Meteorización y sus tipos: Meteorización física, química y biológica
La meteorización son aquellos procesos combinados que ocurren en la superficie terrestre (sobre la corteza de la tierra) los cuales rompen y corroen la roca sólida o el macizo rocoso en el mismo sitio (in situ), transformándola en sedimento, aquellos procesos de meteorización son de dos tipos principalmente: físicos y químicos.
El posterior transporte, deposición, diagénesis y litificación, generarán las rocas sedimentarias.
¿Cuál es la diferencia entre meteorización y erosión?
La meteorización es una combinación de procesos físicos y químicos que desintegran la roca en el mismo sitio (in situ), sin embargo, no ocurre un transporte de aquellos materiales desintegrados.
En cambio, cuando se habla de erosión, aquí si existe el transporte de los materiales que se generaron en la meteorización.
Es decir que la erosión actúa transportando las partículas de pequeñas rocas o minerales por agentes móviles como el agua, el viento, el hielo y el aire para depositarlos en otro lugar diferente a la inicial.
Como se ha mencionado en la introducción, existen tres tipos básicos de meteorización: Física, química y biológica
Meteorización física o mecánica
La meteorización física, a veces denominada meteorización mecánica, es aquella que rompe la roca intacta (macizo rocoso) en clastos no conectados o disgregados (granos o trozos), denominados colectivamente escombros o detritos, teóricamente sin la intervención de efectos químicos, es decir que es solo por procesos físicos o mecánicos.
Muchos fenómenos diferentes contribuyen a la meteorización física, como se describe a continuación.
Por descompresión
Las rocas enterradas en lo profundo de la corteza terrestre soportan una enorme presión debido al peso de las rocas o sedimentos superficiales.
Las rocas en profundidad también se encuentran a mayor temperatura en comparación a las rocas cercanas a la superficie debido al gradiente geotérmico de la Tierra.
A lo largo del tiempo, el agua, el aire y el hielo en movimiento sobre la superficie de la Tierra erosionan y eliminan la sobrecarga, en un proceso conocido como erosión, por lo que las rocas que antes se encontraban en la profundidad se exponen más cerca de la superficie de la Tierra.
Como resultado, la presión que afectaba a esta roca disminuye y también hace que el macizo rocoso enfríe.
Por lo que un cambio en la presión y la temperatura hace que la roca cambie ligeramente de forma.
Tales cambios físicos hacen que la roca original se fracture o rompa.
Las grietas naturales que se forman son debido a la eliminación de la sobrecarga o al enfriamiento y se las conoce como diaclasas o juntas de descompresión.
Por gelifracción
Cuando el agua se congela se expande o aumenta su volumen.
Es así que cuando el agua se congela en las grietas de las rocas, al aumentar su volumen crea una presión tal que rompe la roca a través de los espacios vacíos (diaclasas o juntas) de las rocas y crea partículas más pequeñas.
Por haloclastia
En climas áridos, la sal disuelta en el agua subterránea precipita y crece como cristales en los poros de las rocas. Igualmente, ese crecimiento de sal en aquellos espacios genera una presión tal que hace que la roca intacta se rompa en fragmentos más pequeños.
El mismo fenómeno ocurre a lo largo de la costa, donde el rocío de sal se filtra en las rocas y luego se seca cristalizándose y rompiendo los macizos rocosos a través de las fracturas.
Por expansión térmica
El intenso calor de sol que afectan a las rocas en el desierto, logra que la capa exterior de aquella roca se expanda similar a cuando un material de hierro se dilata por calor.
Este proceso de expansión térmica crea fuerzas suficientes para hacer que la parte exterior de la roca se rompa en forma de láminas y piezas laminares.
Meteorización biológica
Por acción de raíces y plantas
Quien no ha observado que las raíces de un árbol pareciera que crecen entre las rocas sólidas, de hecho, son estas raíces que aprovechan las fracturas existentes en las rocas para crecer creando fuerzas suficientes para romper a la roca en más pedazos.
Por acción de animales
La vida animal también contribuye a la meteorización física y biológica: criaturas excavadoras, desde lombrices de tierra hasta topos, abren grietas y mueven fragmentos de rocas. Y en el siglo pasado, los humanos se han convertido quizás en el agente más enérgico de la meteorización física del planeta.
Cuando excavamos canteras, cimientos, minas o canteros cavando y volando, destruimos y desplazamos rocas que de otro modo podrían haber permanecido intactas durante millones de años más.
Meteorización química
Disolución
La meteorización química durante la cual los minerales se disuelven en el agua se conoce como disolución.
En este caso la disolución afecta principalmente a sales y minerales de carbonato, pero incluso el cuarzo se disuelve ligeramente.
Los ejemplos más conocidos de meteorización por disolución es cuando los carbonatos se disuelven en el agua creando espacios o cavernas.
Hidrólisis
Durante la hidrólisis, el agua reacciona químicamente con minerales y los descompone para formar otros minerales.
Por ejemplo, las reacciones de hidrólisis en feldespato producen arcilla.
Por lo tanto, en la meteorización por hidrólisis los minerales se convertirán en arcillas y favorecerá la descomposición de las rocas originales.
Oxidación
Las reacciones de oxidación en las rocas transforman los minerales que contienen hierro (como la biotita y la pirita) en una mezcla oxidada de varios minerales de óxido de hierro e hidróxido de hierro.
Es así que, las rocas que contienen hierro pueden «oxidarse» y esto favorece la descomposición del macizo rocoso.
Hidratación
La hidratación, la absorción de agua en la estructura cristalina de los minerales, hace que algunos minerales, como ciertos tipos de arcilla, se expandan.
Tal expansión debilita la roca.
Meteorización de minerales de sílice (silicatos)
| Minerales | Materiales residuales | Materiales en solución |
|---|---|---|
| Cuarzo | Granos de cuarzo | Sílice |
| Feldespatos | Minerales arcillosos | Sílice, Na+, K+, Ca2+ |
| Anfíboles (hornblenda) | Minerales arcillas, limonita, hematita | Sílice, Ca2+, Mg2+ |
| Olivino | Limonita, hematita | Sílice Mg2+ |
Recuerde que los minerales de silicato constituyen la mayor parte de la corteza terrestre y que estos minerales están compuestos esencialmente de solo ocho elementos. Cuando se degradan químicamente, los minerales de silicato producen iones de sodio, calcio, potasio y magnesio que forman productos solubles, que pueden ser eliminados por el agua subterránea.
El elemento hierro se combina con el oxígeno, produciendo óxidos de hierro relativamente insolubles, que le dan al suelo un color marrón rojizo o amarillento. En la mayoría de las condiciones, los tres elementos restantes (aluminio, silicio y oxígeno) se unen con agua para producir minerales de arcilla residuales.
Sin embargo, incluso los minerales de arcilla altamente insolubles se eliminan muy lentamente por el agua subterránea.
Meteorización esferoidal
Además de alterar la estructura interna de los minerales, la meteorización química causa cambios físicos.
Por ejemplo, las masas de rocas angulares se quitan o moldean químicamente cuando el agua ingresa a lo largo de las juntas o espacios y tienden a tomar una forma esférica. Gradualmente, las esquinas y los bordes de los bloques angulares se vuelven más redondeados.
Este proceso, llamado meteorización esferoidal, le da a la roca meterorizada una forma más redondeada o esférica.
A veces, durante la formación de rocas esferoidales, las conchas sucesivas se separan del cuerpo principal de la roca a manera de meteorización por cebolla (como una cebolla), es decir que la roca se disgrega como capas de cebolla. Finalmente, las capas externas se rompen, permitiendo que la meteorización química penetre más profundamente en la roca.
¿Cuál es la diferencia entre meteorización física y química?
La meteorización física se diferencia de la química debido a que en la física son los esfuerzos (o fuerzas) que se generan en las rocas (generalmente en las fracturas) los que rompen al macizo rocoso inicial.
En cambio, en la meteorización química son los minerales que componen la roca los que reaccionan principalmente con el agua para formar nuevos minerales y esto hace que la roca se desintegre in situ.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
Cómo se da la meteorización en un volcán
La meteorización y erosión de un volcán son procesos naturales que ocurren a lo largo del tiempo debido a la interacción entre los materiales volcánicos expuestos y los agentes atmosféricos y ambientales. La meteorización puede ser física y química, y ambas contribuyen a la transformación y desgaste de las rocas volcánicas.
La meteorización física implica la fragmentación y desgaste de las rocas volcánicas debido a factores como la temperatura, la presión, el viento y la acción del agua y el hielo. Por otro lado, la meteorización química implica reacciones químicas que alteran la composición de los minerales de las rocas volcánicas.
Estos procesos de meteorización debilitan las rocas volcánicas, haciéndolas más susceptibles a la erosión. La erosión, tanto por el agua como por el viento, transporta los materiales meteorizados hacia áreas más bajas, lo que con el tiempo puede reducir la altura y las pendientes del volcán. Además, la disolución química de los minerales puede debilitar aún más la estructura de las rocas, facilitando su erosión y colapso.
El ritmo y la magnitud de la meteorización y erosión dependen de factores como la composición de las rocas volcánicas, la intensidad de los procesos de meteorización y la tectónica de la región. En general, a largo plazo, estos procesos pueden resultar en paisajes volcánicos más suaves y redondeados, con colinas y montañas menos pronunciadas.