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30/08/2009
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UNIDAD 2 - GEOMORFOLOGIA DINAMICA
Agentes y procesos geomorfolgicos.Acciones elementales: meteorizacin,erosin, transporte y depositacin. Factorescondicionantes en los procesosgeomorfolgicos: clima, litologa y tectnica.
Meteorizacin y erosin. Tipos de formasresultantes de ambos procesos. Agentes deerosin. Factores que controlan la erosin.Mecnica del proceso erosivo.
Mtodos de estudio y evaluacin de laerosin.
Geomorfologa Dinmica - 1
Geometra (forma) = f (estructura, proceso, tiempo).
Geomorfologa dinmica: anlisis de causas y cuantificacin de procesos . Estudia todos los agentes de modelados y sus diferentes formas de actuacin (procesos morfogenticos), sin tener en cuenta las combinaciones regionales.
Geomorfologa climtica: anlisis de las relaciones ambientales y la distribucin de dichos procesos segn contextos climticos. Estudio del relieve en sus relaciones con el clima. Este va ha depender de la forma en que las rocas han sido esculpidas por determinados agentes, actuando de determinadas formas, en unos mbitos concretos y en funcin de las caractersticas climticas que ah se den.
EJ: SISTEMA MORFOCLIMTICO (SM) = Conjunto de agentes y procesos que actan en cada una de las zonas climticas. Cada SM presenta un agente dominante y caracterstico del mismo. Ej.:
Templado-hmedo = dominio de los grandes ros y cuencas hidrolgicas; rido y semi-rido = escorrentas espordicas, viento;
Geomorfologa estructural: Se ocupa de los aspectos estructurales y los relieves en los que la constitucin litolgica y composicin se manifiestan como acciones dominantes.EJ: SISTEMA MORFOGENTICO = cuando se considera tambin el papel en el relieve de la morfoestructura y la litologa. Implica: una localizacin geogrfica concreta y una evolucin cronolgica determinada.
Los planteamientos realizados luego de Davis se concretaron en tres reas biendefinidas:
Geomorfologa Dinmica - 2
Morfognesis = proceso complejo quedepende de la interaccin dinmica entreagentes y materiales geolgicos.
Geoforma depende de un Proceso y este deun Agente + Accin.
Agentes y procesos geomorfolgicos - 1
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Proceso geomorfolgico = Agente + Accin
Un agente geomorfolgico es una medio natural capaz de capturar y transportar material terrestre (Thornbury, 1969)
Los agentes son medios para transferir energa.. (Pedraza Gilsaenz, 1996)
Exgenos: ros, glaciares, viento, olas, etc.
Endgenos: placas litosfricas, magma
Cul es el papel de la Gravedad?
Agentes y procesos geomorfolgicos - 2
Las acciones de los agentes a nivel elemental: Descomposicin o desfragmentacin de la materia
Arranque o erosin
Transporte o denudacin
Sedimentacin o agradacin
Productos morfolgicos: Elementos ej.: barras aluviales (agradacin)
Formas simples ej.: llanura aluvial, terraza (agradacin y erosin)
Formas compuestas ej.: sistema de terrazas (erosin + tectonismo)
Agentes y procesos geomorfolgicos - 3
Procesos geomorfolgicos
Erosin elica (viento + erosin)
Agradacin fluvial (agua + sedimentacin)
Formacin de terrazas (agua + erosin)
Agradacin material piroclstico (vulcanismo + sedimentacin)
Desplazamiento vertical por falla (esfuerzo tectnico + desplazamiento)
Etc.
Agentes y procesos geomorfolgicos - 4
Procesos ElementalesSon los procesos exgenos en el sentido ms estricto y configuran secuencias de acciones: Ej: Ro funcionando sin interferencia tectnica y estabilidad climtica .
Corresponde a desarrollos temporales de muy corta duracin.Sus productos son elementos geomorfolgicos y las formas simples: Una llanura aluvial, una duna, un complejo morrnico.
Procesos ComplejosProcesos elementales funcionando como un sistema abierto y acumulativo a lo largo del tiempo; esto da lugar a un producto compuesto: Ej: Ro con modificaciones en su nivel de base por causas tectnicas o climticas,
dando lugar a sobreexcavacin, abandono de la antigua llanura aluvial y formacin de una terraza.
Sus productos son las formas mayores o compuestas: Sistemas de terrazas, sistema de dunas, cuenca glaciar, etc.
Asociacin de Procesos Morfogenticos Tipos de relieve
Ej: paisaje grantico
Agentes y procesos geomorfolgicos - 5
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FORMAS SIMPLES FORMAS COMPUESTAS
Agentes y procesos geomorfolgicos - 6
Factores condicionantes en los procesos geomorfolgicos - 1
Factores condicionantes
- Estructura - Litologa - Clima
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Acciones elementales: meteorizacin - 1
La meteorizacin es un proceso general que experimentan los materiales en la Litosfera, como respuesta a las condiciones de proximidad o contacto con la Atmsfera, Hidrosfera y Biosfera (Brunsden, 1979)
Meteorizacin = Adaptacin de los materialesgeolgicos a las condiciones de presin y temperaturaambientales en superficie (o cerca de ella) mediantetransformaciones fsicas y qumicas
Olivino
Piroxeno
Hornblenda
Biotita
Feldespatopotsico
Muscovita
Cuarzo
Albita
Anortita
F
A
C
I
L
I
D
A
D
P
A
R
A
L
A
A
L
T
E
R
A
C
I
O
N
MINERALES Ms alterables
Ms resistentes
ROCAS
Peridotita
Gabro
Cuarzodiorita
Granodiorita
Granito
Basalto
Andesita
Dacita
Riolita
PLUTONICAS VOLCANICAS
Acciones elementales: meteorizacin - 2
La meteorizacin es la descomposicin de la roca, en su lugar; sera un proceso esttico
Se posibilita as la remocin y el transporte de detritus en la etapa siguiente que vendra a ser la erosin
Acciones elementales: meteorizacin - 3
Las primeras acciones en la meteorizacin sonmecnicas y conducen a la desagregacin ofragmentacin (meteorizacin fsica).
Luego, las transformaciones qumicasconducen a la descomposicin de losminerales (hidrlisis, disolucin, etc.).
Estos cambios implican: Evolucin hacia estados de mayor equilibrio
Transformaciones irreversibles
Formacin de nuevos minerales
Concentracin de minerales menos alterables
Preparacin de la roca para su erosin
Acciones elementales: meteorizacin - 4
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METEORIZACIN FSICA: Se origina a partir de distintos procesos asociados a cambios de volumen (expansin y expansincontraccin) y acuamiento, debido a acciones como:
- Empapamiento-desecacin
- Crecimiento de cristales
- Alivio de carga
- Termoclastismo
- Crecimiento de races.
- etc.
Meteorizacin Fsica - 1
Alivio de cargaMeteorizacin Fsica - 2
Crecimiento de cristales (termoclasta)
Meteorizacin Fsica - 3
Pedrera o canchales por gelifraccin
Meteorizacin Fsica - 4
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Crecimiento de races
Meteorizacin Fsica - 5 Meteorizacin Qumica - 1
METEORIZACIN QUIMICA:
Conduce a la descomposicin de los mineralesdebido a reacciones como:
. hidrlisis
. hidratacin
. disolucin
. oxidacin-reduccin
. carbonatacin
Meteorizacin Qumica - 2
A mayor fragmentacin de la roca (meteorizacin fsica) mayor y ms rpido ocurre la accin qumica
Hidrlisis Proceso ms comn de descomposicin de las rocas
cristalinas dando lugar a las arcillas de neoformacin.
Generacin de arenizaciones, mantos meteorizados ysimilares que posibilitan el desarrollo de morfologasparticulares en rocas cristalinas, sobre todogranticas.
Formacin de calcretas, silcretas, ferricretas, etc. Yen general suelos residuales del tipo laterticos(frricos) y bauxticos (alumnicos).
Meteorizacin Qumica - 3
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Arenizacin
SiO4FeMg + 2 H2O = Mg(OH)2 + FeO + SiO3H2
Olivino Agua Brucita Hematita Acido silcico
KAlSi3O8 + 2 (H+ + HCO3
-) + H2O
Al2Si5(OH)4 + 2K+ + 2HCO3
- + 4SiO2
Feldespato potsico
Acido carbnico
Agua
Caolinita SliceIn
bicarbonato
Hidrlisis-1
Lateritas
Vulcanitas caolinizadas
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Hidratacin-1
2 Fe2O3 + 3 H2O 2 Fe2O3 . 3 H2O
SO4Ca + 2 H2O SO4Ca . 2 H2O
Hematita Agua Limonita
Anhidrita Agua Yeso
Hidratacin-2
Es un fenmeno importante en la generacin de nuevos minerales que, al modificar sus propiedades , pueden ser ms vulnerables a otras alteraciones.
Acompaa a muchas otras reacciones en especial la hidrlisis y favorece la disolucin.
Carbonatacin-1
CO2 + H2O CO3= + 2 H+ o (CO3H)
- + H+
Acido carbnico
Disolucin de rocas carbonticas e hidrlisis de silicatadas, al ionizar el agua y hacerle agresivo
Disolucin-1
CO3Ca + H2O + CO2 Ca++ + 2 (CO3H)
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calcita
Es el principal fenmeno para la carstificacin y formacin de residuos o regolitos. En las rocas calcreas es una carbo-disolucin, al ser el CO2 el que debe ionizar el agua para que produzca la corrosin de la roca.
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Disolucin de rocas calcreas-1
Can crstico
Dolina
Oxidacin-Reduccin -1
4 Fe + 3O2 2 Fe2O3
hierro xido frricooxigeno
No da productos especficos aunque interviene en todos los procesos de meteorizacin formando monteras, ptinas, etc.
Factores que controlan la modalidad y eficacia de la meteorizacin - 1
Tipo de material
Composicin
Porosidad
Textura
Etc.
Ambiente climtico
Topografa
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Factores que controlan la modalidad y eficacia de la meteorizacin - 2
Tipo de material
Rocas silicatadas e hidrlisis
Rocas carbonticas, yesferas y salinas y disolucin
Rocas ferruginosas y procesos de xido-reduccin
Rocas cuarcticas y fragmentacin
Ambiente climtico
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Factores que controlan la modalidad y eficacia de la meteorizacin
TopografaErosin
Fairbridge (1968) defini la erosin como el proceso que involucra la recoleccin y el transporte de detritos rocosos y material orgnico asociado, por medio de los distintos agentes geolgicos exgenos.
Los principales agentes involucrados en este proceso son: la escorrenta, el viento y el desplazamiento del hielo en forma de glaciar.
Acciones elementales: Erosin - 1
Tipos de Erosin
Figura 4.1: Tipos de erosin originadas a partir del movimiento de partculas en fluidos. Estn excluidos aqu los procesos erosivos causados por influencia directa de la gravedad (movimientos en masa). (basado en Lal, 1990 y Bergsma, 1999).
Acciones elementales: Erosin - 2 Acciones elementales: Erosin - 3
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Erosin
Erosin = f (erosividad, erodabilidad)
Erosividad = poder erosivo del agente
Erodabilidad = resistencia que ofrece la roca/suelo tanto al desprendimiento de las partculas como a su transporte
Acciones elementales: Erosin - 4
ErosinAcciones elementales: Erosin - 4
Inicios de la erosin y desarrolloAcciones elementales: Erosin - 5
Erosin fluvial aceleradaAcciones elementales: Erosin - 6
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Textura del sedimentoFactores de control de la erosin hdrica - 1
Clima
Las caractersticas del clima es una factordeterminante de las reas que estarn sujetas ala accin de la erosin.
Cuales son los climas donde la erosin hdrica esms importante?
Los climas semiridos por ejemplo, correspondena los ms desfavorables frente a la erosin hdricaya que estos cuentan con agua suficiente paraprovocar la erosin, pero no como para generaruna cobertura vegetal adecuada para laproteccin del suelo (Varela, 1979).
Factores de control de la erosin hdrica - 2
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Clima-vegetacinFactores de control de la erosin hdrica - 3
Influencia del Relieve en la erosin hdrica
El proceso de erosin hdrica no es en general un problema en reas de planicies, solo cuando la pendiente aumenta aparece la actividad erosiva (Varela, 1979).
Algunos autores destacan como propiedades topogrficas ms relevantes asociada al proceso erosivo, el ngulo de la pendiente, la longitud y la forma, mientras que en menor grado consideran adems factores como la exposicin.
Factores de control de la erosin hdrica - 4
Influencia de la pendienteFactores de control de la erosin hdrica - 5
PENDIENTE
RASGO
EROSIVOAGRADACIO-
NAL
Pronunciada SurcosCrcavas poco
profundas
Badlands
Abanicos
Crcavas
profundas
Crcavas
muy
profundas
Barrancos
Suave Surcos SurcosCrcavas
poco
profundas
Crcavas
profundas
Crcavas
muy
profundas
Muy suaveLavaje pluvial
(direccional)Surcos
Surco
anastomosado
Surcos anastomosados
amplios
Coluvios y
depsitos de lavado
de pendiente
PlanoErosin por
salpicadura
(no direccional)
Lavaje pluvial
(direccional)
Surcos
anastomosados
amplios
Zona de flujo laminar Depsito laminar
Bajo Medio Alto Muy alto Disminuyendo
Volumen de flujo superficial
Rills and Gullies
From Bloom, 1998
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Mtodos de estudio de la erosin hdrica
TIPO DE ESTUDIOMETODOLOGIAAPLICADA
DATOS OBTENIDOSESCALAS
COMUNES DE APLICACIN
Mediciones directas en el terreno
. Estaciones recolectoras de sedimentos. Kg/m2 de suelo erosionado
. Espesor erosionado (mm, cm) Parcelas y
cuencas
relativamente
pequeas
. Construccin de perfiles transversales
. Colocacin de estacas
. Cambios en la morfologa de la crcava:
volmenes (m3,tn) y distancias de
retrocesos (cm, m)
. Test de campo sencillos . Erodabilidad del suelo
Mediciones indirectas mediante Teledeteccin
. Mapeo de rasgos erosivos mediante
imgenes aeroespaciales
. Tipo y distribucin de los rasgos
erosivos. Dimensiones del rea afectada.
. Anlisis multitemporal
Cuencas, Regiones
Estimacin mediante ndices
. Densidad de drenaje
. Estimacin de la erosin en funcin del
nmero de cursos fluviales y/o crcavas
por unidad de rea.Cuencas grandes,
Regiones,
Continentes. Erosividad de la lluvia
. Valores de erosividad en funcin de la
energa cintica de la lluvia
. Erodabilidad del suelo . Valores de erodabilidad dependiente
fundamentalmente de la textura
Sistemas de evaluacin de tierras
. Clasificacin de capacidad del terreno
(Land capability classification) . Areas con mayor o menor grado de
susceptibilidad (cualitativa o semi-
cuantitativa) a la erosin.
Regiones
. Sistema de clasificacin del terreno
(Land systems classification)
Aplicacin de modelos
. Modelos matemticos
. Prdida de suelo en Kg/m2 con base
anual o por tormentas.
. Retroceso del rea de cabecera de las
crcavas.
Parcelas, Cuencas
pequeas y
medianas.
. Modelos cartogrficos
. Areas con mayor o menor grado de
susceptibilidad (cualitativa o semi-
cuantitativa) a la erosin.
Cuencas, Regiones,
Continentes
Geoformas de erosin elica
Erosin elica - 1
Geoformas de erosin glaciarErosin elica - 1
TransporteAcciones elementales: Transporte - 1
1. Meteorizacin : desintegracin de rocas y minerales.
2. Transporte: la remocin del material meteorizado (suelo y roca) fuera de su sitio original por efecto de la gravedad, agua en movimiento (ros, olas), vientoy hielo.
3. Deposicin: acumulacin de los productos meteorizados despus que han sido transportados desde su lugar original.
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TransporteAcciones elementales: Transporte - 1
La accin de la meteorizacin (fsica+qumica), tiende a dar origen a dos tipos deproductos principales: fragmentos de minerales o rocas (que reciben el nombre declastos) , geles e iones en disolucin.
El transporte se lleva a cabo de tres formas: como iones en solucin, como suspensiones coloidales, o como carga en fondo.
A su vez, dentro de esta ltima modalidad existen tres posibilidades: saltacin, rodadura o arrastre.
Factores: velocidad de la corriente
tamao de las partculas
su densidad y su forma
Acciones elementales: Transporte - 2
Transporte fluvial
Laderas: transporte lateral de material por gravedad
Transporte elico
Factores:velocidad y persistencia del vientotamao y morfologa de las partculas
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Modo Suspensin: tormentas de polvo
Polvo grueso: 20-70 m (Limo mediano a
grueso) viajan distancias cortas en
suspensin;
Polvo fino < 20 m (limo fino-arcillas) tiene
el potencial para viajar a travs del mundo
Entrampamiento
Movimiento de la arena
La mayora de la rena se mueve sobre o cerca de la superficie del terreno en unazona de 9 cm de altura sobre la arena y hasta 200 cm sobre superficie rocosas.
Migracin de un barjn
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Transporte glaciar
Acciones elementales: Transporte glaciar - 1
Depositacin El depsito de las partculas se produce cuando la
corriente pierde energa, o lo que es lo mismo,velocidad. Primero dejar de ser transportada la cargaen fondo, y cuando la energa sea muy baja, es decir,en aguas mansas o al cesar el viento, se depositartambin la carga en suspensin.
Tambin en estas condiciones de baja energa detransporte, y sobre todo si se producen cambios en lafisico-qumica de las aguas de transporte (como sueleocurrir en la desembocadura en un mar o lago) seproduce la floculacin de los geles, constituidosnormalmente por partculas arcillosas.
Acciones elementales: Depositacin - 1
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Depositacin elica
FIN UNIDAD 2
Mediciones directas de la erosinMediciones Indirectas de la erosin
Anlisis Temporal de la Erosin Hdrica y su Estado Actual
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Medicin de la erosin mediante ndicesDeterminacin del riesgo al carcavamiento mediante el modelo matemtico experimental del Servicio de Conservacin de Suelos de los EEUU (SCS, 1966)
R = (5.25x10-3) A 0.46 P 0.20
Evaluacin de la erosin. Aplicacin de modelos Prediccin de la Prdida de Suelo por Erosin Laminar
Modelo de Morgan, Morgan y Finney
Prediccin de la Prdida de Suelo por Erosin Laminar
Mapa de prdida de suelo en kg/m2/ao.