CONCEPTOS GEOMORFOLOGIA

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30/08/2009 1 UNIDAD 2 - GEOMORFOLOGIA DINAMICA • Agentes y procesos geomorfológicos. Acciones elementales: meteorización, erosión, transporte y depositación. Factores condicionantes en los procesos geomorfológicos: clima, litología y tectónica. • Meteorización y erosión. Tipos de formas resultantes de ambos procesos. Agentes de erosión. Factores que controlan la erosión. Mecánica del proceso erosivo. • Métodos de estudio y evaluación de la erosión. Geomorfología Dinámica -1 Geometría (forma) = f (estructura, proceso, tiempo). Geomorfología dinámica: análisis de causas y cuantificación de procesos . Estudia todos los agentes de modelados y sus diferentes formas de actuación (procesos morfogenéticos), sin tener en cuenta las combinaciones regionales. Geomorfología climática: análisis de las relaciones ambientales y la distribución de dichos procesos según contextos climáticos. 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 ámbitos concretos y en función de las características climáticas que ahí se den. EJ: SISTEMA MORFOCLIMÁTICO (SM) = Conjunto de agentes y procesos que actúan en cada una de las zonas climáticas. Cada SM presenta un agente dominante y característico del mismo. Ej.: Templado-húmedo = dominio de los grandes ríos y cuencas hidrológicas; Árido y semi-árido = escorrentías esporádicas, viento; Geomorfología estructural: Se ocupa de los aspectos estructurales y los relieves en los que la constitución litológica y composición se manifiestan como acciones dominantes. EJ: SISTEMA MORFOGENÉTICO = cuando se considera también el papel en el relieve de la morfoestructuray la litología. Implica: una localización geográfica concreta y una evolución cronológica determinada. Los planteamientos realizados luego de Davis se concretaron en tres áreas bien definidas: Geomorfología Dinámica -2 Morfogénesis = proceso complejo que depende de la interacción dinámica entre agentes y materiales geológicos. Geoforma depende de un Proceso y este de un Agente + Acción. Agentes y procesos geomorfológicos -1

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CONCEPTOS GEOMORFOLOGIA

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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)

    -

    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.