TEMA 6.
La sedimentación como
proceso formador de rocas y
de morfologías (3)
MASTER EN TÉCNICAS DE ANÁLISIS, EVALUACIÓN Y GESTIÓN SOSTENIBLE DE PROCESOS Y RIESGOS NATURALES
Universidad de Cantabria
Los materiales geológicos (sedimentos y depósitos superficiales) y su caracterización
Francisco Javier Barba RegidorDoctor en Geología
Guión del tema
• Ambientes relacionados con el medio
glaciar: principales tipos de depósitos; su
caracterización.
• El ambiente eólico: depósitos
característicos; su caracterización.
• El medio desértico: tipos de depósitos;
su caracterización.
• El medio eólico litoral: Principales tipos
de depósitos y su caracterización.
Los glaciares recogen y transportan una enorme carga de sedimento a
medida que avanzan lentamente a través del territorio. El depósito de dichos
materiales se produce cuando el hielo se funde.
Los materiales que los forman suelen ser fragmentos de roca meteorizados
básicamente de manera mecánica, con poca o nada meteorización química.
El efecto topográfico general de esta sedimentación implica el cubrimiento
de las depresiones y el arrasamiento de las zonas elevadas, dando lugar a
un efecto general de relieve final reducido, nivelando la topografía.
Los depósitos formados por acción glaciar pueden ser clasificados en:
1. Materiales depositados directamente por el glaciar: tills, que son
depósitos no estratificados.
2. Sedimentos dejados por el agua de fusión del glaciar: depósitos o
derrubios estratificados.
AMBIENTES Y DEPÓSITOS DEL MEDIO GLACIAR
DEPÓSITOS NO ESTRATIFICADOS: TILLMateriales erosionados de la superficie terrestre que
son depositados directamente por el glaciar; son
generalmente heterométricos (mal clasificados),
aunque pueden presentar cierta gradación. La mala
clasificación se debe a que no hay factores como
transporte por viento o aire que puedan seleccionarlo,
por lo tanto, en una muestra de till existe la misma
posibilidad de encontrar clastos de tamaño arena
como de tamaño bloque: distribución bimodal (un
pico, tamaño bloque grava; el otro, matriz). Muchos
fragmentos están arañados y pulidos como
consecuencia de haber sido arrastrados por el
glaciar: estrías (de erosión) glaciares.
Los grandes bloques encontrados en un till o aislados
sobre la superficie se denominan bloques erráticossi son de naturaleza diferente a los materiales del
lecho de roca sobre el que se encuentran.
El till puede ser de distintos tipos:
- Till de ablación, que es depositado tras un transporte sobre la superficie
del glaciar, está bien gradado pero suele faltar la fracción arena gruesa-
grava por haber sido lavado, y
- Till basal, que es depositado en el frente del glaciar, está bien gradado y
es menos permeable que el anterior.
Bloque errático de Okotoks,
Alberta, CanadaBloque errático en Alaska
MORFOLOGÍAS de la SEDIMENTACIÓN GLACIAR
Las morfologíasmás características
creadas por la
sedimentación
glaciar son las
morrenas,
depósitos típicos de
los valles glaciares.
Existen varios tipos
de morrenas:
laterales,
medianas o
centrales,
frontales o
terminales, defondo, y otras.
http://es.encarta.msn.com/media_461550829_761574629_-
1_1/Tipos_de_morrenas.html
En estos glaciares de valle, la línea que separa las dos zonas
(de acumulación y de ablación) se llama línea de nieve o
línea de equilibrio.
Un valle glaciar visto en
sección (a) y en planta (b).
Tipos de morrenas. L,
lateral, C, central, I, interna,
F, de fondo o basal; Fr,
frontal. Dibujo de Lorenzo
Vázquez, en
http://bibliotecadigital.ilce.ed
u.mx/sites/ciencia/volumen1/
ciencia2/54/htm/sec_11.html
Las morrenas terminales son testimonios de un fuerte avance de los glaciares o
representan las fases previas al retroceso definitivo de las masas de hielo. Al avanzar, los
glaciares empujan, en parte, las morrenas de fondo y el material arrastrado hacia el frente y
construyen elevados terraplenes en dicho proceso. Esas colinas de grava alcanzan alturas
de hasta 100 metros.
Las morrenas de fondo están compuestas por el material triturado por el glaciar en su
fondo y por otro de origen fluvioglaciar.
Las morrenas laterales se encuentran entre los márgenes de la lengua glaciar y la roca
sólida. Muestran el límite superior del hielo glaciar, lo que permite reconstruir la antigua
altura que éste alcanzó en las fases de glaciación. Hay ejemplos de morrenas laterales se
convierten en una terminal. Desde el punto de vista morfológico se tiende a confundir estas
morrenas con las terrazas kame. La diferencia entre ambas radica en su constitución interna:
por ejemplo, las terrazas presentan una clara estratificación, mientras que las morrenas
laterales muestran una estructura típica de depósito morrénico (sin estratificación y sin orden
interno).
Las morrenas de confluencia o centrales se forman cuando dos glaciares se juntan por
sus márgenes, igualmente lo hacen las dos morrenas laterales respectivas.
Las morrenas externas o superficiales están compuestas por fragmentos que caen sobre
el glaciar mediante las avalanchas. Cuando el glaciar funde, forman morrenas de ablación.
Las morrenas internas están constituidas por los materiales transportados dentro del
glaciar.
Valle glaciar en la cabecera del río Miera (Cantabria), estribaciones del Puerto de Lunada.
M, morrenas laterales; L, lagos colmatados; V, valles colgados.
M
V
L
Distintas morrenas frontales debidas a diferentes momentos de retroceso del frente glaciar.
En ocasiones dejan cubetas intermedias que, al ser ocupadas por aguas de deglaciación o
por alimentación directa o indirecta pluvial, pueden formar lagos de cierre morrénico.
Ibón Pondiellos, en el Pirineo oscense: un lago de excavación glaciar en la
zona del circo. Cerrando el paso del agua no suele encontrarse ninguna
morrena, sino un umbral, resto rocoso no erosionado.
Otras formas glaciares son los casquetes, grandes extensiones de hielo que
sobrepasan la topografía existente y ocupan grandes extensiones de terreno
(dimensiones continentales). Es el caso de Islandia, Groenlandia, o Antártida.
Mientras el glaciar está activo, mientras que en los glaciares de valle el hielo
se mueve exclusivamente por gravedad, en estos otros el desplazamiento de
la masa helada, siendo también debida en parte a la gravedad, lo hace de
manera centrífuga desde las zonas centrales del casquete, que vienen a ser
las zonas de acumulación mediante aportes de vientos anticiclónicos helados
que tienen su origen allí mismo y a donde llega la humedad ya convertida en
partículas de hielo, escarcha, más por tanto mediante el paso directo del
vapor de agua del aire al estado sólido por las bajas temperaturas de los
glaciares, que por precipitaciones directas de nieve.
El hielo acumulado se comprime y ejerce una presión considerable sobre el
hielo más profundo. A su vez, el peso del glaciar ejerce una presión
centrífuga que provoca el empuje del hielo hacia el borde exterior del mismo
donde se derrite; a esta parte se la conoce como zona de ablación. Cuando
llegan al mar, forman los icebergs al fragmentarse sobre el agua oceánica.
En los bordes del glaciar de casquete existe una importante sedimentacióndebida en parte al arrastre directo de derrubios por parte de éste, y a las aguas
de fusión del hielo, que constituyen un sistema muy activo: fluvioglaciar.
Más adelante se muestran varias diapositivas con sendos esquemas
correspondientes a las morfologías durante el avance glaciar y después de
éste, al retirarse la masa de hielo.
Tomado de C.W.Montgomery (2006) Environmental Geology. McGraw-Hill.
DRUMLINS.
Variedad especial de paisaje glacial caracterizado por colinas lisas,
alargadas y paralelas, compuestas fundamentalmente por till.
Un drumlin es un montículo pequeño de laderas
lisas y formado, frecuentemente, en la base del
hielo glaciar en movimiento. Su forma con un
extremo más afilado que otro, se debe al modo en
el que un glaciar se movió sobre él o a su
alrededor.
Puede aparecer aislado, pero es mucho más
frecuente encontrarlo en grupos ("campos de
drumlins"), produciendo un paisaje llamado "en
cesta de huevos". Estas formaciones están
alineadas con el movimiento del glaciar que los
formó y están formados por acumulación de
sedimentos glaciares.
Son colinas bajas, con forma de domo, de
cuchara invertida, y están alineadas con sus ejes
mayores paralelos o subparalelos a la dirección
del hielo. Su forma alargada coincide con la
dirección del movimiento del hielo, de modo que
la pendiente más suave apunta en la dirección
hacia la cual el hielo se desplazaba.
http://www.fettes.com/lothian/drumlin.htm
http://www.geography-
site.co.uk/pages/physical/glaciers/drum.html
Sección interior de un drumlin en Galway Bay, Irlanda. Obsérvense las arenas
estratificadas y las gravas por debajo de la superficie del till.
Imagen tomada de http://www.fettes.com/lothian/drumlin.htm
TERRAZAS DE KAMECuando el hielo glaciar ocupa un valle se forman las terrazas kame a lo
largo de los lados del valle. Se trata de arenas y gravas estratificadas de
origen fluvial o lacustre a lo largo del margen de un glaciar. Desarrollan
morfología de colina con laderas empinadas o montículos.
Depósitos fluvioglaciales
Terraza Kame (TK) cerca del
Haut Glacier d' Arolla (parte
inferior derecha de la foto, a
la derecha de la persona –en
el círculo-). A la izquierda,
pequeña morrena (m) de la
Edad del Hielo, Pigne d'
Arolla (3790 m) al fondo.
TK
Foto de M. Hambrey en: http://www.swisseduc.ch/glaciers/glossary/kame-terrace-en.html
m
Las capas inclinadas del foreset
deltaico indican depósito de arena en
una charca o en un lago. Los clastos
redondeados de arena muestran que
las capas de arenas saturadas
estaban congeladas antes del
transporte. Las capas de arena y
gravas pueden ser desplazadas por
fallas o replegadas, señal de que los
lados del kame pueden haber sufrido
deformación después del depósito o
que el hielo ha avanzado de nuevo.
Algunos kame están coronados por
till, lo que indica un reavance tardío
del hielo o un depósito en una charca
debajo del hielo. Las marcas de
cuñas de hielo en los kame apuntan
a un desarrollo del permafrost
durante el retroceso del hielo.
Arenas en estratos horizontales y un lentejón
de gravas gruesas, que representan un
antiguo canal de agua de fusión.
http://www.fettes.com/cairngorms/kame.htm
Si bien las arenas y gravas estratificadas y
clasificadas están presentes, hay fuertes variaciones
laterales en el calibre del material, lo que indica
rápidos cambios en la velocidad del flujo. Pequeños
detalles pueden revelar muchos aspectos relativos a
los procesos durante la sedimentación.
Forma curvada de un esker en Manitoba, Canadá. Imagen de
http://www.uwsp.edu/geo/faculty/ritter/glossary/E_G/esker.html
ESKERS
https://www.dmr.nd.gov/ndgs/ndnotes
/Eskers/images/esker%20formed%20
copy.jpg
http://www.gly.uga.edu/railsback/1121GlacnEsker.jpeg
Son crestas sinuosas formadas por depósitos
abandonados en túneles que atraviesan la base de
los glaciares. Frecuentemente son aprovechables
para la obtención de gravas y arenas.
http://www.gly.uga.edu/railsback/1121GlacnContl
FeaturesD2.jpeg
http://www.gly.uga.edu/railsback/1121GlacnContlF
eaturesD.jpeg
En resumen…
Se incluyen en este tipo de ambientes aquellos donde la falta de
agua y de producción fotosintética los hace parecer desolados.
En muchas ocasiones se incluyen en estos ambientes
exclusivamente a los desiertos arenosos tropicales, cuando
debiéramos incluir también los desiertos helados de los glaciares,
tal como acabamos de describir anteriormente.
Los desiertos tropicales aparecen como afloramientos rocosos
desnudos, con pendientes angulosas y empinadas (Tarbuck y
Lutgens, 2005). Dentro de estas regiones con déficit de agua se
reconocen normalmente dos tipos climáticos:
• el árido (desierto) y
• el semiárido (estepa): éste normalmente es la versión marginal
y más húmeda del desierto, como zona de transición con éste.
Son propios de regiones
donde la presencia del agua
es testimonial en el
modelado general.
Estos sedimentos, arenas y
limos, están generalmente
bien clasificados.
Se distribuyen en los
siguientes ambientes:
A. Sistemas desérticos
B. Sistemas costeros: sistemas eólicos litorales (ver al final de este tema)
Depósitos eólicos
� Ocupan el 25 % de la superficie de las áreas emergidas
� El ambiente deposicional:
• Precipitaciones menores de 250 mm/año.
• En la vertiente árida de las cadenas montañosas (sombra de lluvia).
• De 20 a 30°N y S, en la rama descendente de las células de Hadley.
• Con precipitación episódica.
• Con vegetación escasa.
1. Dunas: ocupan un 20% de la superficie de los desiertos. Los
sedimentos de estos ambientes suelen estar bien clasificados
(arenas de grano fino a limos).
– Mar de arenas (ergs).- cubren áreas de más de 125 km2.
– Campos de dunas.- áreas menores.
2. Montañas en erosión, áreas rocosas, llanuras desérticas: ocupan
el 80% restante
Sistemas desérticos
� Morfologías características:
� Procesos deposicionales:
• La temperatura, y el viento son
muy variables
- agua: lluvia episódica; flujos de
derrubios y de fangos (debris y
mud flow).
- viento: es el principal agente de
transporte.
# Fuerza erosiva ineficaz
# Transporte eficaz de
fragmentos de arena y de granos
menores
• Modos de transporte eólico:
- suspensión (< 0,07 mm.)
- saltación (0,07 a 1 mm.)
- tracción (>0,5 mm.) con
impactos de granos transportados
por saltación.
Modos de transporte eólico de sedimento.
Según Pye (1987) en N. Lancaster (1995).
Geomorphology of desert dunes. Routledge, 290 p. ISBN 041506094X,
9780415060943.
Rasgos más importantes de los depósitos
eólicos:
• Depósitos de limo acumulados lejos de su fuente. Los
depósitos más potentes están asociados a llanuras de
lavado glaciar.
2. Depósitos de arena
• bien clasificados
• partículas texturalmente maduras
• bien redondeadas, agujereadas y congeladas (pitted
& frosted), con cuarzo dominante.
3. Pavimento de deflación-depósitos basales (Deflation
pavement–lag deposits; ver diapositivas siguientes)
• partículas de tamaño grava demasiado grandes como
para ser transportadas.
1. Loess
En el curso medio del Huang He (China), hay una
zona de montañas formadas por la sedimentación
de loess, finísimo polvo que el viento acarrea en
grandes cantidades desde la estepa central de
Asia. Este material se filtra hacia sus aguas
transformándose en limo y da el color que da
nombre al río (Amarillo). Texto e imagen de
http://www.quesabesde.com/noticias/bingling-
mogao,1_2863
Perfil edáfico de loess y tierra negra en Bad
Lauchstädt / Saxony-Anhalt, Germany. Fuente:
http://www.ufz.de/index.php?en=15536
LOESS
Dibujo esquemático que ilustra los cuatro tipos básicos de depósitos de arenas eólicas (facies). Incluye
las dunas, las interdunas, las láminas de arena y las sabkhas.
http://www.nps.gov/archive/whsa/Geology%20of%20White%20Sands/Chap04/Chap04%20Frameset.html
DEPÓSITOS DE ARENAS
Localización de los mayores mares de arena y campos de dunas, según Thomas (1989). Imagen
tomada de: N. Lancaster (op.cit.).
Fotografía Landsat de la
parte central del Mar de
arena de Namibia.
Imagen tomada de: N.
Lancaster (op.cit.).
Mar de dunas (erg).Imágenes de (1) kalipedia.com, (2) de naturphoto-cz.com, (3) de kbinirsnb.be y (4) de
davidwallphoto.com
1 2
3 4
Rasgos deposicionales:
• Ripples
• Dunas:
0,1 a 100 m de altura (>400 m)
Geometría típica:
• Cara de avalancha (slip face)
• Cresta
• Láminas progradantes (foresets)
• Láminas de cresta (topsets)
Principales tipos de dunas eólicas: (1) barjanes; (2) dunas linguoides; (3) dunas
transversales con crestas rectilíneas; (4) dunas de interferencia. Imagen de http://www.u-
picardie.fr/~beaucham/cours-sed/sed-5.htm
Estructura interna de dunas en Namibia. Tomado de Charlie Bristow en
http://www.bbk.ac.uk/es/staff/namibia.pdf
Estratificación cruzada en una duna de tipo barján. Obsérvense las numerosas superficies de
reactivación erosiva (líneas más gruesas) que subdividen los paquetes primarios de estratificación.
Origen: http://www.nps.gov/archive/whsa/Geology%20of%20White%20Sands/Chap04/Chap04%20Frameset.html
Cambios temporales en la geometría de las dunas en Namibia. Tomado de
Charlie Bristow en http://www.bbk.ac.uk/es/staff/namibia.pdf
Acumulación de arena tras un obstáculo (aquí una mata de hierba) para formar una duna. Imagen
de http://www.u-picardie.fr/~beaucham/cours-sed/sed-5.htm
Estructura esquemática de una duna. Imagen tomada de
http://www.fao.org/docrep/003/Y1899E/y1899e06.htm#P0_0
Morfometría de los ripples
eólicos. Nótese que existe una
continuidad entre la longitud de
onda de los ripples eólicos
“normales” hacia los ripples
gránulo (ver imágenes abajo).
Imagen tomada de: N. Lancaster
(op.cit.).
Ripples gránulo (granule ripples): estructura. Fuente:
http://www.nps.gov/archive/whsa/Geology%20of%20
White%20Sands/Chap06/Chap06%20Frameset.html
Pavimento desértico
desarrollado en el
Monumento Nacional del
Valle de la Muerte. Imagen
tomada de C.W. Montgomery
(2008)
Sección de un pavimento
desértico en el Valle de
Amargosa. Imagen
tomada de Corrales et al.
(1977).
PAVIMENTOS
Desierto de gravas (reg) en Namibia. Imagen
de Webshots.Cantos facetados. Imagen de
http://usuarios.lycos.es/bio_geo/fotosgeolog
ia/cfacetat.jpeg.
Desierto de gravas
(reg)
Transición entre el mar de
arena y el desierto pedregoso
(hammada). Imagen del Este
de Marruecos en
http://www.naturephoto-
cz.com/vadi:ma-photo-
2076.html
Costas silicicásticas inter y no deltaicas. Imagen de
www.geology.wmich.edu/barnes/geos435/13_G435.pps
Los ambientes costeros son típicamente de transición entre los
ambientes continentales y los marinos. Este rasgo fundamental permite
entender su dinámica como el resultado de una interacción entre dos
sistemas: el terrestre y el marino, sobre el conjunto de materiales que en
vías de erosión sobre la propia interfase, pueden determinar la
acumulación en zonas protegidas de la erosión de los fragmentos
previamente eliminados en otro lugar por otro agente erosivo.
El agua en estos ambientes tiene un papel esencial, erosionando,
transportando y sedimentando de manera activa materiales de diferente
granulometría, esencialmente arenas, limos y fangos. Allí donde el agua
no tenga capacidad para continuar el proceso de modelado iniciado
previamente, el viento va a constituirse en el agente modelador, con
capacidad para redistribuir buenamente de los sedimentos, dando lugar
a sistemas eólicos costeros más o menos complejos. Los sistemas de
Liencres o de Sonabia, en Cantabria, son algunos de los más
característicos.
Principales componentes morfológicos de un sistema de islas-barrera. Fuente: Blatt, Middleton & Murray,
1972. From: http://www.fao.org/docrep/003/Y1899E/y1899e07.htm#P0_0
SISTEMAS DE ISLA BARRERA
Las dunas en los ambientes de islas barreraEl transporte de arenas hacia tierra origina en el ambiente de trasbarrera la acumulación de estos materiales como dunas. En ellas, el crecimiento de vegetación oportunista sobre el área de trasbarrera atrapa las arenas levantadas a medida de que se mueven sobre la superficie de la playa. A medida de que los montículos de arena se van acumulando, la vegetación continúa creciendo, dando lugar a dunas substanciales.
Los principales factores implicados en el desarrollo de las dunas arenosas son la presencia de viento y la amplitud de una playa seca, así como la abundancia de sedimento aportado a las áreas de trasbarrera. Las dunas pueden aportar excelente protección a la porción que da hacia tierra dentro de una isla barrera, y, cuando sea posible, su continuo crecimiento podría ser reactivado.
Perfil generalizado de una isla barrera y de los ambientes costeros. Tomado de R.G.
Walker (1980): Facies Models. Geoscience Canada.
(a)
(b)
BAY BARRIER ISL GULF OF MEXICO
Bay margin Ridge and swaleor
vegetated barrier flats
Fore-islanddunes
Beach
Marsh and tidal flat
Aquatic beds
Vegetated
dunes
Coppicedunes
Back -beach Swash
Zone Off shore
bars
Forebeach
Berm
QAd317( a)c
Marsh and tidal f lat
Aquatic beds
GULFOF
MEXICO
PENINSULABAY
Vegetated barrierflats
Back -beach Forebeach
Incipient dune
BIBLIOGRAFÍAAnadón Monzón,P. (1984). Sedimentación lacustre. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp. 93-129.
Arche,A. (1989) (Coord.) (1989). Sedimentología. Vol. I. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (C.S.I.C.). Col Nuevas Tendencias: 541 p.
Bell,F.G. (1998). Environmental Geology. Principles and Practice. Blackwell Science: 594 p.
Craig,J.R.; Vaughan,D.J. y Skinner,B.J. (2007): Recursos de la Tierra: origen, uso e impacto ambiental. Pearson/Prentice-Hill, 656 p.
Dabrio González,C. (1984). Sedimentación en costas siliciclásticas, deltas y mares someros. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp. 131-191.
Díaz Molina,M. (1984). Sedimentación fluvial. En Gabaldón,V. (Coord.): Ciclo de Seminarios de Sedimentología. Vol. 1: pp. 27-92.
Gutiérrez Elorza,M. (2008). Geomorfología. Pearson/Prentice-Hill, 920 p.
Cap. 10. Geomorfología eólica.
Cap. 11. Geomorfología litoral.
Cap. 13. Geomorfología glaciar I.
Cap. 14. Geomorfología glaciar II.
Cap. 15. Geomorfología periglaciar.
Cap. 16. Geomorfología de las zonas áridas I.
Cap. 17. Geomorfología de las zonas áridas II.
Montgomery,C.W. (2008): Environmental Geology. 8th. Edition. McGraw-Hill International Edition, 556 p.
Cap. 7. Coastal zones and processes.
Cap . 9. Ice and Glaciers, Wind and Deserts.
Pedraza,J. de (1996). Geomorfología: principios, métodos y aplicaciones. Ed. Rueda, 414 p.
Cap. 8. Procesos glaciares.
Cap. 10. Procesos eólicos.
Cap . 11. Procesos litorales.
Reading,H.G. (Ed.) (1996). Sedimentary Environments, Proceses, Facies and Stratigraphy. Blackwell, Oxford: 688 p.
Cap. 5. Desert eolian system.
Cap 11. Glacial sediments.
Tarbuck,E.J. y Lutgens,F.K. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson/Prentice-Hill, 736 p.
Cap. 18. Glaciares y glaciaciones.
Cap. 19. Desiertos y vientos.
Cap. 20. Líneas de costa.
Walker,R.G. (ed.) (1980). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 211 p.
Cap. 4. Eolian sands.
Walker,R.G. (ed.) (1984). Facies Models. Geoscience Canada, Reprint Series, 1, 317 p.
Cap. 5. Glacial depositional systems
Cap. 8. Eolian systems.