GeomorfologíaLa mecánica y la química de los paisajes

Geosistemas ID 026671

Juan C. Benavides

Geomorfología

• Estudio de las formas de la tierra (y planetas)

• Estudio del origen de las formas topograficas

https://www.teachengineering.org/collection/csm_/activities/csm_sandpwaves/csm_sandpwaves_activity1_image1web.jpg

1. Historica2. De procesos3. Aplicada

El ciclo geomorfologico

• William Morris Davis

• 1899

• El ciclo de la erosión

• “The Rivers and Valleys of Pennsylvania”

Geomorfología de formas

Geomorfología de procesosEstudio de los procesos responsables del desarrollo de las geoformas

Geomorfología aplicada

Mitigación de riesgos geomorfologicos

http://www.sussex.ac.uk/images/schoolsdepartments/geography/content/geomorphology/bogburst.jpg

Geomorfología de forma-procesos

Retroalimentación en geomorfología

• Retroalimentacion negativa

– Cambio en el sistema origina una secuencia que neutraliza los efectos iniciales

• Positiva

– Cambio en el sistema que aumenta el efecto inicial

Equilibrio de sistemas geologicos

Procesos historicos-actuales

Procesos que dan origen a las geoformas

Denudación y deposición• Meteorización

– Decaimiento de las rocas– Agentes biologicos,

quimicos y mecanicos– Sin transporte

• Perdida de masa (mass wasting)– Procesos que remueven

material

• Movimientos en masa– Movilización de las

partículas en general

Denudación y deposición• Erosion

– Suma de todos los movimientos de perdida de material

– Transporte por agua, viento, hielo

• Denudación– Suma de erosión y

meteorización

• Deposición– Sedimentos son

detenidos en su transporte

• Zonas sedimentarias– deposición >> erosion

http://k31.kn3.net/taringa/5/1/9/6/B/7/fabiancho7103/B05.jpg

Factores que determinan denudación

E= cantidad de solidos suspendidos (ton/km2/yr)

P2/P=factor climático (mm)

H= altura promedio de la cuenca

θ=tangente de la pendiente promedio de la cuenca

Factores que determinan denudación

• Precipitación

• Geologia

• Area de la cuenca

• Presencia de lagos

• Tipo de relieve

Denudación y clima• Glaciación en valles es el mas rapido

• Baja en zonas humedas templadas

– Cobertura vegetal+bajas temperaturas

Denudación química

• Perdida en solución es cuantificable

• Precipitación, meteorización+erosion, evaporación– Composición del Rio Negro depende de precipitación

Denudación química

• Temperatura y denudación química

Denudación química

• Hidratación– Combinación denudación

química y física

– Minerales absorben agua

– Agua aumenta el volumen

– Favorece otros procesos al debilitar la cohesion de los minerales-arcillas

On this image of the rock target “Knorr,”

color coding maps the amount of mineral

hydration indicated by a ratio of near-

infrared reflectance intensities measured

by the Mast Camera (Mastcam) on NASA’s

Mars rover Curiosity.

http://scitechdaily.com/images/Curiosity-Finds-Evidence-of-Water-Bearing-Minerals-in-Rocks.jpg

Denudación química

• pH• Acidez y alcalinidad

• Eh– Potencial Redox

– Reducción-Oxidación

– Determina si una solución es oxidante o reductora

– Dar electrones a un oxidante

– Tomar electrones de un reductor

• pH y Eh determinan solubilidad de arcillas

Denudación química

• Carbonatación• Formación de carbonatos a

partir de acido carbonico

• La reacción es dependiente de la temperatura

• Sin embargo en climas frios hay bajo CO2 por lo que se acumula acido carbonico

Denudación química

• Hidrolisis• Principal proceso

químico en la denudación

• Agua se divide en cationes de H+ y aniones hidroxilos OH-

http://uregina.ca/~sauchyn/geog323/276.jpg

Hidrolisis de feldespatos forman la arcilla Kaolinita

Denudación química

• Quelación• Remoción de iones

metalicos uniendose a acidos orgánicos

Meteorización biologica

• Organismos afectan las rocas

• Fisicamente

• Químicamente

• Raíces de plantas actuan de ambas maneras

• Superficies oscuras con vegetacion se calientan mas

http://webspace.ship.edu/cjwolt/geology/slides/JPG/BR_rock1999.jpg

Denudación física

• Tipos de materiales– Solidos

• Fragmentos de rocas

– Solutos• Particulas menores a un nm y se

encuentran en solución

– Coloides• Particulas organicas o minerales

que van de 1 a 100 nm

• Oxidos o peroxidos de silice, hierro y aluminio

Denudación física

• Desprendimiento– Erosion

– Grietas de dilatación perpendiculares a erosión

– Grietas son planos de debilidad

– Exfoliación• Grietas que siguen las

“placas” de la roca

• Domo de exfoliación

http://www.appstate.edu/~marshallst/photos/boone_photos/half_dome/HalfDome-123.jpg

Denudación física• Congelación

– Agua en los espacios de la roca causan fracturas con la congelación

– Hidrofractura

• Calor– Baja conductividad

termica

– Exterior mas caliente que el interior

Denudación física• Arcillas

– Silicatos hydricos

– Cationes metalicos

– Silicatos en laminas

– Tetrahedros de silicato mas metal

Denudación física

• Arcillas

– Algunas arcillas se dilatan cuando son saturadas en agua

Alias Montmorillonita

Denudación física• Meteorización

http://hkss.cedd.gov.hk/hkss/eng/education/GS/hkg/chapter4/figure7.jpgº

Denudación física

http://hkss.cedd.gov.hk/hkss/eng/education/GS/hkg/chapter4/figure7.jpgº

Transporte de sedimentos

• Fuerzas que actuan sobre una roca en una pendiente

• Resistencia por fricción

• Fuerzas de presiónes parciales de vapor

– Agua en sedimento

Mecanica del transporte de sedimentos

• Fuerzas de expansión

– Temperatura

• Movimientos generales de fluidos

– vientos

• Fuerzas biologicas

– Movimiento de suelo por raíces

– Aninales

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Procesos gravitacionales

• Estrés– Fuerzas sobre un

cuerpo de suelo o roca

– En una pendiente depende del angulo y la masa

• Fricción – Resistencia a la

fuerza gravitacional

• Cohesion entre partículas

Estres= m sen θ

Ley de Mohr-Colomboτ = Fuerza de sizallamientoσ= Estres normal en angulo recto a la pendienteϕ = angulo de fricción interna

Procesos gravitacionales

• Resistencia del suelo al movimiento

• Presión de agua en los poros del suelo

Ley de Mohr-Colomboτ = Fuerza de sizallamientoΣ = Estres normal en angulo recto a la pendienteϕ = angulo de fricción internaξ = presión de vapor de agua en los poros

http://web.mst.edu/~rogersda/hazard_mitigation_techniques/landslides/marin/05-r.jpg

Procesos gravitacionales

• Resistencia del suelo al movimiento

• Presión de agua en los poros del suelo

http://www.dnr.wa.gov/pictures/ger/ger_hazards_landslide_water_block.png

Movimientos en masa

• Composición del suelo y capacidad de retener aire o agua

• Los límites de Atterbergdeterminan el comportamiento del suelo