional). Limita al norte con los estados de Querétaro e Hidalgo; al este con Puebla y Tlaxcala; al sur con Morelos y Guerrero y al oeste con Michoacán y una pequeña porción de Guerrero. También limita con el Distrito Federal, rodeándolo hacia el Norte, Oriente y Occidente. Esto ha permitido el crecimiento de dos zonas metropolitanas en su territorio, una de ellas se localiza en el Valle de México, y la otra en el Valle de Toluca, donde se asienta la capital del estado (GEM, 1993). En cuanto a la riqueza de recursos naturales, el Estado de México cuenta con 558,069 ha de bosque, lo que representa un 26% del territorio estatal, 87,789 ha de selva, lo que corresponde al 4.1%; en 16,747 ha se distribuye la vegetación árida, cubriendo el 0.78% del territorio, y la vegetación hidrófila y halófila se encuentra en 6,034 ha, comprendiendo solo el 0.28% de la superficie. El relieve de la entidad se caracteriza por presentar una diversidad de formas, entre las que destacan la presencia de piedemontes, sierras y volcanes aislados que proporcionan una diversidad de altitudes, tipos de roca, yacimientos minerales, suelos, climas, vegetación, flora y fauna, generando una gama de regiones y paisajes característicos del territorio estatal (INEGI, 2001). 3 Introducción Dentro del Estado, la mayor concentración y diversidad forestal se encuentra en el territorio de la Cuenca del Río Balsas y en los principales sistemas montañosos como las sierras de Monte Alto y Monte Bajo, de las Cruces, del Ajusco, de Río Frío y Nevada. Como se ha indicado anteriormente, la influencia humana ha sido un factor determinante en la aceleración de los procesos de erosión de suelos. De esta manera, en los municipios de Nicolás Romero y Tepotzotlán, adyacentes a la sierras de Monte Alto y Bajo, se han identificado áreas afectadas principalmente por procesos de erosión hídrica. Los efectos más característicos en el área de estudio incluyen la pérdida de la capa superficial del suelo por escorrentía y erosión laminar, así como la deformación del terreno producido por el desplazamiento irregular de los materiales del suelo, caracterizado por la presencia de arroyos mayores, barrancos, movimientos de masa o incidencia de cárcavas. Los efectos fuera del área de estudio se caracterizan por el depósito y acumulación de sedimentos en los lagos, así como inundaciones provocadas por la acumulación de materiales en las márgenes de los ríos y, acumulación excesiva de sedimentos en la cuenca. Este proceso degradante es una de las consecuencias más costosas en términos ecológicos, de la aplicación de modelos socioeconómicos y tecnológicos erróneos, y que se han reflejado en las actividades de ganadería extensiva, de intensificación agrícola y de agricultura itinerante, de subsistencia principalmente. Estos acontecimientos explican en gran medida la transformación a gran escala de los ecosistemas (SEMARNAP, 1997). La erosión hídrica, la erosión eólica, la contaminación, la salinización, las inundaciones y los incendios, son algunos de los procesos que contribuyen a la degradación y al deterioro de los suelos en México (García-Oliva y Maass, 1990). Por lo anterior uno de los beneficios que aporta la elaboración de inventarios es identificar las tasas de erosión y relacionarlas con las condiciones que han tenido los respectivos cambios en el uso de suelo en esas mismas áreas (Kirkby y Morgan, 1984). Así, el objetivo de este estudio es analizar los efectos de los procesos erosivos hídricos, su distribución espacial así como su dinámica a partir de la realización de un inventario de áreas erosionadas por tipo e intensidad de los procesos. 4 Introducción Hipótesis La incidencia y el desarrollo de los procesos morfodinámicos, así como su intensidad, mantienen una relación respecto a las características morfogenéticas del relieve que conforma el área de estudio- Objetivos generales Realizar un estudio de erosión hídrica acelerada en un área delimitada en los municipios de Nicólas Romero y Tepotzotlán, localizados al occidente del Estado de México. Con base en una sobreposición de elementos cartográficos, elaborar un análisis de las características morfométricas del relieve y relacionarlo con la incidencia de los tipos de erosión hídrica acelerada dentro del área de estudio. Objetivos particulares Llevar a cabo un inventario de erosión acelerada en el área de estudio que incluya la tipología de formas de erosión y sus rasgos en el relieve. Elaborar una clasificación del relieve del área de estudio en unidades geomorfológicas analíticas para la evaluación de sus componentes y su relación con los procesos de erosión, con base en los criterios propuestos por Verstappen (1983) para el mapeo morfogenético. Estructura del trabajo Este trabajo está conformado de seis capítulos. En el capítulo 1 se realiza una descripción del contexto general que enmarca al área de estudio; asimismo se abordan las características físico-geográficas específicas como son hidrología, climas, edafología y los aspectos de desarrollo socio-demográfico, con el propósito de establecer una relación entre dichas características y la incidencia de los procesos erosivos. El segundo capítulo corresponde con los aspectos geológicos, donde se expone una síntesis de los principales procesos y la evolución que dio origen al relieve que comprende el área de estudio, y de sus aspectos litológicos, las cuales son de consideración para explicar la intensidad de los procesos erosivos. 5 Introducción El tercer capítulo marco teórico conceptual-metodológico, muestra una síntesis de los conceptos y definiciones empleados para la descripción de los procesos de erosión, de los factores involucrados en dichos procesos, permitiendo conocer la importancia del fenómeno de erosión y de las formas en que éstas afectan al suelo. Con base en lo anterior se describe el método utilizado para la obtención del inventario de erosión acelerada, y la metodología empleada para la obtención de este mapa. El cuarto capítulo, geomorfología corresponde con la descripción de las unidades de terreno específicas que comprenden el área de estudio, la obtención de éstas se realizó con base en los criterios metodológicos establecidos, que consideran las características morfográficas y morfométricas de las unidades del terreno, contribuyendo desde el enfoque geomorfológico aplicado a la integración de la información en estudios más específicos como es el mapeo de áreas con erosión acelerada. En el capítulo quinto se muestra la tipología de formas de erosión acelerada desarrolladas en el área de estudio, así como la intensidad de sus procesos y de los rasgos morfológicos que derivan de cada tipología, que en este caso, no solamente fueron reconocidos los efectos de un solo proceso, sino también se identificaron los rasgos producidos en el relieve por la combinación de dos tipos o procesos de erosión, como la combinación de cárcavas- rills ó láminar-rills denominadosde esta forma considerando el tipo de erosión predominante y la asociación de rasgos producidos por otros tipos de erosión. El sexto capítulo muestra los resultados obtenidos del cruce de información de unidades morfogenéticas y áreas con erosión acelerada, los resultados se expresan en porcentaje de los principales procesos erosivos, y su incidencia en las unidades morfogenéticas. Obteniendo así una evaluación general de las características específicas donde tienen desarrollo los procesos de erosión acelerada. De esta forma se concluye la influencia de los factores que propician la aceleración de los procesos erosivos que afectan el área de estudio. 6 Capítulo 1. Marco geográfico Capítulo 1. Marco geográfico 1.1 Localización El área de estudio se localiza entre las coordenadas UTM 455,000 y 472,000 en X, y 2,166,000 y 2,180,000 en Y, comprende parte de los municipios de Nicolás Romero y Tepotzotlán, los cuales están ubicados en la región noroeste del Estado de México (CENAPRED, 1998) (Figura 1.1). Presenta como límite al norte, las localidades de San Miguel Cañadas, Cañadas de Cisneros, y Las Cañadas; al sur las localidades de Santa María Mazatla, Tlazala de Fabela; al este Villa Nicolás Romero y la Presa de Guadalupe; al oeste limita con el Volcán de la Bufa (INEGI, 2001). Colinda al noroeste con el municipio de Villa del Carbón, al NE con Cuautitlán Izcalli al sur con el municipio de Isidro Fabela y Temoaya, al sureste, con el municipio de Atizapán de Zaragoza; y al este con los municipios de Temoaya y Jiquipilco. Figura 1.1 Localización y delimitación del área de estudio. La mayor extensión del área de estudio se encuentra dentro del municipio Nicolás Romero, mientras que una parte del extremo noreste corresponde con el municipio de Tepotzotlán, situado hacía el extremo norte paralelos 19º31´ y 19º41´. Ambos municipios se encuentran en la sección occidental de la cuenca de México (Figura 1.2). Las localidades más importantes que se encuentran dentro del área son Quinto Barrio, Santa María Magdalena Cahuacán, localizados al suroeste; Progreso Industrial, San José el Vidrio, San Francisco Magú, El Puerto Magú que se localizan hacia el centro, norte y 7 Capítulo 1. Marco geográfico noroeste del área de estudio, mientras que las localidades de Colonia Morelos, Barrio Miranda, Los Duraznos, Colonia el Mirador, Caja de Agua, Barrio el Esclavo, Barrio la Golondrina, San Pablo de la Cruz se extienden desde el norte y noreste principalmente (Figura 1.3 ). TEPOTZOTLÁN NICOLÁS ROMERO 19º 31´ N _ _19º 41´N 96º 16´ O I 96º 26´ O I Figura 1.2. Limite del área de estudio dentro de los municipios Nicolás Romero y Tepotzotlán, Estado de México. Figura 1.3. Principales localidades dentro del área de estudio. 8 Capítulo 1. Marco geográfico 1.2 Fisiografía El Estado de México incluye en su territorio áreas pertenecientes a la provincia fisiográfica de la Faja Volcánica Transmexicana, la cual comprende la parte oriente, centro, norte y oeste, se caracteriza como una masa de rocas volcánicas de todos los tipos, acumulada en innumerables y sucesivos episodios volcánicos iniciados a mediados del Cenozoico que abarca el 76% de la superficie del estado, a través de sistemas montañosos, entre los que destacan la Sierra de Las Cruces y Monte Alto, éstas dividen las cuencas de la Ciudad de Toluca y de la Ciudad de México. Además de una serie de coladas lávicas, conos volcánicos, depósitos de arenas y cenizas. 1.3 Geología El área de estudio forma parte del piedemonte de la Sierra de Monte Alto, la cual está consolidada por rocas volcánicas y volcanoclásticas; en las primeras figuran los basaltos, andesitas, dacitas y riolitas del Cenozoico y Cuaternario; mientras que en las segundas se encuentran rocas masivas y material piroclástico, que en general se encuentran conformando el 76% del Estado de México. De acuerdo con varios estudios geológicos realizados en los Valles de México y Toluca, señalan el origen y desarrollo de éstos en el Cenozoico y el Cuaternario. Las rocas volcánicas más antiguas de la Cuenca de México afloran al noroeste de la misma. Éstas se presentan como series volcánicas compuestas de lavas intermedias félsicas, con ignimbritas y tobas, y son consideradas del Cenozoico Medio (Mooser, 1975). Los depósitos que sobreyacen a las anteriores son clasificados como rocas epiclásticas, localizadas al norte de la Cuenca de México. Estos depósitos de edad Plio-Holocénica reconocidos como formación Atotonilco el Grande (De Cserna et al., 1988), consisten en tobas, brecha volcánica y grava volcánica, los cuales se encuentran estratificados con depósitos de lahar y capas delgadas de pómez, además de numerosos derrames de lava basáltica, los cuales, según Cantagrel et al. (1981) indican una edad Pliocénica Tardía para esta formación. Estas rocas se interdigitan con la Formación Tarango ampliamente distribuida en las partes occidentales de la Cuenca de México (Bryan, 1948; De Cserna et al., 1988). 9 Capítulo 1. Marco geográfico En las formaciones anteriores se presentan varias unidades, principalmente los depósitos piroclásticos forman planicies en la porción central de la entidad, los que cubren a las demás unidades, que a su vez están cubiertos por los conos de brechas volcánicas. Las rocas piroclásticas cuaternarias, del tipo toba félsica, están constituidas por fragmentos piroclásticos de composición dacítica, dispuestos en seudoestratos medianos de color gris claro. Los piroclastos presentan el tamaño característico de lapillo; son escoriáceos y presentan textura microcristalina porfidítica con fenocristales ferromagnesianos. Esta unidad está expuesta en la porción centro oriental de la entidad, con una morfología de lomerios suaves, los cuales se encuentran disecados por profundos barrancos que se desarrollan fácilmente por la escasa cohesión entre los piroclastos (de Cserna et al.,1988). De acuerdo con la descripción realizada por Mooser et al. (1996), en el mapa geológico de las Cuencas de México, Toluca y Puebla, la Formación Tarango (Plio-Cauternario) está conformada por lahares, abanicos volcánicos y flujos piroclásticos, además de ignimbritas, tobas, pómez y depósitos fluviales. El espesor de esta formación varía ampliamente de un lugar a otro, las capas inferiores sobreyacen, y en parte se interdigitan con los derrames de la secuencia volcánica de la Sierra de las Cruces (Plio-Pleistoceno) esta última constituida por tobas, aglomerados, depósitos fluviales, aluviales y horizontes de pómez (Aguayo et al., 1989). La formación Tarango (Pleistoceno) se extiende hacia el noreste de la Cuenca de México; en el área de Villa del Carbón, cubre a depósitos del Mioceno, mientras que las planicies aluviales intermontanas, al Cuaternario. Hacia el NE de la Cuenca de Toluca, donde se localiza la Sierra de Las Cruces, se encuentran formaciones compuestas de andesitas y dacitas alineadas de norte-sur a lo largo de toda la Sierra de las Cruces. La formación Tarango bordea estas formaciones encajándose en áreas como las laderas de la caldera del Cerro Catedral, encontrando fracturas con una orientación norte y este-noreste que reflejan un levantamiento reciente muy activo, de las Sierras de Monte Alto y Monte Bajo (Ortiz-Pérez y Bocco, 1989). La formación Tarango es muy parecida a la formación Atotonilco el Grande aunque ésta difiere con respecto a la presencia de derrames de lava basáltica. 10 Capítulo 1. Marco geográfico 1.4 Hidrografía Por su localización el área de estudio pertenece a la región hidrológica número 26 o del Alto Pánuco, la cual es una de las más importantes de la República Mexicana. Esta región hidrológica la conforman varias cuencas entre ellas está la Cuenca del Río Moctezuma,que comprende el 35.45% de la superficie del Estado de México. El drenaje que presenta es del tipo dendrítico subparalelo, conformado por corrientes perennes y subcolectores intermitentes de segundo y tercer orden (INEGI, 2001). Las precipitaciones registradas que caracterizan a esta cuenca varían de 500 a 1,500 mm anuales, con una temperatura media anual que oscila entre los 12º y los 18ºC. Presenta un volumen medio de precipitación de 4,756.05 Mm3 anuales, y un coeficiente de escurrimiento de 8.3%, representando un volumen total de escurrimiento de 394.75 Mm3/año (op.cit.). La Cuenca del Río Moctezuma se encuentra dividida en varias subcuencas. Entre éstas, la subcuenca del Río Cuautitlán, la cual drena por un conjunto de corrientes intermitentes pequeñas y por corrientes perennes que presentan un patrón de drenaje dendrítico paralelo. El municipio de Tepotzotlán cuenta con recursos hidrológicos importantes, como la Presa de la Concepción, con capacidad de 12,500,000 m3, de la cual se derivan los ríos Hondo de Tepotzotlán, el canal de la margen izquierda (Zanja Real) y el Río Lanzarote (INEGI, 2001). El Río San Juan (en el Estado de México, Río Tula al pasar por Hidalgo) da origen a la corriente más importante de la cuenca. Además se presentan otras corrientes principales como son los ríos Cuautitlán, El Salado, San Juan, San Bernardino y Zarco, que fluyen dentro del área de estudio. El 26% del agua almacenada en las obras hidráulicas que se ubican dentro de la cuenca del río Moctezuma, se destina principalmente al riego (op.cit.). Los principales ríos que comparten los municipios de Nicolás Romero y Tepotzotlán son: San Pedro y El Portezuelo; los principales arroyos Arroyo Grande, Arroyo Chiquito, Arroyo Cuautitlán, Arroyo El Trigo, Arroyo Los Tepozanes, Arroyo La Zanja, La Concepción, La Ladrillera, El Esclavo y El Puerto (INEGI, 1988). El Río San Pedro y Arroyo Chiquito son los tributarios principales al Lago de Guadalupe, localizado en el municipio de Cuautitlán Izcalli, todos éstos aportan las mayores descargas municipales de las localidades que atraviesan. 11 Capítulo 1. Marco geográfico El Río San Pedro nace en la Sierra de Monte Alto, en Santa María Cahuacán, con el nombre de Arroyo Concepción, y es alimentado por corrientes intermitentes y manantiales, su dirección es de oeste a este y cruza por el poblado de Progreso Industrial, en donde cambia de nombre por Arroyo San Pedro (INEGI, 2001). En cuanto a los principales acuíferos de la subcuenca de los ríos de Cuatitlán y Tepotzotlán, estos son explotados por pozos profundos con aforos de 585.47 litros por segundo, siendo su capacidad de recarga de 608.2 lt/s. El material geológico que los contiene es de baja capacidad acuífera y la dirección del flujo subterráneo va hacia el noroeste (CENAPRED, 1998). 1.5 Clima El subgrupo semifrío C (E), se presenta en la parte extremo poniente del municipio Nicolás Romero, a altitudes mayores a 2,900 msnm; cuenta con una temperatura promedio anual de 12ºC, con una precipitación anual que oscila entre 1,100 y 1,200 mm. El clima templado subhúmedo C(W2) se encuentra entre los 2,400 y 2,900 msnm, con una precipitación media anual que oscila entre los 1,000 y 1,100 mm, este clima se presenta en la parte central del municipio Tepotzotlán, donde se localizan los poblados de Cahuacán, San José del Vidrio y parte de San Francisco Magú. La temperatura media anual es de 16ºC, la temperatura mínima es de 5ºC, y la máxima de 34ºC (CENAPRED, 1998). A nivel regional, el período de lluvia se presenta de mayo a septiembre, y las precipitaciones pluviales promedio anuales son de 804 mm, y ocasionalmente se registran heladas en los meses de noviembre a febrero (INEGI, 2001). Los vientos dominantes provienen de noreste- oeste. El régimen de precipitación es importante, ya que es un factor vinculado a los procesos de erosión; la intensidad de precipitación se interpreta como la cantidad de agua caída recogida en una superficie plana y medida en milímetros, ésta se relaciona con los tipos de erosión que inciden en un sitio, no obstante, en función con otros factores como el topográfico, asimismo la intensidad de agua caída con la que se suscitará el fenómeno, así como con los tipos de erosión desarrollados en un sitio. La precipitación registrada en los últimos 14 años se presenta en la Figura 1.4, estos datos se derivan de cuatro estaciones climatológicas localizadas en las inmediaciones del área de estudio, donde se muestra el promedio de precipitación de los meses de mayo a septiembre, 12 Capítulo 1. Marco geográfico considerando este período de meses en los cuales se presenta mayor precipitación en el área. Precipitación de los meses de Mayo-Septiembre (1970-1984) 0 200 400 600 800 1000 1200 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 Años P re ci pi ta ci ón (m m ) Villa del Carbón Sta.Ma. Cahuacán Presa Concepción Tlazala Figura 1.4 Registro de precipitación de las estaciones meteorológicas circundantes al área de estudio (datos tomados del sistema ERIC, 2002) 1.6 Edafología El suelo es un componente esencial del ecosistema, por lo que sus propiedades y características se vinculan al material que los subyace y los factores climáticos, al mismo tiempo estas generalidades establecen algunas condiciones que propician el desarrollo de determinadas actividades humanas, aunque la mayor parte de estas se lleva a cabo, sin considerar el uso potencial de los recursos, por lo que, el cambio o modificación en alguno de sus factores, conduce a alterar las propiedades del mismo, lo cual genera problemas ambientales, tal como ocurre con la degradación del suelo, de la cual se desprende la presencia de formas de erosión que con el tiempo llegan a ocasionar la pérdida parcial o total del suelo, reduciendo la superficie utilizada en la producción de alimentos de consumo humano (INEGI, 2001). De lo anterior se desprende la importancia de considerar los aspectos, propiedades y características del suelo, el grado de desarrollo y alteración, con el fin de integrar esta información a los factores partícipes en el proceso erosivo como son; topografía, precipitación, cobertura vegetal y uso de suelo. 13 Capítulo 1. Marco geográfico Bajo este contexto, a continuación se describen los principales tipos de suelo, presentes en el área de estudio: Luvisol (L), Andosol (A), Vertisol (V), Leptosol (I) y Feozem (H). Luvisol (L), este tipo de suelo presenta un horizonte B, rico en acumulación de arcillas (argílico), característico de zonas muy lluviosas (INEGI, 1989). Se encuentran en la parte central del área de estudio, en la localidad de San José el Vidrio, y se distribuye hacia el extremo noroeste de la misma, extendiéndose en las localidades de Los Duraznos y El Mirador; hacia el norte se extienden en la localidad de El Puerto Magú. Su formación se debe básicamente a las condiciones de humedad existentes en la zona y al material parental, por lo que su origen es principalmente residual. Presentan una clase textural media y fina, por lo que el suelo contiene un exceso de agua que fluye a través del mismo, en forma de drenaje, en el que se arrastran minerales arcillosos y complejos organo-minerales que paulatinamente se van acumulando a cierta profundidad del suelo (horizonte B). A pesar del exceso de drenaje poseen una reserva de nutrimentos relativamente alta. Presentan vegetación de bosque aunque ésta se ha visto modificada por vegetación secundaria, debido a las actividades humanas; son altamente susceptibles a la erosión. Estos suelos pueden ser usados para la producción agrícola adoptando técnicas que minimicen el peligro de erosión. Suelos Andosoles (A), se presentan en la porción correspondiente del piedemonte superior, haciael noroeste y noreste de la localidad de Cahuacán, y en el piedemonte medio al norte de la localidad Quinto Barrio. Estos suelos se originan a partir de material volcánico, siendo característicos en relieves montañosos. Poseen una capa superficial muy suelta con abundante materia orgánica, muy frecuentemente se presenta una capa endurecida como límite interno (tepetates); por estas circunstancias son muy susceptibles a la erosión y se encuentran en aquellas áreas donde ha habido actividad volcánica reciente (Flores Román, 1990). En cuanto a su potencial de aprovechamiento, dado que su distribución no está restringida a un tipo de clima particular pueden encontrarse tanto en climas templados como tropicales. En estos suelos se desarrolla la agricultura aunque con bajos rendimientos, suelen ocuparse con pastos naturales e inducidos y con ganado ovino aunque con el uso forestal tiene mejores rendimientos como recurso natural (FAO/UNESCO, 1970). 14 Capítulo 1. Marco geográfico Los suelos Vertisoles (V), se encuentran distribuidos hacia el noreste del área de estudio cubriendo los poblados de Lanzarote, Petro Huertos y La Concepción. Este tipo de suelo y el Luvisol son los que encuentran con mayor extensión en el área de estudio. Los Vertisoles son suelos que se distribuyen con climas templados y cálidos, con una marcada diferencia entre estaciones seca y húmeda. Estas condiciones climáticas favorecen la formación de arcillas que tienen la propiedad de expandirse cuando están húmedas y contraerse al secarse (Buckman, 1991). La superficie del suelo en época de secas presenta grietas que llegan normalmente hasta 50 cm de profundidad. Son suelos casi siempre muy fértiles, aunque con ciertos problemas de manejo agrícola como son la dificultad para la labranza, el mal drenaje y la deficiencia de materia orgánica. Son suelos frecuentemente negros o grises en las zonas del centro y oriente de México, y cafés rojizos en el norte (FAO/UNESCO, 1970). Los Leptosoles (I), son suelos que se encuentran distribuidos principalmente en las laderas meridionales del piedemonte del área de estudio. Estos suelos se caracterizan por tener una profundidad menor de 10 cm, limitados por un estrato duro y continuo (fase lítica) o por tepetate. El origen de éstos es residual, a partir de rocas ígneas extrusivas que en este caso se formaron de materiales del Cenozoico y Cuaternario; su espesor está condicionado al material que los forma y a la topografía donde se encuentran ya que ésta influye directamente sobre la escasa acumulación de los materiales edáficos. Se localizan en todas las sierras de México, y en mayor o menor proporción, en laderas, barrancas o malpaís, así como en lomeríos y en algunos terrenos planos. Su susceptibilidad a erosionarse puede ser de moderada hasta alta (INEGI, 2001). Los suelos Feozems (H), se encuentran distribuidos en las laderas del piedemonte medio e inferior localizadas al noroeste y hacia el norte de la localidad de San Francisco Magú. Son suelos relativamente profundos con desarrollo medio (parte de las arcillas han sido eliminadas de la parte superior del suelo y se han acumulado a cierta profundidad, (principalmente en el horizonte B). Se utilizan intensivamente para la producción de granos y hortalizas, en muchas ocasiones con el auxilio de riego. 15 Capítulo 1. Marco geográfico De acuerdo con Buol (1988), en condiciones naturales pueden ser susceptibles a la erosión según el relieve particular en que se presenten; sin embargo, la principal amenaza para este tipo de suelos deriva de las técnicas agrícolas intensivas: compactación por el uso de maquinaria pesada y el uso indiscriminado de agroquímicos. El origen de los suelos en la región, se debe a la alteración de los depósitos del Cuaternario que incluyen depósitos piroclásticos y sedimentos lacustres recientes, acumulados como el resultado del bloqueo de drenaje por actividad volcánica plio-cuaternaria; estos depósitos, cubren discordantemente a la Formación Tarango, y consisten en general de grava, arena limosa, limo, arcilla, tefra y caliche. Los depósitos lacustres constituidos por arcillas desarrolladas a partir de tobas y cenizas volcánicas depositadas en un medio acuoso, se encuentran en la parte limítrofe del piedemonte de la sierra de Monte Alto y Bajo y la planicie lacustre, extendiéndose en esta última. La acción de algunos factores, entre ellos, el relieve y el clima, dan como resultado una gran variedad de condiciones ambientales, que son determinantes en la formación del suelo, como sucede con los luvisoles, en los cuales el clima y el grado de precipitación son factores esenciales en su desarrollo. Por otra parte, el tipo de relieve favorece el desarrollo de los suelos litosoles, los cuales se derivan directamente de las rocas que los subyace, ocupando las laderas y cimas de las sierras (INEGI, 2001). 1.7 Vegetación Las características edáficas y climáticas que se presentan en el área, dan origen a una vegetación de bosque de coniferas donde las principales especies son el pino (Pinus sp), y bosque latifoliado, donde se encuentran principalmente las especies de encino y aile (Quercus y Alnus sp). Esta vegetación se extiende en algunas laderas húmedas entre los 2,850 a 2,600 msnm (INEGI, 2001). De acuerdo con la información de las cartas de uso de suelo y vegetación Villa del Carbón E14-A28, Cuautitlán E14-A29, y con la observación del material fotográfico se estableció que existen sectores donde la vegetación natural se presenta con pastizal inducido (Pi) y agricultura de temporal con cultivos anuales y permanentes (AtpA) y (AtpP) respectivamente. 16 Capítulo 1. Marco geográfico Esta combinación se observa hacia los extremos noroeste y el suroeste, extendiéndose en las localidades de Quinto Barrio, Santa María Cahuacán y Los Duraznos, donde también se presenta asentamientos humanos y presencia de caminos o brechas de terraceria. Hacia el extremo Norte donde se encuentran las localidades de San Francisco Magú, El Puerto Magú y El Mirador el uso de suelo es de agricultura de temporal permanente asociada con una agricultura de riego y áreas de erosión hídrica con alta intensidad (Ehf) asociadas con la presencia de minas a cielo abierto, así como la presencia de asentamientos humanos. Mientras que el área donde se localiza Progreso Industrial y San José el Vidrio, se caracteriza por un mayor establecimiento de tipo semi-urbano, que colinda con algunas tierras de cultivo principalmente de agricultura de temporal permanente (Atp) y áreas donde se presentan erosión hídrica con alta intensidad (Ehf). Finalmente hacía el extremo noreste de estas mismas localidades, se observa un uso de suelo forestal con presencia de vegetación secundaria de pastizal inducido (Pi) y áreas de erosión hídrica (Ehf) en las cercanías de la localidad de Lanzarote y la Concepción, también se presentan áreas con agricultura de temporal de cultivos anuales y permanentes (INEGI, 1997 y 2001). Dentro de un contexto general, el área de estudio se caracteriza por la presencia de establecimientos humanos de tipo semi-rural, colindantes con un uso del suelo agrícola, de pastizal y forestal, asimismo la presencia de minas de material principalmente de arena y grava, utilizados para la construcción. 1.8 Características socioeconómicas El área de estudio encuentra su mayor extensión dentro del Municipio de Nicolás Romero, mientras que una porción de su extremo noreste, se extiende dentro del municipio de Tepotzotlán. Bajo este contexto es importante mencionar las características socioeconómicas de ambos municipios y así analizar aquellas posibles causas por las que ahora se presentan en el relieve los rasgos característicos de la erosión acelerada. 1.8.1 Municipio de Nicolás RomeroDe acuerdo con el INEGI (2000), el municipio de Nicolás Romero cuenta con un registro de 100 localidades, incluyendo la cabecera municipal, la cual concentra el 84% del total de la población, mientras que el resto se asienta en localidades eminentemente rurales. 17 Capítulo 1. Marco geográfico En 1980 el municipio experimentó un aumento significativo de habitantes llegando a contar con 112,645 habitantes, como consecuencia de ello se llegó a tener la tasa de población más alta registrada dentro del municipio con un 8.69%. Esto se explica por la migración hacia el municipio, principalmente de personas provenientes del Distrito Federal. Para el año 2000 la población ascendió a 269,546 habitantes, duplicando la población que existía en 1980. Las características biofísicas dentro del municipio, se han visto modificadas para dar paso a aquellas actividades que se enfocan a un uso de suelo agrícola, pecuario (extensivo e intensivo), forestal y urbano principalmente. El uso pecuario dentro del municipio presentó una disminución de 12%, de 1990 a 2000. Mientras que en el mismo ciclo el uso agrícola presentó una disminución de 6,692 ha a 5,443 ha. Para el año 2000 esta actividad representó el 23% del territorio municipal (COESPO, 2000). Estos cambios en el ecosistema han afectado su equilibrio, trayendo como consecuencia problemas de degradación ambiental. El caso del uso forestal, el cual, juega un papel importante, para la recarga de los mantos acuíferos del municipio, ha afectado la recarga, debido a la tala clandestina y a la falta de medidas para preservar los bosques. Otro de los factores que afecta a los recursos naturales del municipio es el ocasionado por la cantidad de desechos sólidos, los cuales, sobrepasan la capacidad de recolección y disposición por parte del municipio (INEGI, 2001). Esto se refleja en tiraderos clandestinos, que se ubican en barrancas, arroyos y áreas verdes. Al mismo tiempo, esto ha provocado impactos negativos en los cuerpos de agua superficiales, generados por la contaminación de aguas residuales y desechos sólidos. El deterioro en la calidad de agua de los escurrimientos superficiales aumenta conforme la corriente desciende hacia las presas de Guadalupe y de La Concepción, debido a que durante su recorrido captan aguas residuales domésticas no tratadas (op.cit.). 1.8.2 Municipio de Tepotzotlán En este municipio la población ha tenido un crecimiento promedio de 3.5% anual. Algunos acontecimientos han provocado el repentino aumento de la población: al finalizar la Revolución la gente decidió fincar su residencia en dicho municipio; las obras de construcción de la Autopista México-Querétaro, y el Sistema de Drenaje Profundo contribuyeron al cambio; pero sin duda el mayor aumento de la población fue provocado por 18 Capítulo 1. Marco geográfico los accidentes ocurridos en San Juan Ixhuatepec en 1984 y los sismos de 1985. Estos provocaron el éxodo de la población hacia los municipios conurbados. La industrialización de la zona desde los años 40 del siglo pasado, ha evitado que la gente del municipio tenga que migrar a otras entidades o al extranjero, ocasionando el arraigo de la población (CENAPRED, 1998). En 1995, de acuerdo con el conteo de Población y Vivienda, la población del municipio se ubicó en 54,419 habitantes y el crecimiento medio anual de 1990 a 1995 fue de 5.76%. Para el año 2000 existía en el municipio un total de 62,247 habitantes, de los cuales 30,522 son hombres y 31,725 son mujeres; esto representa el 49% del sexo masculino y el 51% del sexo femenino (INEGI, 2000). Los principales sectores productivos se enfocan a las actividades: agropecuaria, desarrollada en 7,654.65 ha, que representan el 40.22% del territorio municipal; pecuario 2,722.1 ha; forestal 9,924.1 ha; urbano 2908.6 ha; erosionado 268.8 ha y cuerpos de agua 50.2 ha. Actualmente se encuentran establecidas 92 factorías dedicadas a la transformación metalúrgica, embutidos, autopartes, textiles y tintorería (op.cit.) La vivienda según el conteo de 1995, asciende a 11,491; los materiales predominantes son: cimiento de mampostería, muros de tabique, bloc, tabicón, sillar cubierta de concreto, bóveda, láminas de asbesto; piso de cemento, mosaico, azulejo. El 1.90% cuenta con agua entubada al interior de la vivienda; 40% con drenaje; y 70% con energía eléctrica (CENAPRED, 1998). El sector agrícola desempeña una función básica en la estructura social y económica de la entidad, sin embargo, esta actividad no ha tenido el desarrollo adecuado a comparación de otros sectores productivos, ya que han sido varios los obstáculos que lo han impedido, uno de estos es la dinámica migratoria de la población a la Ciudad de México, propiciando el abandono de tierras, por el agotamiento del suelo, y por el alto índice de erosión causada por usos inadecuados del terreno. A nivel general el Estado de México mantiene una regionalización de sus municipios con base en la caracterización agrícola, la cual está dividida en agricultura de temporal y agricultura de riego; por ello los municipios de Nicolás Romero y Tepotzotlán, donde se localiza el área de estudio, se consideran dentro del Distrito II Zumpango (INEGI, 2001). Este registra los mayores espacios con trigo, cebada, fríjol, maíz forrajero y avena. 19 Capítulo 1. Marco geográfico La agricultura de temporal comprende 81% de la superficie del distrito, el 19% restante es de riego. La agricultura bajo riego se desarrolla en las laderas con ligera inclinación, en la planicie lacustre y mesetas, obteniendo el agua de las presas Valle de Bravo, Tepetitlán y Villa Victoria y de algunos pozos profundos. Por otro lado, se encuentra la agricultura de temporal que se implanta en los climas templados subhúmedos con lluvias de verano, presentándose en los lomeríos con mesetas, lomeríos y en los piedemontes de las sierras, en donde la labranza se realiza mediante tracción animal o maquinaria agrícola. Estas actividades se ven afectadas por distintos factores, como son la configuración del terreno y la complejidad que muestra el relieve, lo cual genera implicaciones en la labranza del terreno, en la implantación de obras para riego; movilidad del ganado en el área de pastoreo y extracción de productos forestales. Sin embargo, el factor de mayor afectación a las tierras agrícolas es la degradación o pérdida del suelo por efecto de la erosión hídrica y de los rasgos que se desarrollan a partir de ésta en el relieve. Tal como ocurre en los municipios donde se localiza el área de estudio, los cuales presentan alteración del suelo propiciada por el desarrollo de rasgos de erosión acelerada, que contribuyen a su paulatina degradación del suelo. 20 Capítulo 2 Geología y Tectónica Capítulo 2. Geología y Tectónica 2.1 Introducción La Faja Volcánica Transmexicana (FVTM) conforma una franja volcánica que cruza transversalmente la República Mexicana desde el Océano Pacífico hasta el Golfo de México, extendiéndose desde los paralelos 19º al 21º N (López-Ramos, 1979). Está constituido por una serie de rocas volcánicas y volcanoclásticas establecidas desde el Mioceno Medio y Superior como producto del volcanismo generado por la subducción en el Pacífico a partir del Oligoceno. Su formación se asocia con los diferentes procesos volcánicos y tectónicos a partir del Oligoceno al Cuaternario, lo cual propició una serie de cuencas endorreicas caracterizadas por un control estructural definido y una notable influencia volcánica (Ortiz, 1987). El sistema volcánico transversal ha sido relacionado con la subducción de la Placa de Cocos bajo la Placa Norteamericana, que constituye la corteza continental de México, y se intensificó a partir del Oligoceno. En diferentes etapas de formación se produjeron aparatos volcánicos, y principalmenteen el Plio-Cuaternario, muchos de los cuales fueron destruidos o recubiertos por emisiones posteriores, que a diferencia de las secuencias anteriores, presentan una disposición Este-Oeste (Demant, 1976). El volcanismo se manifiesta a nivel de grandes estrato-volcanes que se levantan en la región que comprende los Valles de México, Toluca y Puebla (Diaz, 2001). La tectónica y la actividad volcánica propiciaron la formación de cuencas endorreicas a lo largo de toda la provincia de la (FVTM), como ocurrió en el caso de la Cuenca de México. Ésta se encuentra enclavada en la porción centro oriental de la Faja Volcánica Transmexicana, rodeada por conjuntos montañosos volcánicos mayores, elevaciones volcánicas menores aisladas y en pequeños grupos y con superficies de transición o de piedemonte, dispuestas entre las montañas y las planicies (Galindo y Morales, 1987). Uno de estos sistemas montañosos, localizado hacia el extremo suroccidental de la Cuenca de México y extendiéndose con dirección norte y noroccidente, es el que corresponde al sistema montañoso de la Sierra de las Cruces-Monte Alto. Ésta última se extiende hacia el extremo noroccidental en el Estado de México, considerada como una estructura montañosa reciente, con una edad que se infiere del Pleistoceno Tardío. 21 Capítulo 2 Geología y Tectónica 2.2 Geología Regional La geología del Estado de México se caracteriza por tener rocas volcánicas y volcanoclásticas que forman parte de la Faja Volcánica Transmexicana, éstas fueron producidas simultáneamente con el volcanismo del Cenozoico y están presentes en un 70% de la superficie de la entidad, por lo que en el resto de la entidad afloran rocas con edades del Triásico al Cuaternario. Las más antiguas son los complejos metamórficos del Triásico al Cretácico Temprano, le siguen rocas sedimentarias cretácicas y rocas intrusivas cenozoicas; mientras que las más recientes y abundantes en superficie, son rocas volcánicas cuyas edades varían del Oligoceno Tardío (Serie Riolita Tizapotla) hasta el Holoceno (Grupo Chichinautzin) (INEGI, 2001). Los procesos endógenos que caracterizan a la Faja Volcánica Trasmexicana propiciaron la formación de sierras menores como son, la sierra de Las Cruces-Monte Alto, la cual se localiza en el extremo noroccidental de la Cuenca de México, extendiéndose hacia el noroccidente del Estado de México con una prolongación, en este mismo sentido, con otras elevaciones menores, como la Sierra de Las Masas (Oropeza, 1979). Se caracteriza por presentar en sus cimas de más de 3,000 m de altitud, la divisoria de la cuenca de México en su porción occidental, está definida en la Sierra de Monte Alto por un conjunto de volcanes alineados. Algunos de estos cuerpos volcánicos son: Las Navajas (3,710 m), Catedral (3,770 m), Las Palomas (3,720 m) y La Bufa (3,500 m), constituidos de material piróclastico y lavas intermedias, mantienen una homogeneidad respecto a la geometría de laderas, las cuales se caracterizan por una fuerte inclinación (mayor de 25º) altura relativa de 200 a 400 m, diámetro de 1.5 a 2 km y disección débil. Presentan una red radial de barrancos, aunque no han alcanzado la etapa de formación de circos de erosión (Lugo, 1990). De acuerdo con Mooser (1975), la Sierra de Monte Alto y Monte Bajo se originó como parte de la actividad tectovolcánica pliocuaternaria, a través de fracturas de tensión con rumbo NNW-SSE, formando a la Sierra Nevada y de las Cruces. La sierra de Monte Alto y de Monte Bajo consiste en elevados edificios volcánicos, derrames lávicos y depósitos piroclásticos de composición andesítica y dacítica principalmente. Presenta una anchura de 30 km y una longitud aproximada de 62 km medida entre las planicies de nivel de base de Toluca y de México. 22 Capítulo 2 Geología y Tectónica Está constituida por rocas volcánicas neogénicas y cuaternarias y depósitos piroclásticos como son; tobas, pómez y lavas de composición andesítica y dacítica, sobre estos depósitos se encuentra de la Formación Tarango, que a su vez se encuentra cubriendo discordantemente a los depósitos lacustres del plio-cuaternario, consistentes en arcillas desarrolladas a partir de tobas y cenizas volcánicas depositadas en agua. En general la Sierra de Monte Alto presenta rasgos semejantes a la Sierra de Las Cruces, en varios mapas geológicos se han cartografiado como de edad Cenozoica (Mooser, 1975). Sin embargo, en observaciones y estudios más detallados en ambas sierras, se ha concluido que el relieve volcánico de la porción superior de la Sierra de Monte Alto es más reciente, considerándola como una zona independiente en la Cuenca de México, que surgió en un intervalo del tiempo geológico relativamente corto, por actividad volcánica semejante a la de la Sierra Chichinautzin (Diaz, 2001). De acuerdo con Galindo y Morales (1987), las formas del relieve de ésta sierra no solamente son el resultado de la interacción de procesos endógenos (en especial volcánicos), también de procesos exógenos (erosión y acumulación), generando disección de las laderas en las que se formaron valles profundos. El relieve de la sierra se puede clasificar en tres niveles altitudinales: el superior que corresponde al nivel donde tienen amplio desarrollo los volcanes y los derrames de lava cuaternarios; el intermedio, que comprende las laderas montañosas y el piedemonte en su transición a la planicie lacustre Al pie de la sierra se forma el piedemonte como producto de las acumulaciones y acarreo de material provocado por las mismas erupciones volcánicas consistente en lahares, acumulaciones volcánicas de material piroclástico, reconocidos como Formación Tarango, en los que se alternan depósitos de acarreo fluvial; estos últimos de acuerdo con (Lugo, 1981) los sitúa por debajo de los 2,300 m como depósitos coalescentes de conos de deyección. Asimismo diferenció por edad al piedemonte superior, del Pleistoceno-Plioceno, mientras que a los depósitos del piedemonte inferior, como del Pleistoceno Tardío-Holoceno (Fig 2.1). Una característica que presenta el piedemonte a partir de la estratificación y consolidación del depósito de los materiales, es la presencia de capas endurecidas conocidas como tepetates, de las cuales sus propiedades físicas y químicas se derivan de sus componentes 23 Capítulo 2 Geología y Tectónica mineralógicos y del entorno pedogenético donde se encuentren, determinando así, la evolución de los suelos que las sobreyacen (Flores y Alcalá, 1990). 7 Figura 2.1. Mapa de localización del área de estudio en la porción del piedemonte de la Sierra de Monte Alto y Bajo, 1. planicie lacustre; 2. planicies aluviales de piedemonte y de acumulación volcánica (piroclastos) ; 3. Sierra de Monte Alto; 4. Sierra de Tepozotlán; 5. Sierra de Guadalupe; 6. Niveles montañosos; 7.Límite del área de estudio en recuadro gris (Tomado de Lugo, 1990). Estas capas se desarrollaron a partir de los diferentes materiales, como son flujos piroclásticos finos y brechas. Su desarrollo también se asocia a variaciones climáticas, principalmente al régimen de precipitación (Flores y Alcalá, 1990). Su génesis es difícil de establecer, ya que pueden ser producto de un proceso o la combinación de varios. Los tepetates son el producto de los diferentes niveles de cementación de los materiales, los cuales varían de débil a fuerte o bien pueden representar grados de compactación que varían de medios a fuertes (op.cit.). La importancia de estos suelos radica en que la cementación del material limita el crecimiento de las raíces de las plantas, dificultando el desarrollo de las actividades agrícolas y forestales, al mismo tiempo, favorece la erosión del suelo al impedir el paso del agua al subsuelo propiciando el drenaje natural interno y un 24 Capítulo 2 Geología y Tectónica mayor escurrimientosuperficial, resultando en la disgregación y transporte de partículas (Vela y Flores, 2004). La presencia de los tepetates en México se encuentra principalmente en las grandes sierras, que conforman la estimándose que existen en un 30% de los suelos en el territorio (Flores y Alcalá, 1990). Dada la importancia que revisten estos materiales, es necesario su estudio, y su caracterización en las diferentes regiones del país, así como la relación estrecha con los procesos de erosión acelerada. 2.3 Litología Debido a los eventos que dieron origen a la Faja Volcánica Transmexicana, éste presenta gran contraste en la litología, y edad de sus rocas que van desde basaltos a riolitas (Gómez- Tuena et al., 2005), asimismo la presencia de lavas y rocas piroclásticas de composición andesítica a dacítica son producto de los conos cineríticos volcanes monogenéticos y estratovolcanes de dimensión variable que caracterizan a la Faja Volcánica Trasmexicana. También dio origen a productos riolíticos agrupados en ciertas áreas, principalmente al norte del Valle de México en la región de Pachuca. En un estudio realizado por De Cserna et al. (1988) sobre la geología y su relación con la neotectónica en la Cuenca de México, se clasificó a los grupos litológicos que caracterizan a las estructuras montañosas de la parte norte y norocciental de la Cuenca de México. Rocas Pliocuaternarias de la Formación Atotonilco El Grande (TQc) (Segerstrom, 1962; De Cserna, 1988). Consiste en toba, brecha de toba y grava volcánica, se presentan interestratificadas con depósitos de lahar y capas delgadas de pómez, además de numerosos derrames de lava basáltica. Constituyen grandes abanicos aluviales antiguos coalescentes. Estos depósitos se interdigitan hacia el sur-surponiente con la Formación Tarango ampliamente distribuida en las partes occidentales de la Cuenca de México (Bryan, 1948; De Cserna, 1988), aunque esta formación es muy parecida a la Formación Atotonilco El Grande, difiere por la ausencia de derrames de lava basáltica. 25 Capítulo 2 Geología y Tectónica Los depósitos de aluvión (Qal) cubren discordantemente los depósitos plio-cuaternarios (i,e. Formación Tarango y equivalente) consisten en su parte inferior en material aluvial y lahárico retrabajado en forma de gravas, desarrollados a partir de los depósitos plio- cuaternarios. Las gravas están cubiertas, interestratificadas o interdigitadas con tobas eólicas y aluviales y brechas de pómez que cambian lateralmente a arenas, arenas limosas y arcillas volcánicas (De Cserna et al., 1988). Las rocas volcánicas pliocuaternarias distribuidas al norte de la Cuenca de México representadas por la Formación San Cristóbal, el Grupo San Juan y la Riolita Navajas, se interdigitan en sus partes superiores con la Formación Tarango (Bryan, 1948; De Cserna, 1988), ésta misma generada en el plio-pleistoceno. Aguayo-Camargo et al. (1989) señalan que las capas inferiores de esta formación sobreyacen y en parte se interdigitan con los derrames volcánicos de la secuencia volcánica de la Sierra de las Cruces, ésta última constituida en su parte inferior por tobas, aglomerados, depósitos fluviales, aluviales y horizontes de pómez. En su parte superior predominan las cenizas volcánicas, arenas gruesas de pómez y fragmentos andesíticos, el material volcánico y sedimentario está mezclado, dando la apariencia de depósitos de nubes ardientes (Lugo, 1990). La formación Tarango se distribuye ampliamente en las partes occidentales de la Cuenca de México y de acuerdo con Ortiz-Pérez y Bocco (1989), ésta continúa hacia el NE en la zona de Villa del Carbón, donde la litología en su mayor parte pertenece al Terciario-Mioceno y las planicies aluviales intermontanas al Cuaternario. Al NE de la Cuenca de Toluca se localiza la Sierra de Las Cruces en la que se encuentran algunas formaciones compuestas de andesitas y dacitas, bordeadas por la Formación Tarango, la cual se encaja en zonas como las laderas del volcán Catedral localizado al NE de esta sierra. El volcanismo presenta diferentes etapas de actividad, generando una serie de edificios volcánicos que conforman las sierras que bordean la Cuenca de México. Entre éstas el complejo montañoso de la Sierra de las Cruces-Monte Alto. Los depósitos cuaternarios cubren una topografía disecada que permite inferir que posterior a los depósitos pliocuaternarios, la región de la Cuenca de México sufrió actividad erosiva que perduró probablemente durante un lapso importante del Pleistoceno (Schuchert, 1935; De Cserna et al., 1988). 26 Capítulo 2 Geología y Tectónica 2.4 Estratigrafía De acuerdo con Demant (1976) la estratigrafía de la región central de México está representada por rocas volcánicas, que constituyen un foco de cinco puntos de actividad con orientación y características distintas. Dentro de estos se reconocen dos tipos de estructuras volcánicas; las primeras representadas por grandes estratovolcánes alineados con orientación norte-sur; y las que están representadas por numerosos volcanes pequeños alineados en sentido noreste-suroeste, desarrollados sobre fracturas de tensión. En la porción central de la Faja Volcánica Transmexicana se han reconocido siete fases de volcanismo ocurridas a partir del Oligoceno y continuado hasta el Reciente, reconociendo bajo esta actividad dos ciclos principales: uno, Oligoceno-Mioceno y otro, Plio-Cuaternario (Mooser et al.,1974). Las primeras manifestaciones volcánicas en el área del Valle de México en el Oligoceno superior se encontraban principalmente asociadas a fracturas de orientación oeste-noroeste y este-sureste, mientras que los últimos episodios volcánicos del Pleistoceno y el Cuaternario, parecen estar relacionados con fracturas de orientación este-oeste. La fase de volcanismo más importante ocurrida a fines del Mioceno, dio origen a la Sierra de Las Cruces, de Río Frío y Nevada. La composición de las rocas que conforman la Faja Volcánica Transmexicana es muy variable. Siendo abundantes los derrames y productos piroclásticos de composición andesítica, aunque también hay numerosas unidades dacíticas y riodacíticas, además de existir manifestaciones locales aisladas de volcanismo riolítico reciente (Mooser et al., op. cit.). El conjunto litoestratigráfico de rocas oligocénico-miocénicas, se distribuye en la porción central de México, se encuentra representado por derrames lávicos o ignímbríticos de composición intermedia, y ocasionalmente ácida que cubren discordantemente al conjunto anterior, por intermedio de una unidad conglomerática continental atribuible al Eoceno- Oligoceno. Las facies atribuidas al Mioceno se encuentran distribuidas, al oriente, como lavas dacíticas que conforman la sierra de Las Cruces-Monte Alto y rocas andesíticas que se encuentran en la región de Ixtlahuaca–Acambay (Lugo, 1990), hacia el poniente en la región del Lago de Chapala afloran las rocas piroclásticas, abundando ignimbritas de composición riolítica. 27 Capítulo 2 Geología y Tectónica El Plioceno está representado por apilamientos enormes de lava generalmente andesítica, aunque puede ser basáltica y dacítica localmente y riolítica en algunas ocasiones (Martínez y Nieto, 1990). Mientras que el Cuaternario está representado esencialmente por lavas y productos escoriáceos de naturaleza predominantemente andesítico-basáltico que constituye los pequeños volcanes. Las rocas volcánicas del Mioceno-Plioceno consisten en una secuencia de lavas de composición andesítica, dacítica y riodacítica con interestratificación de horizontes de brecha volcánica, capas tobáceas y algunos horizontes laháricos (Lugo, 1990). Constituyen, en la porción central y oriental, los complejos volcánicos de la Sierra de las Cruces-Monte Alto y de la Sierra de Río Frío, con orientación nor-noreste y sursureste conforman el límite occidental de la Cuenca de México por un lado, y el oriental de la cuenca del Lerma por el otro (INEGI, 2001). El norte de la cuenca de México presenta una estratigrafía conformada principalmente por rocas epiclásticas plio-cuaternarias de la Formación Atotonilco el Grande (Segerstrom, 1962; De Cserna, 1988). Consistente en toba, brecha de toba y grava volcánica, que se presenta estratificada con depósitos de lahar y capas delgadas de pómez. Las brechas volcánicas intermedias se localizan al norte de Villa del Carbón, forman una unidad de composición andesítica, constituida por clastos con tamaños que varían desde lapilli hasta bloques inmersos en una matriz tobácea (INEGI, 2001). Los conos cineríticos se conforman de clastos escoriáceos, donde aparecen las brechas volcánicas poco consolidadas; estos conos están cubiertos por la unidad volcanosedimentaria del Terciario Superior (De Cserna et al., 1988). La porción noroccidental del Estado de México, desde la Sierra Mazahua hasta el cerro Mayorazgo, aledaño a San Felipe del Progreso, está constituida por rocas andesíticas. Éstas representan a las diferentes unidades del Terciario Superior que se exponen en el área. Son por lo general de textura cristalina porfídica con fenocristales de plagioclasa y de ferromagnesianos. Las andesitas están dispuestas como coladas de lava en bloques, algunas son vesiculares, sobre todo las más básicas, en ocasiones se presentan fracturadas en lajas (De Cserna et al., 1988). 28 Capítulo 2 Geología y Tectónica 2.5 Tectónica Regional Los estudios realizados respecto de la estructura en la Faja Volcánica Transmexicana, han permitido establecer varios sistemas de fallas, que se han dividido por sectores para facilitar su estudio y análisis tanto regional como local. A nivel regional, el Estado de México queda comprendido dentro de la porción oriental, el cual está limitado por los meridianos 99° y 100º45’ de longitud oeste. De acuerdo con Ortiz y Bocco (1989), este sector se caracteriza por estructuras con orientación E-W, aunque también se presentan con orientación NE-SW y NW-SE, debido a la influencia tectónica, los rasgos estructurales se presentan en sistemas (fallas y fracturas) con sentido de N-NW principalmente. A continuación se describen estos sistemas: Sistema de fallas NW 10º-15º SE, este sistema abarca la mayor parte del Estado de México, está conformado principalmente por fracturas de 5 kilómetros de longitud, afecta a rocas del Terciario, así como del Cuaternario, la influencia de este sistema se manifiesta en los afloramientos situados al sureste de la cuenca de Toluca (Ortiz, 1987). Sistema de fallas N-S, se encuentra en la parte oeste, en los límites con Michoacán de Ocampo; en la parte norte en la Sierra de las Cruces; y parte sur del Estado de México, en los límites del estado de Guerrero; intercepta a los sistemas descritos y afecta con igual intensidad a las rocas que comprenden del Terciario al Cuaternario (op.cit.). Sistema de fallas NE 10º-20º SW, la mayor densidad de este sistema se concentra al norte de la Sierra de las Cruces (en los alrededores de Villa del Carbón). Está caracterizado por fallas normales. Este sistema intercepta a todos los demás. Afectando con mayor intensidad a los afloramientos de edad Terciaria y en menor intensidad a las rocas del Cuaternario (op.cit.). De acuerdo con el estudio realizado por Ortiz y Bocco (1989), sobre las estructuras morfotectónicas correspondientes a las planicies de Ixtlahuaca, Toluca y zonas montañosas vecinas como son: La Sierra de Monte Alto y Monte Bajo, esta región está constituida por una serie de depresiones dispuestas de norte a sur (desde Acambay hasta Toluca) flanqueadas por un sistema de fallas con rumbo general NNW-SSE y E-W. Este conjunto se enmarca en un sistema disyuntivo en bloques y la formación de cuencas endorreicas neogénicas planteado para el centro de México (De Cserna et al., 1988). 29 Capítulo 2 Geología y Tectónica En términos generales, es posible establecer que durante la fase de volcanismo que dio origen a los volcanes monogenéticos, a través de campos eruptivos, entre ellos los volcanes; Tenango, Jalatlaco, Chichinautzin y Atlacomulco y otras manifestaciones volcánicas aisladas, de orden secundario, se presenta un rasgo estructural de tensión o fase tectónica distensiva, apareciendo un sistema disyuntivo como fenómeno dominante, manifestado en una morfoestructura en bloques y evidenciado por los conjuntos estructurales de sierras aisladas que se definen siguiendo rumbos o lineamientos bien establecidos (Ortiz, 1987). La distribución de estás fosas constituye el nivel local base de las estructuras de montaña bloque. Las sierras mayores, entre ellas Las Cruces, Monte Alto y Monte Bajo, forman en su conjunto un bloque de gran dimensión constituido por montañas bloque de orden menor, levantado por los movimientos diferenciales en intensidad (Ortiz y Bocco, 1989). Así el sistema disyuntivo tiene lugar a dos escalas: la primera a nivel de grandes bloques que son las sierras mayores y amplias fosas tectovolcánicas, la segunda a nivel secundario, en bloques menores y hundimientos locales. Generando una disposición de umbrales y depresiones dispuestas a diferente nivel dentro de la misma cadena montañosa. De esta manera, la mayor parte de los límites de las sierras mayores y su contacto con el piso de las fosas, se encuentran controlados por fallas normales. Incluso el piedemonte de las grandes estructuras está sujeto a los efectos de la dislocación disyuntiva (Ortiz y Bocco, 1989). Entre las fallas normales se encuentran las de Atlacomulco, Ixtlahuaca, Toxi y Taximay. Ésta última, consta de una serie de estructuras orientadas en sentido NE-SW y E-W, con una acentuada inclinación hacia el norte, entallando cañadas profundas, una de estas fallas es visible en un corte de carretera, entre Villa del Carbón y Tlazala de Fabela (op.cit.). Con base en la altura relativa y expresión morfológica Ortiz y Bocco (1989) establecen una jerarquización categórica de bloques, determinando como bloque de primer orden a las estructuras mayores, grandes pilares o fosas limitados por escarpes de gran magnitud, afectados estos últimos, por importantes procesos denudatorios (erosión o remoción en masa). 30 Capítulo 2 Geología y Tectónica Es importante considerar esta jerarquización, ya que con base en ello, puede entenderse la evolución que ha tenido el piedemonte de la Sierra de Monte Alto y Bajo, así como, los procesos que actualmente modelan a este relieve. Los bloques de primer orden corresponden a las fosas de Acambay, Ixtlahuaca y Toluca, flanqueados por los bloques de las sierras de Acambay, Mazahua, Monte Alto y Monte Bajo, estos megabloques se asocian con las fallas de primer orden de Acambay y Toxi, para el primero; Atlacomulco e Ixtalhuaca-Perales para el segundo. Estas fallas se caracterizan por ser profundas y de gran extensión longitudinal, surgieron a partir de grandes esfuerzos distensivos, con importantes desplazamientos verticales. El megabloque de las Sierras de Monte Alto y Monte Bajo (Plio-Pleistoceno) presenta lineamientos subordinados que se disponen a manera de una red compleja, integrada por tres rumbos principales yuxtapuestos: NNE-SSW, NW-SE y W-E; éste último más reciente y menos evidente (op.cit., 1989) (Fig 2.2). La influencia de estos lineamientos, provocó asimetría en los valles que conforman el piedemonte de esta sierra, de donde se toma una porción para su estudio. Asimismo esta asimetría propicio el desarrollo de cauces en la pendiente, y una alteración en los procesos morfodinámicos. Los lineamientos no solo afectan a esta unidad, sino a todo el bloque de estas sierras. El primer grupo de lineamientos cruza materialmente el sistema
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