Meteorización

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Procesos de Meteorización

La meteorización es la respuesta de los materiales geológicos al entorno (físico, químico y biológico) en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Esta respuesta suele traducirse en una reducción del tamaño de los materiales meteorizados; algunos pueden llegar a ser tan diminutos como los iones en solución.

Tipos

Los agentes y energías que activan los procesos de meteorización y los productos resultantes se han clasificado tradicionalmente como de tipo físico y químico.Entre las Líneas En la meteorización física clásica, los materiales rocosos se rompen por acción de fuerzas mecánicas en fragmentos más pequeños sin que cambie la composición química, mientras que en la meteorización química el proceso se caracteriza por el cambio de la composición química.Entre las Líneas En la práctica, los dos procesos suelen solaparse, de forma casi inseparable. Por ejemplo, la disminución del tamaño de las partículas facilita la reactividad química, y el aumento del volumen de los productos durante la reacción química puede desintegrar físicamente los reactivos.

En términos generales, los entornos de meteorización y el conjunto de productos de cada uno de ellos pueden clasificarse en función del clima, como desierto, ártico o selva tropical.Entre las Líneas En los climas fríos y secos, predomina la meteorización física y produce angulosidad tanto en las partículas de roca como en las formas superficiales del terreno.Entre las Líneas En los climas cálidos y húmedos, la meteorización química y bioquímica produce masas rocosas redondeadas y compuestos minerales hidratados y oxidados que pueden desarrollarse a gran profundidad.

Agentes

Dentro de cada entorno, se pueden reconocer agentes específicos de meteorización y correlacionarlos con los tipos de efectos que producen. Los agentes importantes de la meteorización son el agua en todos los casos superficiales (lluvia, suelo y aguas subterráneas, arroyos y océano); la atmósfera (H2O, O2, CO2, viento); la temperatura (ambiental y cambiante, especialmente en el punto de congelación del agua); la insolación (en grandes superficies desnudas); el hielo (en el suelo y los glaciares); la gravedad; las plantas (bacterias y macroformas); los animales (micro y macro, incluidos los humanos). Las modificaciones humanas de la intemperie geológica, que han aumentado exponencialmente durante los últimos siglos, incluyen la construcción, la labranza, la tala de árboles, el uso del fuego, la industria químicamente activa (humos, efluentes líquidos y sólidos) y la manipulación de los sistemas de agua geológicos.

Productos

Los productos de la meteorización física incluyen masas rocosas articuladas (horizontales y verticales), gránulos desintegrados, suelos y rocas superficiales erosionados por las heladas, y flujos de roca y suelo.

Los productos de la meteorización química incluyen muchos que han sido ampliamente adaptados a importantes usos económicos y tecnológicos. Entre estos productos se encuentran el suelo y las arcillas utilizadas en la fabricación de productos cerámicos estructurales, artículos blancos, refractarios, diversas cargas y revestimientos de papel, cemento portland, absorbentes y vanadio. Son los productos relativamente insolubles de la meteorización; característicamente se presentan en arcillas, limos y pizarras. Las partículas del tamaño de la arena resultantes de la meteorización física y química pueden acumularse como areniscas.

Tras la precipitación, los productos relativamente solubles de la meteorización química dan lugar a productos y rocas como la caliza, el yeso, la sal gema, el sílice y los compuestos de fosfato y potasio útiles como fertilizantes.

Los productos de la meteorización que se presentan en tamaños coloidales, también importantes cualitativa y cuantitativamente, se incluyen en los listados anteriores.

Procesos de meteorización química

Las reacciones químicas en las que intervienen el agua y el O2 y CO2 gaseosos son probablemente los procesos de meteorización más importantes o abundantes en la Tierra. Por el contrario, en la Luna, que carece de dicha atmósfera, no hay esencialmente hidratación, oxidación o carbonatación. La disolución acuosa de rocas y minerales es probablemente el proceso más simple o sencillo de meteorización química. La solución elimina rápidamente la sal de roca (NaCl) y el yeso (CaSO4 – 2H2O), pero corroe más lentamente las rocas de carbonato, silicato y óxido.

Hidrólisis

El agua disuelve el O2 y el CO2 del aire (posiblemente 10 veces más el CO2 de la atmósfera del suelo), lo que le permite oxidar y carbonatar, así como hidrolizar las rocas susceptibles a esas reacciones. Por ejemplo, el Fe de los minerales de silicato se oxida a Fe2O3, eliminando así el Fe de la estructura del silicato y alterando esa red y haciéndola más vulnerable a una mayor descomposición. El agua que se oxida reacciona con los sulfuros metálicos para producir los diversos ácidos que contienen azufre, entre ellos el ácido sulfúrico, que es un potente reactivo de meteorización en sí mismo. Los componentes metálicos de los sulfuros originales suelen convertirse en hidróxidos u óxidos. Los humos que contienen SO2, Cl2 o F2 procedentes de la combustión del carbón, de las fundiciones o de los hornos industriales se combinan generalmente a favor del viento con el vapor de agua (humedad), la lluvia, la niebla o el rocío para formar ácidos eficaces para la meteorización.

La disolución acuosa del CO2 produce ácido carbónico, que tiene propiedades ácidas y complejantes (carbonato). La dolomía y la caliza se disuelven rápidamente como bicarbonatos de Ca y Mg en el ácido carbónico, lo que puede producir sumideros topográficos, cuevas y otras características kársticas, además de rebajar la superficie de esas rocas por la erosión. El flujo turbulento y rápido del agua sobre las rocas carbonatadas aumenta notablemente la velocidad de disolución. El cuarzo, el chert, la arcilla o los óxidos de hierro menos solubles contenidos en la caliza en disolución quedan atrás. Los monumentos y otras estructuras compuestas de piedra caliza y mármol son atacados de forma similar.

Las rocas de silicato son atacadas principalmente por hidrólisis en una reacción general. Así, se forman, por hidrólisis, hidróxidos de metales alcalinos solubles, sílice soluble (la distribución iónica depende del pH), y mineral de arcilla relativamente insoluble (o zeolita), o menos comúnmente, alúmina hidratada. Si la hidrólisis tiene lugar a un pH de 9,5 o superior, tanto la sílice como la alúmina serán relativamente solubles y móviles. Pueden entonces separarse y formar bauxita (Al2O3 – nH2O).Entre las Líneas En condiciones más ácidas, se forman minerales de arcilla.

La adición de iones de hidrógeno al sistema de hidrolización aumenta la velocidad de reacción. El ácido carbónico, formado cuando el dióxido de carbono del aire y del suelo se disuelve en el agua, es una fuente de iones de hidrógeno que aceleran la reacción. Los ácidos orgánicos (húmicos) y otros participan en la hidrólisis. Los ácidos orgánicos fuertemente acomplejantes pueden movilizar (acomplejar) en solución el Al más eficazmente que el Si de los minerales de silicato de Al. La solubilización en y la precipitación a partir de soluciones orgánicas son por tanto sensibles tanto al Eh, el potencial de oxidación, como al pH. Otra fuente importante de iones de hidrógeno es su producción en la atmósfera iónica alrededor de las raíces de las plantas en crecimiento. Durante el crecimiento y el metabolismo de las plantas, se generan iones de hidrógeno. Estos son intercambiados por las raíces por cationes nutrientes (K+, Ca2+, Mg2+) presentes en los coloides de arcilla y las rocas cercanas. Así, el proceso de nutrición de las plantas es simultáneamente un proceso de meteorización de las rocas. Por lo tanto, la energía que impulsa el crecimiento de las plantas y que se deriva indirectamente del Sol también proporciona parte de la energía para la meteorización de las rocas.

Actividad de las plantas

Las plantas primitivas en su desarrollo parecen poseer una mayor energía de intercambio de cationes que las más avanzadas. Los líquenes obtienen los cationes nutritivos de la roca fresca sin suelo intermedio. Es difícil evaluar cuantitativamente el grado en que las bacterias del suelo, y las que recubren los intersticios entre los granos minerales, llevan a cabo la meteorización química de las rocas, pero algunos edafólogos consideran que las bacterias son un agente importante. Véase también: Microbiología del suelo

Las raíces de las macroplantas pueden absorber nutrientes del suelo adyacente cuando la energía media de unión libre de la raíz supera la energía de unión cristalina de las energías medias de unión libre de los minerales de la arcilla o de las sustancias orgánicas por las que retienen los iones nutrientes individuales en los sistemas poliiónicos del suelo. Por lo tanto, la nutrición de las plantas y la actividad de la agricultura ocupan una posición intermedia en la secuencia de meteorización entre los minerales frescos que forman la roca y los productos “finales” de la meteorización intensamente meteorizados. Las sustancias orgánicas quelantes extraen los cationes de las rocas, llevando a cabo su descomposición. La meteorización parcial hace que los componentes de la roca estén más disponibles para las plantas, pero la meteorización prolongada elimina los materiales nutritivos por completo.

Resultados de la meteorización química

Como muestra la reacción de hidrólisis, los productos de la misma pueden agruparse a grandes rasgos en categorías relativamente solubles y relativamente insolubles. El destino final de los productos solubles es el océano, donde se concentran en solución o se eliminan por precipitación. El potasio liberado en solución por la meteorización, aunque es tan soluble como el sodio, es más fuertemente absorbido por los minerales de la arcilla y puede fijarse en los cristales de la mica hidrogenada. Por tanto, el potasio disuelto es menos abundante que el sodio en el agua de mar. El magnesio puede estar incorporado en las variedades cloríticas de los minerales arcillosos. Véase también: Minerales de arcilla

Los productos de meteorización más abundantes de las rocas de silicato son los minerales de arcilla. La meteorización (hidrólisis) que tiene lugar en un entorno en el que se acumulan altas concentraciones de calcio, magnesio y hierro (especialmente ferroso) tiende a producir el grupo de arcillas esmectita. Esta alta concentración de iones se produce cuando la evaporación supera a la precipitación, el drenaje de las aguas subterráneas es pobre o la hidrólisis es rápida (como en la meteorización del polvo volcánico). El grupo de minerales de arcilla del caolín se desarrolla donde la precipitación supera la evaporación y la lixiviación es intensa. La oxidación del hierro es entonces normalmente elevada.Entre las Líneas En condiciones de lixiviación muy drástica y de humectación continua de las rocas, como en una selva tropical, la sílice y la mayoría de los cationes se disuelven, dejando óxidos hidratados de alúmina y hierro férrico (bauxita y laterita). Las soluciones de aguas subterráneas ascendentes pueden transportar Al y Fe hacia arriba y, debido a la evaporación u oxidación de complejos orgánicos, dejar depósitos de ambos en el subsuelo tropical. Una elevada relación K+/H+ en el sistema de meteorización acuosa de los silicatos de Al da lugar al mineral de arcilla illita (K-mica desordenada). Los procesos de meteorización alcanzan aparentemente un estado de casi equilibrio con respecto a la caolinita o la esmectita en entornos como los que prevalecieron donde se formaron gruesos y valiosos depósitos de las arcillas.Entre las Líneas En cambio, la meteorización expuesta en superficie de cantos rodados y afloramientos arroja productos muy variados y cambiantes, compuestos cuasi-minerales y restos de roca.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Los minerales arcillosos, aunque son productos relativamente estables de la meteorización en un entorno, pueden descomponerse si se someten a una lixiviación más drástica en otro entorno mediante procesos de eliminación de cationes intercambiables, del potasio más fijado de la illita (mica hidrosa) y posiblemente de la sílice. Se dice que los minerales de arcilla se degradan cuando sus estructuras se destruyen parcialmente. Las arcillas totalmente desilicadas se convierten en bauxita o laterita. Véase también: Bauxita; Laterita

Datos verificados por: Thompson
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Recursos

Notas y Referencias

Véase También

Procesos eólicos – Procesos debidos a la actividad del viento
Biorhexistasia
Endurecimiento de las rocas
Descomposición – Proceso en el que las sustancias orgánicas se descomponen en materia orgánica más simple
Cámara ambiental
Eluvium
Erosión
Halo de meteorización
Reptación
Granito exfoliante – Piel del granito que se desprende como una cebolla (descamación) a causa de la meteorización
Factores de intemperismo polimérico
Meteorización
Pedogénesis – Proceso de formación del suelo
Meteorización inversa
Función de producción del suelo
Meteorización espacial
Intemperismo esferoidal – Forma de intemperismo químico que afecta a la roca madre articulada
Intemperismo de los polímeros – Degradación controlada de polímeros y revestimientos de polímeros
Acero resistente a la intemperie – Grupo de aleaciones de acero diseñadas para formar un acabado similar al óxido cuando se exponen a la intemperie
Geografía física, Ciencias de la Tierra
Astronomía, Ciencia Planetaria, Espacio Exterior, Historia de la Astronomía, Sistema Solar

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