SEMANA 12

GEOMORFOLOGIA FLUVIAL

1.- PROCESOS

a) EROSION

La erosión de los ríos es consecuencia de la acción hidráulica y la abrasión. La primera es producida directamente por la potencia de la corriente al golpear contra las paredes y el fondo de los canales. La abrasión es la acción erosiva que efectúan los cantos trasportados por el río.

Debido al roce con las paredes y el fondo, la velocidad media de la corriente es mayor en el centro que en el borde de los cauces; y en la vertical, las máximas velocidades ocurren en la superficie, con una disminución progresiva hacia el fondo.

El flujo en los ríos puede ser laminar o bien turbulento (ver figura 1). El flujo laminar ocurre en canales poco profundos y con baja velocidad de la corriente.

b) TRANSPORTE

Se produce como carga disuelta y como carga sólida. La carga sólida puede desplazarse por arrastre, rotación y saltación. La meteorización química de ciertos tipos de rocas como las calizas, provee de materiales en disolución. La suspensión afecta a las partículas sólidas más finas que son mantenidas por la turbulencia de la corriente. La carga de fondo está constituida por las partículas de mayor peso y tamaño (ver figura 1 y 2).


Fig. (1)

Fig. (2)

La capacidad de carga de un río es directamente proporcional a la velocidad de la corriente. Por otra parte, hay una relación entre la velocidad de la corriente y el tamaño de las partículas. En la Figura se reconocen tres campos: uno en que la corriente puede producir erosión, otro en que la corriente produce transporte y un tercero en que ocurre sedimentación. El gráfico indica la velocidad necesaria para que la corriente erosione partículas de varios tamaños extraídas del fondo o desde las paredes del cauce. Se observa que a medida que los fragmentos aumentan en tamaño se necesitan velocidades cada vez más altas para su desplazamiento, así mismo, que la velocidad requerida para que se inicie la movilización puede ser mayor que aquella necesaria para mantener el material en transporte. Las arcillas tienen un comportamiento hidráulico diferencial debido a fuerzas electrostáticas entre las partículas, por ello necesitan velocidades de flujo casi equivalentes a los tamaños mayores para ser removilizadas (ver figura 3).

c) ACUMULACION ALUVIAL

Los ríos producen depósitos tanto en el cauce como en la llanura de inundación. En los ríos que forman meandros, el depósito se produce tanto en el canal como en la llanura de inundación; en ésta la sedimentación ocurre cada vez que una crecida importante hace que el río se desborde de su cauce y comience a circular por la llanura de inundación situada a ambos lados. Al ocurrir esto la corriente pierde energía súbitamente y el río deposita la carga que transporta, episodios sucesivos de inundación son los responsables del espesor que va alcanzado en el tiempo dicha llanura. Durante cada inundación, los sedimentos más gruesos quedan al borde del canal formando dos crestas contiguas que se comportan como diques de contención natural. Los materiales más finos se depositan en pequeñas depresiones formadas por los meandros abandonados también llamados ox-bow, estas zonas quedan encharcadas después de cada inundación y en ellas se produce la decantación lenta de los materiales más finos (ver figura 1).

En los ríos anastomosados el canal de escurrimiento es muy ancho y el flujo se ramifica en torno a un gran número de bancos de aluviones, esto ocurre cuando la corriente transporta gran cantidad de material y de gran tamaño lo que favorece el depósito dentro de su propio canal. La formación de estos bancos o barras comienza por el depósito de materiales gruesos que constituyen su núcleo, cuando decrece la velocidad de la corriente, se depositan materiales más finos por encima y en los extremos de la barra, finalmente, la barra puede llegar a emerger e incluso ser colonizada por la vegetación. Finalmente, en los torrentes, el escurrimiento es rápido e irregular.

2.- GEOFORMAS ALUVIALES

a) FORMAS DE EROSIÓN

Un río es capaz de generar formas de erosión.
En ellas destacan la incisión vertical y lateral, y la formación de marmitas de gigantes.

1) Acción hidráulica. Por sí sola, la fuerza del agua en movimiento, chocando con el fondo y ejerciendo sobre él una acción de arrastre, puede erosionar los materiales aluviales mal

Consolidados, tales como grava, arena y arcilla.

La excavación de las orillas origina grandes cantidades de aluviones que caen al río, donde las partículas se separan y pasan a formar parte de la carga de la corriente, constituyendo así una importante fuente de sedimentos en los periodos de crecida. 

Este proceso es capaz de excavar enormes cantidades de materiales no consolidados en un corto periodo de tiempo, y producir arrastres, socavación de cimentaciones y pilas de puentes, carreteras.

2) Abrasión. 

Es el desgaste mecánico producido por choque y rozamiento de los propios fragmentos de roca transportados por la corriente sobre el lecho del río. Este proceso es el principal medio de erosión de un lecho rocoso demasiado resistente a la acción hidráulica.

Una forma de erosión debida a este proceso es el pilancón o marmita de gigante. Se trata de una oquedad cilíndrica excavada en el lecho rocoso por una corriente rápida. En el fondo de las mismas suelen encontrarse piedras esféricas, que son las que con su rotación perforan gradualmente la roca.

La abrasión crea otras muchas formas, tales como cascadas, cavidades en la base de éstas, etc.

3) Corrosión / disolución. Los procesos químicos de meteorización son efectivos en la remoción de la roca del cauce del río, especialmente en terrenos calizos, en los que desarrolla formas redondeadas.

b) FORMAS DE ACUMULACIÓN

Son formas características los abanicos aluviales, las terrazas fluviales y los deltas.


ABANICOS ALUVIALES

El tamaño de un abanico aluvial es proporcional al área de la cuenca de drenaje situada aguas arriba. Los sedimentos en el abanico pueden alcanzar espesores de hasta 300 metros en la zona apical cuya pendiente puede sobrepasar los 10º.

Depósito de sedimentos en forma de abanico que se forma cuando una corriente fluvial pierde velocidad y capacidad de transporte, al pasar de un valle estrecho en un área montañosa a una zona de llanura de menor pendiente, la disminución abrupta de la pendiente obliga a sedimentar. Estos depósitos son más abundantes en zonas áridas y semiáridas que en zonas templadas y húmedas.


TERRAZAS ALUVIALES

Generalmente se localizan a ambos lados del río y a la misma altura. Si existen varios niveles de terrazas se supone que el valle ha tenido más de un episodio de encajamiento, siendo las terrazas más antiguas las más altas topográficamente. En función de la importancia relativa de los episodios de erosión y depositación que se suceden a lo largo de la historia de un río, pueden formarse terrazas fluviales escalonadas o terrazas encajadas.

TIPOS DE TERRAZAS

En las terrazas escalonadas los períodos de erosión que suceden a los períodos de depositación, son más importantes que éstos, de manera que el río excava todos sus aluviones y llega al sustrato rocoso dejando sólo algunos restos de sus aluviones en los bordes del valle.


En las terrazas encajadas los períodos de erosión no alcanzan a eliminar completamente los depósitos de aluviones anteriores, de manera que las terrazas quedan yuxtapuestas y superpuestas.


DELTA

Acumulación de sedimentos que se forma cuando una corriente de agua desemboca en un lago o en el océano. El delta ideal es triangular en planta, con su ápice apuntando río arriba y con los sedimentos dispuestos de una forma definida.

Cuando la corriente de un río fluye dentro de otra masa de agua, como un lago o el océano, su velocidad y su fuerza de transporte disminuyen rápidamente y se produce gradualmente la formación de un delta. En éste, el material grueso se deposita primero formando una serie de capas inclinadas conocidas como capas frontales, el material más fino es arrastrado más lejos y se sedimenta en el fondo del mar o lago formando las capas de fondo. A medida que el delta se extiende dentro del cuerpo de agua, la corriente tiene que extender su cauce hasta el borde del delta cubriéndolo con las capas superiores.

SEMANA 11

GEODINAMICA Y MOVIMIENTO DE MASA

1.- FENOMENOS DE GEODINAMICA

a) Geodinámica interna

La Geodinámica Interna estudia las transformaciones de la estructura interna de la Tierra en relación con las fuerzas que actúan en su interior, usando técnicas de prospección (técnicas geofísicas). Las técnicas geofísicas más frecuentes son:

·         Análisis de ondas sísmicas (Sismología).

·         Medidas de GPS de alta precisión.

·         Estudios geológicos estructurales de campo.

·         Datación de muestras rocosas.

·         Cuantificación de las tasas de erosión en base al contenido isotópico en muestras de roca.

·         Simulación computacional de procesos.

a) AGENTES

·         Actúan desde el interior de la Tierra.

·         Pueden producir desplazamientos en contra de la gravedad.

·         Suelen aumentar el relieve de la superficie terrestre.

·         Se originan en el manto superior o en la astenosfera.

Agentes endógenos

1.    Agentes Magmáticos

·         Internos

Las rocas originadas por enfriamiento y solidificación del magma se denominan rocas ígneas. Si la solidificación se verifica debajo de la superficie de la corteza se habla de plutonismo y las rocas resultantes forman rocas intrusivas.

·         Externos

El vulcanismo se refiere a los magmas que han logrado escapar a la superficie, el material fundido arrojado a la superficie se llama lava, es magma empobrecido en gases y sustancias volátiles. Las rocas resultantes de la solidificación son las rocas extrusivas o rocas efusivas.

2.    Agentes sísmicos

·         Temblores y terremotos

Los agentes sísmicos constituyen uno de los agentes que producen cambios más repentinos y violentos en el relieve terrestre.

Terremoto es un sismo que tiene poder destructor, va acompañado de fuertes sacudidas y de ruido subterráneo parecido a truenos profundos que se debe a los movimientos vibratorios de frecuencia audible de mas de vibraciones por segundo.

3.    Agentes tectónicos

·         Plegamientos o pliegues

·         Fallas geológicas

·         Epirogénesis o Epirogenia

·         Orogénesis y orogenia

·         Tectónica global

B) PROCESOS

Movimientos epirogénicos

Que son todas las fuerzas verticales las cuales producen fracturamientos de las rocas y afectan a una extensión considerable, pero no causan mucha deformación.

Movimientos orogénicos
Los movimientos orogénicos son los movimientos horizontales de la corteza terrestre, teniendo en cuenta que la Tierra es una esfera. Afecta a regiones relativamente pequeñas aunque de manera generalizada; las grandes orogenias han afectado a todo el globo, pero se expresan puntualmente y en forma de crisis. Son movimientos relativamente rápidos.

b) Geodinámica externa

En la geodinámica externa intervienen los factores y fuerzas externas de la Tierra (viento, agua, hielo, etc..), ligada al clima y a la interacción de éste sobre la superficie o capas más externas. Sobre el compendio de metodologías y técnicas que pueden emplearse sobre las "formas del relieve" (Geomorfología), y sobre algunos de sus agentes, como el agua (Hidrogeología).

a) AGENTES

·         Actúan sobre la corteza, como agente modelador.

·         Se desplazan a favor de la gravedad.

·         Son agentes destructores de relieve.

·         También es la meteorización y la erosion

Agentes exógenos

1.    Agentes atmosféricos

·         El viento

Ejerce simultáneamente una labor de transporte, otra erosiva y una acción de desgaste; así se tiene la deflación, la abrasión y la corrasión eólicas.

·         La temperatura

El cambio de temperatura es uno de los agentes más eficaces de la descomposición de las rocas, especialmente en climas desérticos o de alta montaña, donde la variacón de la temperatura es considerable.

Con la misma facilidad con que el material rocoso acepta el calor del sol lo pierde por radiación al atardecer.

Los diferentes minerales que componen las rocas tienen distintos índices de dilatación y, para un mismo cambio de temperatura, sufren cambios desiguales de volumen; esto conduce al cuarteamiento y a la pulverización del material. Las partículas y arenas que resultan son fácilmente transportadas por el viento y las corrientes de agua.

·         La humedad

La humedad atmosférica (vapor, de agua, rocio) penetra en las fisuras y grietas superficiales de las rocas y en presencia del oxigeno y Anhídrido Carbónico del aire atmosférico, ejerce una acción química que conduce a la decamasión y exfoliación de las rocas.

2.    Agentes hidrológicos

·         Aguas pluviales

El agua de lluvia que se infiltra en el suelo sirve para alimentar los vegetales y para formar mantos acuíferos que alimentan los pozos y manantiales; la que no logra infiltrarse forma las aguas salvajes que circulan libremente desempeñando un papel erosivo, a veces muy perjudicial.

·         Aguas fluviales

Cuando las aguas de lluvia son encauzadas progresivamente por los accidentes del terreno, discurren por causes cada vez más estables, y se inicia una red fluvial formada por torrentes y ríos.

·         Torrentes

Es un curso de agua escasa longitud y fuerte pendiente en los cuales se encuentra la cuenca de recepción, el canal de desagüe y el cono de eyección.

Se considera que la acción geológica del torrente es esencialmente erosiva y se efectúa de cuatro maneras diferentes, corrosión, acción hidráulica, corrasión y atracción.

·         El río

Es un una corriente de agua de circulación mas constante que la del torrente. En todo río se distinguen tres etapas: Curso superior, curso medio y curso inferior.

·         Aguas marinas

El mar, agente geológico ejerce en las costas una acción erosiva y abrasiva. Las fuerzas con que las olas golpean la costa es, en tiempos normales de unos 3000kp/m2 y llega a 30.000 kp7m2 en tiempo de tormenta. El efecto de la succión de las olas, en su retirada, es aún mayor que el del choque en su llegada; pues el aire, comprimido por la ola, en la resaca se expande súbitamente con fuerzas explosivas arrancando partes de la roca o aspirando bloques enteros.

·         Aguas congeladas

Debemos distinguir dos modalidades de agua congeladas; una, la más importante que forma lo casquetes polares y otra localizada en las zonas de las altas montañas, donde forma los glaciares de montaña.

3.    Agentes biológicos

·         Los animales

Ejercen escasa influencia en el ambiente terrestre, pero contribuyen a modificar sensiblemente en el medio marino. En los fondos oceánicos existen depósitos inmensamente grandes de caparazones y otras estructuras protectores de organismos planctónicos y bentónicos.

·         Las plantas

Son las que ejercen en el mismo medio terrestre un papel preponderante. Los líquidos y los hongos contribuyen, desde un principio a la descomposición química de las rocas, extrayendo los elementos minerales que necesitan.

·         El hombre y su medio

Entre los agentes que originan cambios en la superficie terrestre, el hombre se encuentra entre los principales. Unas veces trata de él de provocarlos, otras veces las controla o los modifica. Él es entre las criaturas, la que mejor se adapta al medio.

b) FACTORES EXTERNOS

Los factores que influyen en el modelado de la superficie terrestre son tres: factores litológicos, factores tectónicos, y factores erosivos.

Los factores litológicos (relativo a las rocas), tienen que ver con las características de las formaciones o masas rocosas, es decir, capacidad de ser alteradas, permeabilidad, grado de dureza, etc.

Los factores tectónicos (relativo a la estructura de las rocas), determinan la disposición relativa de los estratos, así como el tipo de estructuras dominantes.

Los factores erosivos se relacionan en gran parte con las condiciones del clima, aunque dependiendo de la región de que se trate, y por tanto del tipo de relieve, existen determinados agentes erosivos que son más determinantes.

c) PROCESOS

METEORIZACIÓN

Alteración física o química de las rocas debida a la acción de los agentes atmosféricos. Se trata, por tanto, de un proceso estático cuyo resultado es la disgregación mecánica de las rocas (METEORIZACIÓN FÍSICA O MECÁNICA) o la variación en su composición química (METEORIZACIÓN QUÍMICA).

EROSION

Proceso que consiste en la fragmentación, disgregación o desgaste de las rocas por la acción de los agentes geológicos externos (ríos, torrentes, aguas de arroyada y escorrentía, glaciares, vientos, oleaje y otros fenómenos litorales); dichas transformaciones se ven acompañadas por el desplazamiento de los fragmentos resultantes.

LINEAL

Realizada en un franja estrecha del relieve por agentes como los ríos, torrentes, arroyos y lenguas glaciares. Su efecto es alargamiento, ahondamiento y ensanchamiento de los cauces respectivos.

AREOLAR

Realizada sobre grandes extensiones de terreno por los vientos, las aguas de arroyada y los casquetes polares. Va haciendo el relieve cada vez más bajo y suave y con pocos accidentes topográficos.

TRANSPORTE

Acarreo de los productos de la meteorización y la erosión desde zonas elevadas y de alto poder energético hasta zonas deprimidas y de bajo poder energético.

SEDIMENTACIÓN

Depósito de los materiales (sedimentos) en zonas de bajo nivel energético (ambiente sedimentario) donde alcanza estabilidad; depende de las características mecánicas, fisicoquímicas y biológicas del ambiente. Se establece una relación estrecha entre sedimento (y posteriormente roca) y ambiente sedimentario.

TIPOS

Detrítica (depósito por gravedad de partículas sueltas).

Química (depósito por precipitación de sustancias disueltas).

Orgánica

-         Organógena (depósito gravitatorio de restos de seres vivos)

-         Bioquímica (precipitación provocada por los seres vivos).

2.- MOVIMIENTO RAPIDOS

a) DESLIZAMIENTOS

Es el movimiento, hacia abajo de una ladera, de una masa de suelo o roca el cual ocurre principalmente sobre una superficie de ruptura o falla (debilidad del terreno). Su ocurrencia también depende de las siguientes variables:

·Clase de rocas y suelos

·Topografía (lugares montañosos con pendientes fuertes)

·Orientación de las fracturas o grietas en la tierra.

·Cantidad de lluvia en el área.

·Actividad sísmica. 

·Actividad humana (cortes en ladera, falta de canalización de aguas, etc.). 

·Erosión (por actividad humana y de la naturaleza).

Se puede presentar de dos formas:

Deslizamiento Rotacional: Los desplazamientos ocurren o tienen lugar a lo largo de una superficie de ruptura de forma curva o cóncava. 

Deslizamiento Traslacional: Consiste en el desplazamiento de una masa a lo largo de una superficie de ruptura de forma plana u ondulada.

b) DESPLOMES

son un tipo de movimientos de inestabilidad producidos por falta de apoyo que involucran una escasa cantidad de terreno. Suele tratarse de rocas que caen por una ladera, debido a la pérdida del apoyo que las sustentaba.

c) FLUJOS DE TIERRA

Son movimientos lentos de materiales blandos.

Estos flujos frecuentemente arrastran parte de la capa vegetal.

Los flujos o coladas son movimientos de masas de suelos (flujos de barro o tierra), derrubios (coladas de derrubios o "debris flow") o bloques rocosos (coladas de fragmentos rocosos) donde el material está disgregado y se comporta como un "fluido", sufriendo una deformación continua y sin presentar superficies de rotura definidas.

3.- MOVIMIENTOS LENTOS

a) RESBALAMIENTO

Se da incluso en pendientes suaves y en climas templados y tropicales, cuando el material no consolidado, en estado húmedo, fluye sin dejar marcas Superficiales sobre la cubierta vegetal, como fisuras o quiebres en la cubierta.

Otras evidencias pueden anunciarlo, por el flujo los árboles y postes se inclinan y los pavimentos, conducciones y estructuras se agrietan y dislocan.

b) SOLIFULXION

                       

c) GLACIARES DE ROCA

Son largas lenguas de escombros rocosos. Se mueve la masa de las rocas, sugiriendo un comportamiento viscoso y al pie de los acantilados, cuando recibe por carga los nuevos bloques producto de la acción de las olas, del hielo, etc., según el lugar donde se encuentren.