Unidad 2 Meteorizacion y Formacion de suelo

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Química de suelos – Capitulo 3
Meteorización y formación del suelo
Definición de Suelo 
Cuerpo natural que comprende a sólidos
(minerales y materia orgánica), líquidos y
gases que ocurren en la superficie de la
tierra, que ocupa un espacio, y que se
caracteriza por uno o ambos de los
siguientes: horizontes o capas que se
distinguen del material inicial como resultado
de las adiciones, pérdidas, transferencias y
transformaciones de energía y materia o por
la habilidad de soportar plantas enraizadas
en un ambiente natural.
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Formación del Suelo
www.slideshare.net
Formación del Suelo
Altas FríasSecas
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
Someras Saladas Pobres
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
Húmedas Sin suelo
Anaranjados 
Fértiles
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/maps/LatinAmerica_Atlas/Documents/LAC.pdf
FACTORES FORMADORES DEL SUELO
 Roca madre
 Clima
 Relieve
 Tiempo
 Organismos
http://www.unex.es/edafo/CAEdProgTeor.html
Dokuchaev, 
1883
Jenny, 
1941
La roca madre como
factor formador
 Representa la fuente de materiales sólidos
 Inciden en la formación y evolución de los suelos
 Influyen en espesor, morfología, propiedades
físicas, propiedades físico-químicas y fertilidad,
pero de ellos podemos destacar claramente a
tres.
La roca madre como
factor formador
 La composición del suelo depende de la
composición del material original.
 La dependencia es tanto mayor cuanto menos
intemperizado este el suelo.
 Es fuente de minerales en el suelo, solutos en la
fase liquida del suelo, y si la concentración fuese
alta, de la formación de minerales secundarios.
(La roca madre)
Composición mineralógica
 Rocas blandas = muchos minerales inestables
> evolución > formación de suelos.
 Rocas con mucho cuarzo = suelo poco
evolucionados.
(La roca madre)
Permeabilidad
 Penetración y circulación de aire y agua
 Influye en la fragmentación, alteración y
translocación de los materiales.
El clima como factor formador
Las variables mas importantes son:
 precipitación (humedad)
 temperatura (evaporación, reacciones químicas y
bioquímicas, actividad biológica)
El clima 
(Precipitación)
 Percolación (cantidad de agua caída) = lixiviación
 Acelera interperismo de las rocas
 Suelos profundos, pobres en bases…
MAPA DE
PRECIPITACIÓN 
EN PARAGUAY
MAPA DE 
EVAPOTRANSPIRACIÓN
POTENCIAL 
EN PARAGUAY
Para los suelos derivados de diorita, el promedio 
total de arcilla expresado en % se relaciona
con la temperatura media anual por medio de
una función lineal (Jenny, 1941):
a = 4,94 x T – 37,4
a) Entre que intervalos se puede hallar la temperatura para 
que sea compatible con la existencia de arcilla?
b) Hallar los valores de arcilla para dos localidades en las 
que las temperaturas medias anuales sean: T1 = 21,5 ºC y T2
= 29,1 ºC
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Diorite.jpg
El relieve como factor formador
Los elementos del relieve más importantes son la
inclinación y longitud de las laderas, la
posición fisiográfica y la orientación.
El relieve ejerce tres acciones fundamentales para la
evolución del suelo que son el transporte,
características hídricas y el microclima.
Posición en el paisaje
Es importante porque: 
- Redistribuye energía 
(radiación solar)
- Redistribuye materiales
Deslizamientos
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(Clima – Paisaje)
Transporte
Características hídricas
www.vagamundos.net
Valle de Acahay
Relaciones entre el relieve y las propiedades y 
constituyentes del suelo
El relieve y la evolución del suelo: catenas o 
toposecuencias
Los organismos como factor 
formador
Constituyen las fuentes de material original
para la fracción orgánica del suelo.
 Ejercen importantes acciones de alteración de
los materiales edáficos.
 Producen una intensa mezcla de los
materiales del suelo como resultado de su
actividad biológica.
Efectos de los organismos sobre 
los constituyentes y propiedades 
del suelo
 El tipo y abundancia de la materia orgánica del
suelo está directamente relacionada con los
organismos del mismo.
 Favorecen el desarrollo y estabilidad de la
estructura.
 Aumentan la porosidad del suelo.
 Favorecen el drenaje.
 Influyen en el microclima (la vegetación
produce sombra y disminuye la evaporación,
aunque también consumen gran parte del agua
del suelo).
 Protegen al suelo de la erosión. Por efecto
mecánico o por el poder de agregación que
unen a las distintas partículas del suelo y así
quedan fuertemente retenidas.
Organismos vivos
El tiempo como factor formador
La velocidad de formación de un suelo es
extraordinariamente lenta y depende del tipo de
factores formadores de cada suelo.
Los suelos se desarrollaran más fácilmente
sobre materiales originales sueltos e inestables
que a partir de rocas duras y constituidas por
minerales estables.
Velocidad de formación del suelo
El tiempo como factor formador
La formación es más rápida en los climas
húmedos y cálidos que en climas secos y fríos.
Por ello la velocidad de formación del suelo es
muy variable, desde 1mm/año hasta
0,001mm/año.
El tiempo como factor formador
Pregunta
Cual o cuales de los factores formadores del suelo 
controlan el contenido de materia orgánica a:
- escala de propiedad agrícola
- escala regional (varios departamentos)
- escala global
¿Cual o cuales de los factores formadores del suelo controlan el 
contenido de materia orgánica a escala de propiedad agrícola?
¿Cual o cuales de los factores formadores del suelo controlan el 
contenido de materia orgánica a escala regional?
Vertisol
Ultisol
Oxisol
Mollisol
Inceptisol
Entisol
Alfisol
¿Cual o cuales de los factores formadores del suelo controlan el 
contenido de materia orgánica a escala global?
Distribución mundial de los Mollisoles
http://commons.wikimedia.org
Meteorización o intemperización
Alteración química y física de rocas y minerales en o 
cerca de la superficie terrestre. 
Aunque ocurran simultáneamente, se distinguen 
procesos físicos, químicos, y biológicos
Conceptos
Minerales Resistentes: perduran en la fraccion 
arena, por ejemplo cuarzo, zircón.
Alterita: material con cierto grado de meteorización, 
sin haber sido transportado, corresponde a un 
horizonte C.
Frente de meteorización: limite entre la alterita y la 
roca originaria.
Regolita: capa no consolidada de material 
meteorizado y material edáfico, sobre una roca 
dura, ausencia de materia orgánica.
“un suelo es una regolita que posee materia 
orgánica”
Precipitación y temperatura determinan el predominio 
de la meteorización física o química
Meteorización física
24 u2 48 u2 96 u2
Ejemplo de meteorización física: exfoliación
Meteorización física
Procesos endocinéticos:
- Las fuerzas se generan dentro de la roca
Efecto de descarga
Efecto de los cambios de temperatura (termoclastia)
Procesos exocinéticos:
- Las fuerzas actuantes son externas
Saturación por agua
Cristalización del agua intersticial (congelamiento)
Cristalización de sales
Efecto mecánico de animales y plantas
Efecto de descarga
Las rocas se han formado normalmente bajo
intensa presión, el material se encuentra
comprimido y cuando afloran a la superficie, al
perderse la presión, el material expande y se
fractura.
Insolación
Las radiaciones solares calientan de un
modo desigual a las rocas, y el material
soporta intensas presiones debidas a la
dilatación diferencial.
Congelamiento
El agua penetra en los poros y al congelarse
aumenta de volumen y fragmenta a las
rocas encajantes.Dilatación/contracción
Los cambios de humedad producen
cambios de volumen que fracturan las
rocas.
Cristalización
A partir de la solución del suelo se forman cristales en
los poros de las rocas y al aumentar de volumen
presionan las paredes llegando a romper las rocas.
Acción biótica
Las raíces de las plantas invaden las grietas
de las rocas y al crecer llegan a fracturar al
material encajante.
Se caracteriza por:
• Transformaciones que afectan a la 
composición química y mineralógica de 
la roca
• Reacciones sencillas, exotérmicas, 
lentas (1.000 a 1.000.000 años), 
incompletas e irreversibles.
• Producción de compuestos intermedios y 
finales, cuyas características dependen 
de la roca originaria, de la estabilidad de 
los minerales y de las condiciones del 
medio
Meteorización química
Olivino, (Mg,Fe)2SiO4
Augita, (Ca,Na) (Mg,Fe2+,Al,Fe3+,Ti) [(Si,Al)2O6]
Biotita, [K(Mg,Fe)3 (Al,Fe) Si3O10 (OH,F)2]
Secuencia de meteorización de minerales en 
rocas ígneas
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/Augit,_Czechy.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Biotita1.jpeg
Secuencia de meteorización de minerales en 
rocas ígneas
Ortoclasa, K(AlSi3O8)
Mica Moscovita, KAl2(Al,Si)4O10(OH,F)2
Cuarzo, SiO2
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Ortoklaz2_Benono,_Madagaskar.JPG
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/83/Mica-muscovite.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/USDA_Mineral_Quartz_Crystal_93c3951.jpg
Estabilidad de minerales en rocas ígneas
La estabilidad frente a la meteorización depende de las fuerzas 
de enlace
Tipos de enlace ordenados según estabilidad decreciente: 
covalente > iónico > metálico > puentes de hidrogeno > 
fuerzas de van der Waals
Mecanismos de meteorización química
Disolución
Hidratación
Hidrólisis
Carbonatación
Oxido-reducción
Intercambio-iónico
Formación de complejos
Meteorización por disolución
Importante en rocas solubles, por ejemplo yeso y halita
Dependen del pH del medio, temperatura, interacción con otros 
iones y cantidad de agua que circule
Cuando el material originario es calcita, la disolución y remoción 
de carbonato de calcio deja arcilla, hierro, cristales de 
cuarzo, y otras “impurezas” como el material desde el cual 
se forma el suelo.
Meteorización por hidratación
Moléculas de agua entran a formar parte de la estructura 
cristalina
Ocurre principalmente en la superficie y bordes de los 
minerales, pero en sales simples puede afectar la estructura 
completa
Se provoca un aumento de volumen, con ahuecamiento y 
esponjamiento de la roca
CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O
Fe2O3 + nH2O → Fe2O3.nH2O
anhidrita yeso
oligisto limonita
Meteorización por hidrólisis
Es una reacción entre un mineral y agua para dar un acido y 
una base
Afecta a los alumino-silicatos que se comportan como si fuesen 
sales del acido silícico
No actúa sobre los enlaces Si-O, por lo que generalmente el 
producto final es cuarzo
KAlSi3O8 + H2O → HAlSi3O8 + KOH
ortoclasa inestable
Meteorización por hidrólisis
Según las condiciones del medio, la reacción de hidrólisis 
proseguirá de distintas maneras
a) Medio sin percolación
feldespato → mica → ilita
b) Medio percolante (perdida de potasio y presencia de 
magnesio)
feldespato → vermiculita → montmorillonita
c) Medio altamente percolante
feldespato → gibsita
Meteorización por hidrólisis
pH de abrasión: el que alcanza el agua al incorporarle un mineral 
pulverizado
Minerales pH de abrasión Minerales pH de abrasión
Feldespatos Piroxenos
Albita 9-10 Augita 10
Oligoclasa 9 Hiperstena 8
Anortita 8 Olivino 10-11
Ortoclasa 8 Nefelina 11
Microclina 8-9 Carbonatos
Micas Calcita 8
Biotita 8 Dolomita 9-10
Moscovita 7 Siderita 5-7
Anfíboles Minerales de arcilla
Actinolita 11 Caolinita 6
Horblenda 10 Montmorillonita 7
Meteorización por carbonatación
Es la reacción de iones carbonato o bicarbonato con los 
minerales, afecta a todo tipo de rocas
Iones carbonato y bicarbonato se originan por la disolución del 
CO2 proveniente de respiración de raíces y microorganismos
Dependen de la concentracion de CO2, del pH y la temperatura
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca
2+ + 2HCO3
-
Meteorización por oxido-reducción
Afectan a elementos que actúan con diversos estados de valencia, 
por ejemplo Fe, Mn, S
Llevan asociado un cambio de volumen
Fe2+ → Fe3+ incremento de volumen = 22%
Fe2+ + O2 + H2O → Fe2O3.2FeOOH.nH2O → α-Fe2O3 → α-FeOOH
ferrihidrita hematita goetita
Oxidación
•Disponibilidad de oxígeno alta
•Demanda biológica de oxígeno inferior a la disponibilidad
  eFeFe 32
•Proceso de desintegración, causa mayor vulnerabilidad a la 
descomposición por otros procesos de meteorización. 
•Importante en la meteorización de olivina, horblende y 
piroxeno que poseen hierro
•Manganeso es igualmente liberado por oxidación de 
minerales primarios
Reducción
•Ocurre donde el material está saturado de agua
•La provisión de oxígeno es baja y la demanda biológica de 
oxígeno es alta. 
•Oxígeno se utiliza como aceptor de electrones (se reduce)
•El sustrato orgánico (carbono reducido), es el donante de 
electrones se oxida produciendo CO2
•Cuando el O2 se acaba, los microbios reducen nitratos a 
gases de nitrógeno (principalmente N2 y N2O) 
•Seguidamente, se reduce Mn(III), y luego Fe(III)
•Ejemplo Fe(III) se reduce al altamente móvil Fe(II) y se puede 
perder del sistema
Características redoximorficas
Meteorización por intercambio iónico
Intercambio iónico entre raíces o humus y cationes en una red 
cristalina provoca desorganización y colapso de la estructura
KAlSi3O8 + H → HAlSi3O8 + KRaíz Raíz
Meteorización por formación de complejos o 
quelatos
El agente complejante es generalmente un ión orgánico
Resulta una estructura de anillo incorporando el ión metálico
La estructura es muy estable y puede persistir en el suelo
Proceso importante en la extracción de un metal del mineral 
primario y en la translocación de estos metales en el suelo
Los quelatos de interés particular son complejos orgánicos con 
aluminio, hierro, y calcio. 
Factores que controlan la meteorización química
Factor Acciones
Agua
Interviene en reacciones: hidrólisis.
Contiene sustancias activas.
Transporta fuera del sistema los elementos solubles.
Temperatura Acelera las reacciones.
Oxigeno Procesos redox.
Anhídrido carbónico
Equilibrio carbonatos-bicarbonatos.
Carbonatación.
Agentes complejantes Transporte de elementos.
Materia orgánica Agente reductor.
Iones H+ y OH- Condiciones de pH del medio.
Microorganismos Catalizan ciertas reacciones.
Interacción entre iones Puede afectar la solubilidad.
Posición en el paisaje Entrada y salida de materia.
Condiciones de drenaje
Exportación de elementos.
Neoformaciones (drenaje deficiente)
Procesos edafogénicos
Serie de reacciones y redistribución de materia que forma los 
horizontes y da estructura al suelo.
Los procesos edafogénicos que forman un suelo determinado 
dependen de los factores formadores que prevalecen en un 
lugar y momento determinado
La importancia de cada factor formador puede cambiar a lo 
largo del tiempo, haciendo variar velocidad y/o trayectoria del 
desarrollo del suelo
La mayoría de los suelos puede ser considerado poligénicos
El perfil del suelo
Procesos edafogénicos
- Adiciones
Agua, energía solar, oxigeno, materia orgánica, sales, polvo, 
sedimentos.
- Transformaciones
Meteorización; descomposición, degradación y mineralización 
de la materia orgánica, desarrollo de la estructura, 
compactación, cementación, rasgos redox, sodificación
- Translocaciones
Eluviación, iluviación
- Perdidas
Gases, agua, energía calorífica, material del suelo, CO2, 
sales solubles
Algunos procesos en la formación del suelo y su 
clasificación como adición (A), transformación (Tf), 
translocación (Tl), o pérdida (P)
Proceso Clasif Definición
Eluviación Tl Movimiento de materialde un sitio en el perfil, por ejemplo del 
horizonte E.
Iluviación Tl Movimiento de material a un sitio del perfil, por ejemplo al 
horizonte Bt (argilico).
Lixiviación P Lavado de materiales solubles, salen del suelo.
Enriquecimiento A Agregado de material al suelo
Erosión P Remoción de material de la superficie del suelo
Decalcificación Tl Reacciones que remueven carbonato de calcio de uno o mas 
horizontes
Calcificación Tl Acumulación de carbonato de calcio, por ejemplo horizonte Bk
Salinización Tl Acumulación de sales solubles como cloruros, sulfatos, 
bicarbonatos de Na, Ca, Mg, K
Podsolización Tl, Tf Migración química de Al y Fe o materia orgánica, resultando en la 
concentración de Si en el horizonte eluviado
Gleificación Tl, Tf Reduccion de Fe en condiciones anaerobicas con produccion de 
color gris en la matriz del suelo, por ejemplo Bg, Cg
Procesos edafogénicos en Vertisoles
Vertisoles: ≥ 30% de arcilla en todo el perfil. Arcillas predominantemente expansivas 
(montmorillonita) que al secarse desarrollan grietas
- Hidrólisis progresiva de rocas con 
neoformación de arcillas expansivas
- Oscurecimiento: incorporación de materia 
orgánica (A)
- Translocación de carbonatos de Ca, Mg (Bk)
- Translocación de yeso (By)
- Gleificación: rasgos redox como moteados, 
concreciones, nódulos de Fe y Mn, coloraciones 
grises (Bg)
Procesos edafogénicos en Entisoles
Entisoles: No tienen un perfil diferenciado. Escaso o nulo desarrollo de horizontes
- Oscurecimiento: incorporación de materia 
orgánica (A)
- Gleificación: rasgos redox como moteados, 
concreciones, nódulos de Fe y Mn, coloraciones 
grises (Bg)
Procesos edafogénicos en Alfisoles
Alfisoles: Endopedión argílico o kándico, con porcentaje de saturación de bases 
>35%.
- Oscurecimiento: incorporación de materia 
orgánica (A)
- Eluviación máxima (E)
- Translocación de carbonatos de Ca, Mg (Bk)
- Translocación de arcilla (Bt)
- Gleificación: rasgos redox como moteados, 
concreciones, nódulos de Fe y Mn, coloraciones 
grises (Bg, Cg)
Procesos edafogénicos en Ultisoles
Ultisoles: Endopedión argílico con porcentaje de saturación de bases <35%, o 
endopedion kándico.
- Oscurecimiento: incorporación de materia 
orgánica (A)
- Eluviación máxima (E)
- Lavado de bases
- Translocación de arcilla (Bt)
- Gleificación: rasgos redox como moteados, 
concreciones, nódulos de Fe y Mn, coloraciones 
grises (Bg, Cg)
- Formación de fragipan (Bx)
Procesos edafogénicos en Oxisoles
Oxisoles: Meteorizacion y lavado muy intenso y prolongado.Poseen endopedion 
oxico.
- Hidrólisis, lavado de bases y sílice, rico en 
oxidos de hierro residuales (Box)
- Formación de plintita
- Gleificación: rasgos redox como moteados, 
concreciones, nódulos de Fe y Mn, coloraciones 
grises (Bg, Cg)