Fundamentos de Geología, Petrología y Edafología: Conceptos Esenciales del Suelo y la Litosfera

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Geología Estructural, Petrología y Geomorfología

Deformaciones y Fracturas de la Corteza

  • Diaclasa: Fractura en la roca sin deslizamiento o desplazamiento relativo entre los bloques.
  • Falla: Fractura generada por la diferencia de fuerzas tectónicas con desplazamiento de bloques (pudiendo dar origen a estructuras tipo graben o fosa tectónica, y horst o pilar tectónico).
  • Relieve germánico: Zonas compuestas por material rígido y duro que no puede plegarse, fracturándose en un sistema de fallas y bloques elevados y hundidos.

Rocas Ígneas y Composición Mineralógica

Las rocas ígneas se clasifican según su estructura, composición mineral y textura (afanítica, fanerítica, vítrea, porfídica):

  • Minerales máficos: Ricos en hierro (Fe), magnesio (Mg) y calcio (Ca). Siguen la serie de reacción discontinua de Bowen y son estables a bajas temperaturas una vez formados.
  • Minerales félsicos: Ricos en aluminio (Al), sodio (Na) y potasio (K). Son los últimos en cristalizar en la serie de Bowen.
  • Diferencia entre roca plutónica y volcánica: Ambas son rocas ígneas. Las rocas plutónicas se forman en el interior de la corteza por el enfriamiento lento de grandes masas de magma, permitiendo el crecimiento de cristales apreciables (ejemplo: gabro). Las rocas volcánicas se forman por el enfriamiento rápido de la lava en superficie, originando cristales pequeños o de textura afanítica (ejemplo: basalto).

Rocas Metamórficas y Sedimentarias

  • Textura foliada: Refleja un cambio muy extremo durante el metamorfismo bajo tres condiciones estructurales (pizarrosidad, esquistosidad y bandeado gnéisico), donde algunos minerales sufren recristalización y se orientan de forma preferencial.
  • Cuenca sedimentaria: Zona cóncava de la superficie terrestre donde se acumulan sedimentos que, debido a su propio peso y sobrecarga, pueden producir la subsidencia o hundimiento progresivo del sustrato.
  • Abanico aluvial: Depósito sedimentario de morfología cónica localizado comúnmente en zonas áridas o semiáridas, delimitando los escarpes de relieves y altos morfológicos.
  • Rocas sedimentarias detríticas: Formadas primordialmente por minerales de arcilla y cuarzo. Según el tamaño de clasto se subdividen en lutitas, arenitas y ruditas.

Procesos Geomorfológicos y Modelado del Relieve

  • Modelado kárstico: Morfología superficial y subterránea donde aparecen típicamente rocas calcáreas (calizas, dolomías) sometidas a disolución química.
  • Modelado granítico: Paisaje característico del granito, donde la meteorización química se da prominentemente por procesos de hidrólisis.
  • Acción erosiva fluvial: Depende directamente de las propiedades hidráulicas del flujo, las condiciones climáticas, la actividad biológica y del ser humano, así como de las características litológicas del subsuelo.
  • Fiordo: Valle glaciar inundado que constituye una entrada estrecha y profunda del mar con un perfil transversal característico en forma de «U».

Edafología y Propiedades del Suelo

Grupos de Minerales de la Arcilla

Filosilicatos con distinta estructura laminar y Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) expresada en meq/100g (o cmol(+)/kg):

  • Caolinita (tipo 1:1): CIC baja de 3 a 15, uniones interlaminares mediadas por enlaces de hidrógeno fuertes.
  • Illita (tipo 2:1): CIC intermedia de 10 a 40, con enlaces fuertes entre láminas facilitados por iones potasio.
  • Vermiculita (tipo 2:1): CIC muy alta de 100 a 150, con enlaces interlaminares débiles y gran capacidad de expansión.
  • Montmorillonita (tipo 2:1): CIC elevada de 100 a 150, caracterizada por puentes de oxígeno débiles y fuerte capacidad de hinchamiento.

Materia Orgánica del Suelo y Procesos de Humificación

  • Materia orgánica del suelo (MOS): Se origina a partir de los aportes de biomasa vegetal y animal muerta, residuos orgánicos y biomasa microbiana activa.
  • Humus: Constituye la fracción orgánica estable de la fase sólida del suelo. Es una mezcla de materiales orgánicos clasificados en:
    • Sustancias no húmicas: Glúcidos, proteínas, lípidos, etc.
    • Sustancias húmicas: Humina, ácidos húmicos y ácidos fúlvicos.
  • Humificación: Conjunto de procesos biogeoquímicos que incrementan la resistencia de la materia orgánica frente a la biodegradación mediante reacciones como oxidación y condensación, estando influida por el clima, la acidez del suelo (pH), el drenaje y la actividad biológica.

Funciones de la Materia Orgánica en el Suelo

  • Físicas: Imparte coloración oscura, favorece la cohesión y la estabilidad estructural, e incrementa la capacidad de retención de agua y la permeabilidad.
  • Químicas: Eleva sustancialmente la CIC, aporta macronutrientes esenciales (N, P, S) y ejerce poder tampón o amortiguador de pH.
  • Biológicas: Actúa en el secuestro y fijación de CO2, libera CO2 por respiración, y regula el potencial redox (estado óxido-reductor) del entorno edáfico.

Potenciales Hídricos del Suelo

  • Potencial gravitacional (Ψg): Energía debida a la fuerza de gravedad que desplaza el agua hacia los horizontes inferiores.
  • Potencial osmótico (Ψs): Generado por la concentración de solutos e iones disueltos en la solución del suelo.
  • Potencial de presión (Ψp): Adquiere valor positivo únicamente en condiciones de suelos completamente saturados (por debajo del nivel freático).
  • Potencial mátrico (Ψm): Consecuencia de las fuerzas de capilaridad y adsorción con que las partículas del suelo retienen el agua.

Comportamiento de las Fracciones Granulométricas

  • Elementos gruesos: Escaso almacenamiento de agua y retención de nutrientes; aumentan en gran medida la permeabilidad y dificultan las labores agrícolas.
  • Arena: Facilita el laboreo y proporciona una alta permeabilidad, pero presenta una baja capacidad de retención de agua y nutrientes.
  • Limo: Manifiesta inestabilidad estructural y riesgo de encostramiento; exhibe permeabilidad de baja a media y una capacidad media para retener agua y nutrientes.
  • Arcilla: Dificulta el laboreo del suelo, reduce la permeabilidad y entorpece la penetración de las raíces; a cambio, confiere una elevada capacidad de almacenamiento de agua y retención de nutrientes.

Textura, Estructura y Formación de Agregados

  • Textura: Expresión granulométrica que define las características físicas del suelo en función del tamaño relativo de sus partículas individuales (arena, limo y arcilla).
  • Estructura: Ordenamiento espacial y organización de las partículas primarias del suelo en unidades secundarias discretas denominadas agregados.
  • Agregado: Entidad estructural resultante de las interacciones físico-químicas y biológicas entre las partículas de arcilla, la materia orgánica y cationes polivalentes.
  • Factores abióticos reguladores:
    • Factores edáficos intrínsecos: Cantidad y tipo de minerales de arcilla, concentración de óxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al), y presencia de texturas francas equilibradas.
    • Factores climáticos y de humedad: Alternancia de ciclos de humectación y desecación, alternancia de hielo y deshielo (crioturbación), y el régimen pluviométrico.

Manejo y Factores que Influyen en el Horizonte Edáfico

  • Factores favorables para la estructura: Aporte continuo de materia orgánica, drenaje subterráneo adecuado, implementación de labranza mínima o de conservación, y aportes químicos estructurantes (enmiendas cálcicas/yeso).
  • Factores desfavorables para la estructura: Riego con aguas de mala calidad (salinas o sódicas), labrar reiteradamente a la misma profundidad (formación de suela de labor), acidificación del suelo y tránsito continuado de maquinaria pesada que conduce a la compactación.

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