Apuntes del curso de geomorfología unidad 1: conceptos básicos



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APUNTES DEL CURSO DE GEOMORFOLOGÍA
UNIDAD 1: CONCEPTOS BÁSICOS

INTRODUCCIÓN

El estudio sistemático de las formas de relieve de la tierra se denomina geomorfología que proviene de las raíces griegas: geo = tierra, morphe = forma y logia = ciencia; pero bien puede llamarse “el estudio del relieve”.


Una definición de geomorfología puede ser la siguiente: La geomorfología es la ciencia que estudia las formas de la superficie terrestre y sus orígenes. Las formas del paisaje para ser mejor entendimiento tienen que dividirse en clases o grupos que incluyen a todas aquellas formas que son similares tanto en forma externa como en origen.
La geología física nos enseña que sobre las formas terrestres externas actúan diferentes procesos, estos procesos se dividen básicamente en dos grupos: los procesos endógenos y los procesos exógenos.
Los procesos endógenos trabajan desde el interior de la tierra. Ellos deforman la corteza y tienen una influencia importante sobre la forma del moldeado de la superficie. A ellos pertenecen la formación de montañas, los terremotos y el volcanismo.
Los procesos exógenos que son los más dinámicos actúan directamente en la superficie terrestre o desde el exterior de la tierra. A ellos pertenecen las fuerzas del agua, hielo, viento, gravedad y trabajo del hombre cuya presencia actúa sobre las formas terrestres. Los procesos exógenos se relacionan con la geografía física, sobretodo por la influencia de las variaciones del clima en estos procesos.
La geomorfología se desarrollo en primer lugar en una forma descriptiva. Se clasifico la superficie en tipos de paisajes y describió las formas del mismo sin que se profundice en la morfo-génesis.
Posteriormente se trato también de dar una explicación para las formas actuales. La metodología se baso principalmente sobre el principio del actualismo. Para tal estudio se observa los procesos que actúan sobre la superficie terrestre así como los paisajes resultantes. En base de estas observaciones se trata de reconstruir la historia de todos los procesos que han actuado sobre la superficie terrestre para obtener una imagen completa sobre la morfo-génesis.
Hoy día se ha dado a la geomorfología una base mucho más científica los procesos ya no se tratan únicamente de una forma cualitativa sino también cuantitativa. Además se acude en forma más intensiva a las otras ciencias de la tierra como la geología, edafología, mecánica de suelos, geología aplicada, neotectónica etc. para llegar a conclusiones más acertadas respecto al desarrollo de los procesos. En el presente estado de conocimiento se ha llegado a la posibilidad de proyectar al desarrollo de los procesos actuales hacia el futuro y predecir el peligro de la ocurrencia de ciertos procesos, sobretodo aquellos relacionados con los cambios en el medio ambiente.
En el cuadro 1 se sintetiza la relación del estudio de los paisajes con los procesos naturales de su formación.
CUADRO 1. Relación del estudio de paisajes y los procesos que los forman

PAISAJE

PROCESOS QUE LO FORMAN


Fluvial

Glacial

Gravitacional

Eólico

Litoral


Variaciones climáticas y precipitaciones.

Variaciones de clima, glaciación

Desarrollo de corrientes de aire y zonas áridas.

Variación climática y la fuerza de la gravedad.

Fuerza de corrientes de aire y variaciones climáticas.



RELACIÓN DE LA GEOLOGÍA CON OTRAS DISCIPLINAS DE LA CIENCIA DE LA TIERRA.
La relación entre geomorfología y geología es muy clara. La morfología fluvial por ejemplo, depende directamente y en gran parte de la erosión diferencial de los distintos tipos de rocas y de la disposición espacial de las mimas. Esta situación da al geólogo al estudiar los paisajes, la posibilidad de obtener informaciones sobre la litología y las estructuras de las rocas.
¿Qué importancia tiene la geomorfología en el estudio de los suelos?. La geomorfología se relaciona estrechamente con algunos factores formantes del suelo (clima, relieve, material parental, tiempo). Esos factores formantes del suelo gobiernan a su ves los procesos de formación de suelo. Así analizando la morfología y los procesos que actúan sobre ella, se puede seleccionar áreas dentro de las cuales una parte de los factores formantes del suelo son constantes (análisis de elementos y análisis fisiográficos).
En otras disciplinas como por ejemplo la ingeniería civil, la geomorfología suministra datos de carácter práctico como condiciones de drenaje, peligro de erosión o de derrumbamiento, presencia de materiales de construcción etc. Con la ayuda de la fotointerpretación, ele estudio de los paisajes es más sencilla y la elaboración de mapas preliminares no requiere mucho tiempo. El desarrollo de la infática permite reproducir mapas geológicos de alta calidad y en tiempo relativamente corto.
Es posible por supuesto, describir todas las formaciones del paisaje tabulando sus dimensiones, forma, ángulos de pendiente y orientación sin tener en cuenta su origen y desarrollo. Esto es una aproximación empírica a las ciencias naturales. Serían necesario volúmenes enteros de cifras para dar la descripción apropiada incluso de los accidentes. Más sencillos del relieve.
Si, por otra parte, se examina cuidadosamente el desarrollo del relieve se observa que las mimas series de formas se repiten con bastante similaridad una y otra vez en la naturaleza y en lugares geográficos distintos. Para describir con claridad si el número de formas en términos de secuencias ordenadas de desarrollo, se necesita una exposición breve que indique a) la estructura de la masa de rocas subyacente, b) el proceso que modeló el relieve, y c) el estado actual de desarrollo. Una descripción así es genética porque hace hincapié en la génesis u origen. Quien oiga o lea dicha descripción, conociendo como son las formas ideales, puede situar cualquiera de ellas en su lugar adecuado dentro de la clasificación natural.
El estudio de los relieves en relación con su origen y estado de desarrollo fue introducido por el profesor William Morris Davis, de la universidad de Harvard, hacia 1890. Su influencia ha sido tan señalada que muchos geomorfólogos anglosajones siguen los esquemas básicos que el expuso y que en este curso guía se incluye:

Agentes que intervienen en el moldeado del terreno
El moldeado de la superficie terrestre resulta por el trabajo de los procesos orogénicos que levantan y deforman las rocas dejando cadenas de montañas y depresiones, (p.e. la cordillera central y oriental con el valle interandino entre ellas), y por los procesos de erosión ejercidos sobre las rocas levantadas y posterior depositación del material erosionando en otros sitios. La manera como se desarrollan estos procesos de erosión depende principalmente de dos factores.
1 Factores estructurales: La importancia de los factores estructurales se manifiesta por:


  1. La erosión diferencial:


Las diferentes rocas reaccionan de maneras diferentes sobre los procesos de erosión. Ciertas rocas poseen una resistencia más grande contra la erosión que otras, lo que resultará a lo largo del tiempo que las rocas más resistentes serán menos erodadas que aquellas que no tienen la misma resistencia. Expresado esto en formas de relieve implica que las rocas más resistentes tendrán un relieve más alto o más abrupto, mientras que las rocas más blandas tendrán un relieve más suave y a menudo más bajo.


  1. Disposición de las rocas:


La disposición de las rocas dentro del paisaje determinará donde se hallan las rocas más o menos resistentes y como será la interrelación entre ellas. La disposición de las rocas depende de los procesos geológicos y tectónicos que han trabajado sobre ellas.


  1. Factores climatológicos: El clima influye directamente en los procesos de erosión. El clima (temperatura, precipitación, viento) determina la intensidad de los procesos de erosión e influye en el tipo de erosión, transporte y sedimentación, que predomina.


Así cuando queremos comprender y explicar las formas del relieve y su desarrollo, será inevitable estudiar en primer lugar algunos principios de la geología, para después referirnos a la erosión y los procesos asociados como meteorización, remoción en masa, erosión fluvial y sedimentación.
Figura 1. Clasificación de las masas

Fuente: Geografía física de Sander and
PRINCIPIOS DE LA GEOLOGÍA
La sismología es la ciencia que estudia los terremotos. El estudio de las ondas provocadas por los terremotos nos enseña mucho sobre el interior de la tierra. Considerando las diferencias en velocidad de las ondas sísmicas, se estableció la siguiente construcción de nuestro planeta. (ver tabla 1).
Cuadro de distribución de las partes componentes del planeta tierra en base a la sidología.

Zonas

Profundidad

Km.

Densidad

G/ cm 3

Velocidad de las ondas primarias

Corteza

Variable

Variable según

Composición 2, 7-3

Variable según densidad 2 7, 8

Disconti_

nuidad de Mohorovicic

Promedio 33

3,32

7, 9 –8, 1

Manto superior

984

4,64

11,42

Manto inferior Discontinuo

2898

5,66

13,64

De Oldham




9,71

8,10

Núcleo exterior

4703

11,76




Zona de transición

5154

Aprox. 14

11,23

Núcleo interior

6371

Aprox. 16





La corteza es la que nos interesa primoldialmente cuando estudiamos geología o geomorfología. Esta corteza tiene un espesor variable entre 10 y 50 Km., y está separada de las zonas interiores por una discontinuidad, que se denomina según el apellido de su descubridor, la discontinuidad de Mohorovicic.
La corteza consiste en dos unidades que difieren considerablemente en su composición. La primera unidad consta principalmente de material en donde predominan los elementos Si y Al. La densidad es aproximadamente 2,7. La segunda unidad con una densidad 2,8 – 3,0 es de una composición más básica. El silicio queda como elemento predominante, pero esa seguido en importancia por el conjunto Fe y Mg. Según la composición se conocen estas dos unidades respectivamente como SIAL y SIMA.
La corteza, ubicada bajo los océanos está constituida por una cobertura poco espesa de sedimentos, que se superponen a las rocas de composición básica definidas como el SIMA. En los continentes, la situación es más compleja. Existen regiones extensas con material de composición básica que afloran en la superficie, sin embargo, podemos decir que, las esferas más altas de los continentes se constituyen principalmente de rocas cuya composición ácida las define como SIAL.
En su totalidad se puede considerar que la corteza flota más o menos sobre el manto de la tierra según principios de isostacia, de manera a lo que ocurre con diferentes tipos de madera que tienen diferentes densidades y flotan en el agua.
Figura 2.

A disposición concéntrica del globo terrestre. La delgada envoltura negra, de espesor variable, es la corteza. E: epicentro de un sismo T1, T2, T3 : trenes de ondas sísmicas .

B. Esquema que muestra las relaciones entre las distintas partes de la corteza. Nótese como la escala de profundidades no es lineal.
En la corteza de la tierra se pueden distinguir tres tipos de rocas:


  1. Rocas ígneas, formadas por enfriamiento de material fluido llamado magma

  2. Rocas sedimentarías; formadas por sedimentación de material originado por meteorización, erosión transporte y sedimentación de precipitaciones químicas o material orgánico.

  3. Rocas metamórficas; formadas por un proceso de transformación de las rocas ígneas, metamorfismo.


Las rocas ígneas se dividen en tres grupos según su génesis:


  1. Rocas intrusivas, formadas por cristalización del magma en las partes más profundas de la corteza.

  2. Rocas extrusivas, formadas por efusión de lavas y productos piroclásticos

  3. Rocas hipabisales, formadas por cristalización relativamente cerca de la superficie terrestre.


Clasificación de las más importantes rocas plutónicas cuadro 3

Química de las rocas plutónicas.



Componente químico predominante


SiO2Libre>10%


SiO2Libre>10%


Ausencia SiO2 Libre


Ausencia de SiOLibre y minerales pobres en SiO2


Feldesp. Alkal. K-Ca



GRANITO


SIENITA





NEFELIN-SIENITA


Feldesp. Alkal. Pagioclass Na-AK



ADAMELITA Y GRANODIORITA


MONZONITA




NEFELIN & LEUCIT MONZONITA

Plagiocase Na-Ca

CUARZO-DIORITA

DIORITA y GABRO (1)







Plagioclasa Ca-Na Min. máficos







NORITA

PIROXENITA

PERIDOTITA

DUNITA etc.

(2)






  1. La diferenciación entre Diorita y Gabro se puede hacer con la composición de las Plagioclasas Na-Ca, la ocurrencia de minerales máficos ó la textura.

  2. La nomenclatura de estas rocas es según la composición de los minerales máficos y la presencia de algunas Plagioclasas.

NOTA: La clasificación dada no pretende sino orientar sobre las rocas plutónicas más importantes. Los nombres correspondientes de las rocas extructivas e hipabisales han sido omitidos en el texto pero pueden ser consultados en el libro de Geología.
Las rocas sedimentarias pueden originarse de varias maneras:


  1. Sedimentos clásticos, formados por la deposición de material derivado de la erosión de otras rocas ígneas,

  2. Sedimentos químicos, formados por precipitaciones desde soluciones (calizas y, evaporitas).

  3. Sedimentos orgánicos, formados por material orgánico (fosfatos, carbón y ciertas calizas) de origen coralino.


Por el proceso de diagénesis, los sedimentos se transforman en rocas compactas con una estratificación que indica el plano de sedimentación. Entre las partículas encontramos a menudo un cemento que proporciona a la roca una mayor dureza. Este cemento puede ser silicio, óxido de hierro, calcáreo, o mismo puede ser formado por minerales arcillosos.
Las rocas metamórficas se froman por transformación bajo alta presión y/o temperatura y/o acción química de los primeros de dos tipos de rocas. Se distinguen principalmente dos formas metamórficas:


  1. Metamorfismo regional

  2. Metamorfismo de contacto


El metamorfismo regional ocurre en regiones orogénicas donde, durante el proceso orogénico, sedimentos y rocas ígneas se transforman bajo alta presión y temperatura, a veces, acompañadas por acción química. Dependiendo de las condiciones de temperatura y presión se forman esquistos, neigses y ultraneigses (granulina, migmatita, etc).
Hablamos del metamorfismo de contacto cuando las rocas están alternadas por la alta temperatura de un cuerpo ígneo-intrusivo que a perturbarlo en ellas. Este metamorfismo se limita en el presente caso a la zona marginal de las rocas encajantes.
Aparte de estas dos formas de metamorfismo, se puede distinguir todavía otras varias entre las cuales figuran:


  1. Metasomatismo donde existe claramente un cambio en la composición química de la roca por una redistribución del material.

  2. Metamorfismo de dislocación, un metamorfismo local, relacionado con grandes fallas y originando principalmente por una presión alta.


Localmente se reconocen así, anticlinales y sinclinales, como formas de plegamiento, o cuando las rocas se rompieron bajo las fuezas de comprensión ó tracción, hallamos fallas que se pueden diferenciar según el movimiento de un bloque con respecto a otro.
Estas dislocaciones locales pertenecen generalmente a grandes movimientos que afectaron regiones muy extensas. Esos movimientos se dividen en dos tipos; los que ocurren en lugares estables de la corteza (regiones geosinclinales). Esta diferenciación está basada tanto sobre las dimensiones y amplitudes de los movimientos como sobre el resultado de ellos.
En regiones de plataforma, las dimensiones de áreas en movimiento son muy grandes (p. E. 100*100 Km.), pero la amplitud no pasa de algunos kilómetros (hasta 3 Km.). Los movimientos producen hundimientos y solevantamientos sin que esto vaya acompañado por un plegamiento importante y sin la formación de regiones montañosas importantes.
En regiones geosinclinales de dimensiones son notablemente más grandes (aproximadamente unas decenas de kilómetros de ancho y varios centenares de kilómetros de largo) y la amplitud es mucho más grande (3 a 12 Km.). El desarrollo geosinclinal, conocido como ciclo orogenético, da origen a la formación de largas cadenas de montañas, acompañadas por plegamiento y fallamiento de importancia, por ejemplo La cordillera de los Andes.

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