GEODINÁMICA EXTERNA

E. ALCÁCER

CICLO DE LAS ROCAS

Es el conjunto de procesos que se produce de forma cíclica, modelando el relieve de la superficie terrestre. Los responsables son los agentes geológicos internos y externos.

AGENTES GEOLÒGICOS EXTERNOS

Mientras que los agentes internos realizan una acción constructiva, los agentes geológicos externos la acción es fundamentalmente erosiva o de denudación. Los agentes geológicos externos son los que modelan el paisaje.

AGENTES GEOLÒGICOS EXTERNOS

Los procesos que realizan son: meteorización, erosión, transporte y sedimentación

METEORIZACIÓN• La meteorización es la alteración de una roca por la acción de la

atmósfera, la hidrosfera o los seres vivos. • Esta alteración se produce en el mismo lugar donde ha aflorado a

la superficie, sin que se produzca transporte de materiales. • Si hubiera desgaste de la roca y fragmentos transportados a otro

lugar, hablamos de erosión. Erosión = meteorización + transporte

• Hay dos tipos:- Meteorización física: no modifica la composición de las rocas,

simplemente disgrega las rocas.- Meteorización química: modifica la composición de las rocas.

Meteorización física o mecánica

GELIFRACCIÓN(por acción del hielo-deshielo)

CANCHALES O PEDRIZAS

Meteorización física o mecánica

TERMOCLASTIA(por dilatación

diferencial)

HALOCLASTIA: es la ruptura de la roca debido a un proceso de crecimiento de cristales de sales.

Meteorización de una roca

Descascarillado de un bloque de gneis, gracias a procesos de meteorización mecánica y química combinados.

Meteorización física o mecánicaPOR ESFUERZOS TECTÓNICOS:• Pueden actuar de forma compresiva, originando:

Pliegues Fallas inversas

• Pueden actuar de forma distensiva originando. Fallas normales (fracturas de distensión)

PLIEGUES

FALLAS

DIACLASAS

Meteorización química• Cuando se producen cambios en la composición química

de las rocas. Los principales agentes que producen estas alteraciones son: – el agua– el oxígeno– el dióxido de carbono

• Y los procesos que provocan estos agentes pueden ser:– Disoluciones– Procesos de oxidación-reducción– Carbonataciones– Hidrólisis– Hidrataciones

• Disolución: el agua disuelve minerales de las rocas salinas como la halita [NaCl] o el yeso [Ca (SO4).2H2O]

• Procesos de oxidación-reducción: cuando el oxígeno o el hidrógeno se unen a minerales o rocas con elementos metálicos

Oxidación: pérdida de electrones. Se debe a la acción del oxígeno. Por ejemplo, cuando el Fe de la magnetita (Fe4O4) se oxida, se transforma en oligisto [Fe2O2] o limonita [FeO (OH)]

Reducción: ganancia de electrones. Se debe a la acción del hidrógeno. Por ejemplo, la magnetita se transforma en pirita (FeS2) por la acción del H2S (ácido sulfhídrico)

Meteorización química

• Carbonatación: por disolución de la caliza debido a la presencia de ácido carbónico, según la reacción siguiente:

• Hidrólisis: por acción del OH- y H+ procedentes de la disociación del agua. Por ejemplo, la transformación de silicatos en arcillas por acción del agua:

2 AlKSi3O8 + 2H2O AlSi2O5(OH)4 + K2O + 4SiO2

(ortosa) (arcilla)

• Hidratación: el agua se introduce en la estructura mineral. Por ejemplo, las arcillas cuando se hidratan, además aumentan de volumen.

Meteorización química

CO3Ca + CO2 + H2O Ca(CO3H)2

Carbonato cálcico(insoluble)

Bicarbonato cálcico(soluble)

Los berrocales (caos de bolas) graníticos se forman por la actuación sucesiva de la meteorización mecánica (por esfuerzos tectónicos compresivos y posterior erosión y descompresión del terreno) y química (por hidrólisis). Posteriormente se erosiona lo que lo cubre y las arenas que hay entre los bloques. Ejemplos de este tipo de paisaje lo encontramos en La Pedriza (Madrid) y en Los Barruecos (Cáceres).

Meteorización biológica

Meteorización biológica

Arrecife costero

Arrecife de barrera

Arrecife de barrera

Atolón

EROSIÓN• Si las rocas meteorizadas son transportadas a otro lugar, el

proceso se llama erosión (o denudación)

Erosión = Meteorización + transporte

• El modelado del relieve depende del agente que actue, del tipo de roca y del relieve existente.

• Cada agente geológico erosiona de modo diferente produciendo un modelado característico. La erosión puede ser :

Abrasión: cuando el desgaste de las rocas es homogéneoCorrosión: cuando el desgaste de las rocas es selectivo

Tipos generales de erosión

Abrasión (glaciar) Corrosión (eólica)

TRANSPORTE• Traslado de los materiales disgregados de un lugar a

otro.• Depende:

– Del agente geológico que actúe– De las características de los materiales

• Los materiales se desgastan durante el transporte, pudiendo quedar:– Redondeados (cantos rodados)– Aplastados– Pulidos– Estriados– Seleccionados por densidades o tamaños en las

cuencas sedimentarias

Principales agentes de transporte

• VIENTO, puede transportar los materiales, según su tamaño, por:• Reptación (deslizamiento) o rodadura, a ras de suelo, material

pesado

• Saltación, material más ligero.• Suspensión, polvo y pequeñas partículas, flotando en el aire.

Aguas superficialesIncluyen aguas salvajes, torrentes y ríosLa carga o conjunto de materiales que arrastra el agua, puede ir por:

• Disolución• Suspensión• Fondo (rodadura, arrastre y saltación)

El agua líquida selecciona muy bien los materiales a transportar

Saltación de partículas provocadas por la lluvia.

Rodadura

Saltación

Disolución

Suspensión

Saltación

Reptación

RodaduraReptación

Principales agentes de transporte

Reptación, arrastre o rodadura: los más grandes, en contacto con el lecho del río.Saltación: menos pesados.Suspensión: de pequeño tamaño, en el seno del aguaFlotación: sobre el aguaDisolución: los materiales viajan como iones en el seno del agua.

Formas de transporte

El agua pule las partículas cuando viajan sobre un lecho; cuando las partículas saltan por el viento se pulen; los materiales que transportan los glaciares en el lecho quedan estriados

El agua líquida selecciona muy bien los materiales a transportar

Principales agentes de transporte

El marActúa como el agua de los ríos, gracias a olas, corrientes y mareas

GlaciaresEl hielo arrastra cualquier tipo de material, sin seleccionar: morrenas, bloques erráticos, tillitas…

• Arrastrándolos sobre la superficie del terreno, bajo el hielo (arrastre)

• Englobados en el hielo (suspensión)• Sobre el lecho del hielo (suspensión)• En el frente del glaciar (formarán la morrena frontal)• En los márgenes del glaciar (formarán las morrenas

laterales)

• GRAVEDAD, transporta los materiales por:

– Deslizamiento, cuando los relieves son en cuesta. Si el deslizamiento es lento, se llama flujo; si se realiza mediante pequeños movimientos de ascenso y descenso, se denomina creeps o reptación.

– Cuando el transporte se realiza sin estar en contacto con el sustrato, se denominan desplomes, desprendimientos o vuelcos.

Principales agentes de transporte

Procesos gravitacionales

Actúa directamente la gravedad, sin agentes intermediarios

DESPRENDIMIENTO DESLIZAMIENTO

FLUJO REPTACIÓN

SEDIMENTACIÓN

Los sedimentos son acumulaciones de material sólido en la superficie de la litosfera. Estas acumulaciones son la materia prima para la formación de las

rocas sedimentarias.

¿Cómo se originan los sedimentos?

SEDIMENTOS DETRÍTICOS O TERRÍGENOS: formados por minerales y/o fragmentos de rocas (CLASTOS o DETRITOS) Las características que se utilizan para describir los sedimentos detríticos son:

Tamaño. Granulometría Forma:

TIPOS DE SEDIMENTOS

Selección. Si los clastos tienen el mismo tamaño

SEDIMENTOS QUÍMICOS (NO DETRÍTICOS): formados a partir de los materiales que fueron transportados disueltos, y que fueron depositados por precipitación química o bioquímica. Se puede producir debido a sobresaturación, cambios en el pH.Los sedimentos químicos dan lugar a las rocas de precipitación química.

SEDIMENTACIÓN

• Durante la sedimentación los materiales se acumulan en capas superpuestas llamadas estratos. Las características de estos estratos dependen de la modalidad de transporte y del tipo de sedimentación.

• Tipos de sedimentación:– Deposición– Decantación– Precipitación

La sedimentación es el proceso de deposición, en las cuencas de sedimentación de los materiales

transportados por los agentes externos. Se produce cuando el agente de transporte pierde energía.

TIPOS DE SEDIMENTACIÓN

• DEPOSICIÓN: de materiales de gran tamaño, los que son transportados por rodadura, arrastre o saltación. La deposición puede ocurrir cuando se cambia de un régimen turbulento a un régimen laminar, o cuando el medio de transporte disminuye su velocidad.

• DECANTACIÓN: de materiales de tamaño medio, que son transportados en suspensión. Se decantan cuando la fuerza de la gravedad es mayor que la fuerza que los mantiene en el seno del agente de transporte.

• PRECIPITACIÓN: de materiales que se transportan disueltos, cuando disminuye la solubilidad. Suele estar causado por la evaporación de agua (en zonas de altas temperaturas) o por la actividad de los seres vivos (como en los precipitados de CaCO3).

LOS AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Los ambientes sedimentarios se clasifican en: CONTINENTALES: glaciares, eólicos, fluviales, lacustres y kársticos. DE TRANSICIÓN: playas, albuferas, deltas, estuarios y arrecifes. MARINOS: plataforma continental, borde del talud y fondos

oceánicos.

Los ambientes o medios sedimentarios son zonas de la superficie de terrestre en las que tiene lugar la acumulación de sedimentos y que

poseen determinadas características físicas, químicas o biológicas que los distinguen.

DEPÓSITOS GLACIARES (CONTINENTALES)

• Materiales desordenados, poco seleccionados, de tamaño muy variable y de cantos angulosos (till)

• Los depósitos se acumulan en forma de morrenas (frontales, laterales, centrales, de fondo).

• Causados por el viento, que forma depósitos de arenas y limos.• Las arenas transportadas por el viento pueden formar grandes

llanuras, en las que se originan montículos de gran tamaño: dunas, sobre las que se forman pequeñas rizaduras: ripples.

• Los limos pueden cubrir grandes extensiones, muy fértiles llamadas loess.

DEPÓSITOS EÓLICOS (CONTINENTALES)

DUNAS RIPPLES

DEPÓSITOS EÓLICOS: DUNAS Y RIPPLE-MARKS

DEPÓSITOS EÓLICOS: LOESS

LOESS

DEPÓSITOS FLUVIALES (CONTINENTALES)

• Producidos por ríos y torrentes.• Los depósitos son de tipo

detrítico y también pueden ser sedimentos químicos y orgánicos.

• El tamaño de los materiales depende de la roca madre, de la velocidad de la corriente y de la fangosidad.

• Se pueden encontrar en el lecho del río, a ambos lados del cauce formando terrazas, o en la boca de los barrancos formando abanicos fluviales.

ABANICOS FLUVIALES

DEPÓSITOS FLUVIALES: TERRAZAS FLUVIALES

Los lagos pueden contener sedimentos:Orgánicos, producidos por restos de animales y vegetales.Químicos, debidos a la evaporación de las aguas y la precipitación de sales.Detríticos, procedentes de ríos y aguas salvajes que desembocan en los lagos.

DEPÓSITOS LACUSTRES (CONTINENTALES)

Columna tipo de un depósito lacustre.

El Cerro de los Siete Colores es uno de los cerros que bordea la Quebrada de Purmamarca, en la provincia argentina de Jujuy. Su peculiar gama de colores (ocres, púrpuras, amarillos, naranjas y rosados) es producto de una compleja historia geológica que incluye sedimentos marinos, lacustres y fluviales elevados por los movimientos tectónicos, originado hace 75 millones de años.

DEPÓSITOS LACUSTRES (CONTINENTALES)

• Formados por procesos de carbonatación en zonas de rocas calizas.• Las aguas ácidas producen disoluciones generando cuevas y galerías.• Se forman depósitos de arcillas residuales (materiales insolubles mezclados con

los carbonatos solubles).• Si las condiciones son favorables se forman estalactitas y estalagmitas

DEPÓSITOS KÁRSTICOS (CONTINENTALES)

DEPÓSITOS KÁRSTICOS (CONTINENTALES)

ESTUARIOS (DE TRANSICIÓN)

Producidos en la desembocadura de ríos en mares con grandes corrientes y así erosionar la desembocadura del río.

• Formados por materiales transportados por los ríos y depositados en la desembocadura, que se acumulan porque el mar no tiene suficiente energía para arrastrarlos.

DELTAS (DE TRANSICIÓN)

• Los depósitos fluviales (arenosos) están intercalados con depósitos marinos (calcáreos).

• En los deltas se acumulan además muchos restos vegetales.

• Lagos separados del mar por una barra de tierra.

• Los depósitos que se forman son de material fino (arenas) y están surcados por canales de marea

ALBUFERAS (DE TRANSICIÓN)

• Formadas por una franja de sedimentos que ocupan el límite entre las aguas del mar y el continente.

• Los sedimentos son arenas de origen continental y restos de conchas marinas. Estos depósitos están constantemente siendo removidos por las olas, las corrientes y las mareas.

• En la parte sumergida se forman barras y cordones litorales.

• En la parte emergida se forman dunas por acción del viento

PLAYAS (DE TRANSICIÓN)

PLAYAS (DE TRANSICIÓN)

BARRAS LITORALES DUNAS DE PLAYA

CORDONES LITORALES

• Construcciones formadas por esqueletos de pólipos. Los depósitos son de tipo calcáreo y puede sufrir recristalización, perdiendo la forma orgánica.

• Se generan en aguas cálidas, oxigenadas y limpias.• Además de arrecifes costeros, pueden existir, barreras coralinas

alejadas de la línea de costa y atolones asentados sobre islas volcánicas.

ARRECIFES (DE TRANSICIÓN)

ARRECIFES (DE TRANSICIÓN)

BARRERA CORALINA

ATOLÓN

En las plataformas continentales se acumulan sobre todo materiales calcáreos, arcillas y otros materiales procedentes del continente.

DE PLATAFORMA (MARINOS)

• Los sedimentos caen por gravedad debido a la fuerte pendiente y se acumulan en el borde del talud, donde se forman depósitos de gran potencia.

• Alternan materiales arcillosos y calcáreos

BORDE DE TALUD (MARINOS)

• Con pocos sedimentos, de procedencia exclusivamente marina.• Depósitos de materiales salinos y orgánicos.• El grosor de los sedimentos disminuye conforme nos alejamos del

continente.

FONDOS OCEÁNICOS (MARINOS)

DIAGÉNESIS

Los cambios se producen tanto en los minerales, como en los espacios que quedan entre éstos (espacios intersticiales), debido a:

La presión (bajas presiones)

La temperatura (bajas temperaturas)

La actividad metabólica de los seres vivos

Cambios en el pH

Cambios en el potencial de óxido-reducción

Se denomina diagénesis o litificación al conjunto de transformaciones físicas, químicas y biológicas que se

producen en los sedimentos, durante y después del enterramiento, y cuya consecuencia es la transformación en

roca sedimentaria.

Región de estabilidad de la diagénesis considerando la

temperatura, la profundidad y la presión.

Procesos de la diagénesis

Compactación: las capas superiores de sedimentos comprimen a las inferiores Disminuyen los espacios entre granos, el volumen y el espesor general de la capa y se expulsa agua y aire. Las condiciones cambian de oxidantes a reductoras

Cementación: el agua circulante por los poros lleva sustancias que precipitan (CO3Ca, SiO2, FeO, SO4Ca), rellenándose el espacio entre los granos con un “cemento”. Las partículas del sedimento quedan unidas por este cemento

Disolución: ciertos minerales pueden ser disueltos por el agua circulante, creándose nuevos espacios entre los granos, ocurren también procesos de intercambio iónico entre el sedimento y las disoluciones que lo recorren, y procesos de oxidación y reducción

Reemplazamiento (Autigénesis): cambio de unos minerales por otros a causa de ciertas reacciones entre las sustancias del sedimento, los nuevos minerales son más estables en las nuevas condiciones físico-químicas

Recristalización: de ciertos minerales, que se convierten en otros de igual composición química pero diferente forma y/o tamaño

Tras la diagénesis, en una roca sedimentaria (principalmente en las detríticas) se pueden distinguir los siguientes componentes:Esqueleto: conjunto de partículas o granos de mayor tamaño, que constituyen el “armazón” de la roca.Matriz: formada por las partículas más finas, que rellenan los huecos existentes entre las grandes partículas.Cemento: sustancia de unión entre esqueleto y matriz, es el material que precipita entre los granos, a partir de las disoluciones de los espacios intersticiales.

Resultado de la diagénesis

• Estratificación: como proceden de estratos, suelen disponerse en capas o estratos (es un cuerpo rocoso con forma plana formado por rocas sedimentarias y separado de los adyacentes por dos superficies de mínima cohesión, que se denominan planos de estratificación).

Características principales de las rocas sedimentarias

Los estratos se pueden datar a partir de los fósiles que contienen, sobre todo a partir de los fósiles-guía: organismos especiales que existen durante un corto periodo de tiempo y que han tenido una gran expansión geográfica.

• Estructura: presentan estructuras muy variadas, según cómo se hallan originado (laminadas, rizadas, de estratificación cruzada, con granoselección, etc.)

• Textura: es el ordenamiento interno, o sea, la disposición, forma y tamaño de sus componentes, que pueden ser:

– Clásticos: fragmentos de minerales o rocas (rocas detríticas)

– No clásticos: formados por precipitación o evaporación (rocas de neoformación).

• Composición: está relacionada con las condiciones en las que se ha formado.

Características principales de las rocas sedimentarias

A) DETRÍTICAS:Formadas por acumulación de sedimentos detríticos. Se clasifican según el tamaño

de los sedimentos: CONGLOMERADOS: de grano grande, pueden ser:

PUDINGAS: cuando los cantos son redondeados. BRECHAS: cuando los cantos son angulosos.

ARENISCAS: de grano medio, rocas formadas por arenas compactadas (ortocuarcitas, molasas, arcosas, grauvacas)

ARCILLAS: de grano fino, rocas formadas por compactación de arcillas y limos (limolitas, argilitas, pizarras arcillosas, margas, loess)

Clasificación de las rocas sedimentarias

CONGLOMERADOS: clastos > 2 mm

ARENISCAS: clastos 2-1/16 mm

ARCILLAS: clastos < 1/16 mm

DET

RÍT

ICA

S

B) NO DETRÍTICAS ORGANÓGENAS: Formadas por acumulación de restos de seres vivos. DE ORÍGEN VEGETAL: carbones, formados por restos vegetales que han sufrido

procesos de transformación bacteriana en condiciones reductoras. Según su riqueza en carbono se clasifican en: antracita, hulla, lignito y turba.

DE ORÍGEN ANIMAL: petróleo, formado a partir de plancton marino. Roca líquidaPlancton Sapropel Kerógeno PETRÓLEO

Clasificación de las rocas sedimentarias

Características y génesis de la turba, el lignito y la hulla.

DE RESTOS ORGÁNICOS VARIADOS: según la naturaleza de los restos orgánicos se pueden generar rocas silíceas (diatomitas, radiolaritas, espongiolitas) carbonatadas (calizas coralinas, foraminíferas, braquiopódicas, etc.) o fosfatadas (fosforitas)

OR

GA

NÓ

GEN

AS

Silíceas: formadas por acumulación de esqueletos de protistas unicelulares marinos

Calizas bioquímicas: formadas por acumulación de esqueletos calcáreos

de corales o moluscos (conchas)

Carbones y petróleo: formados por descomposición de restos vegetales terrestres

(carbón) o de plancton marino (petróleo)

C) NO DETRÍTICAS QUÍMICAS O BIOQUÍMICAS:Formadas por reacciones químicas de precipitación o por precipitación de

sustancias favorecida por la acción de seres vivos. FOSFÁTICAS: por precipitación de sales fosfatadas procedentes de la

disolución de esqueletos, coprolitos y/o guano. (fosforitas). SILÍCEAS: formadas por cuarzo (sílex o pedernal, calcedonia, ópalo,

travertino) CARBONATADAS: por precipitación de carbonatos de:

Calcio: CALIZAS (oolítica, pisolítica, litográfica, travertino, caliche) Calcio y magnesio: DOLOMÍAS

FERRUGINOSAS Y ALUMÍNICAS: precipitación de materiales de hierro y aluminio: bauxita, limonita, hematites.

EVAPORITAS: por evaporación y precipitación de sales de Ca, Cl, Na, K o Mg: halita, silvina, carnalita, yeso, anhidrita.

Clasificación de las rocas sedimentarias

Carbonatadas: compuestas de carbonatos

QU

ÍMIC

AS

Evaporitas: formadas por evaporación y precipitación en mares

cálidos poco profundos

Ferruginosas: formadas por óxidos o hidróxidos de Fe

C) NO DETRÍTICAS QUÍMICAS O BIOQUÍMICAS:

Clasificación de las rocas sedimentarias

Utilidad de las rocas sedimentarias