Ciclo Sedimentario
El ciclo sedimientario es uno de los tantos
ciclos biogeoquímicos. El ciclo que comprende la meteorización de una roca
existente seguida de su erosión, transporte y sedimentación.
En los ciclos sedimentarios, los nutrientes
circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas y sedimentos) la
hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos, generalmente
reciclados mucho más lentamente que en los ciclos atmosféricos, porque los
elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo tiempo, con
frecuencia de miles a millones de años y no tienen una fase gaseosa.
redondeados.
Los sedimentos del primer ciclo se caracterizan
por la presencia de minerales y fragmentos de roca menos resistentes. Si este
material es retrabajado durante un segundo ciclo, los minerales o fragmentos de
roca menos resistentes serán eliminados. Cuantos más ciclos sedimentarios sufre
un sedimento, éste se hace más maduro y estará dominado por minerales
resistentes, bien redondeados.
¿cuál es la importancia y utilidad de las rocas sedimentarias?
l 75% de los materiales superficiales continentales es de origen
sedimentario, sin embargo en volumen las rocas sedimentarias constituyen apenas
el 5% de los 15 Km exteriores de la corteza. Su gran importancia radica en que
ellas contienen más del 95% de los materiales que proveen de energía a nuestra
civilización, como hidrocarburos, carbones y elementos radioactivos.
Meteorizacion y erosion
En geología,
es el proceso de desintegración física y química de los materiales sólidos en o
cerca de la superficie de la Tierra, bajo la acción de los agentes
atmosféricos.
Tipos de Meteorización
Meteorización física : Consiste en la
alteración y degradación de los materiales que componen las rocas. La
meteorización física son los procesos que dan lugar a la disgregación de la
roca, son siempre físicos.
(Dilatación, Termofracción, Gelifracción, Bioerisión)
Meteorización química: Es un proceso que consiste en la descomposición
o rotura de las rocas por medio de reacciones químicas. La descomposición se
debe a la eliminación de los agentes que cementan la roca, e incluso afectan a
los enlaces químicos del mineral. Es posible que en el proceso, y debido a las
reacciones químicas, se formen materiales nuevos.
Meteorización Biológica u Orgánica
:Consiste en la ruptura de las rocas por la actividad de animales y plantas.
La vegetación desempeña un papel decisivo en los procesos de meteorización
química, ya que aportan iones y ácidos de disolución al agua.
Erosion
Llamamos "erosión" a una serie de procesos naturales físicos químicos
que desgastan y destruyen los suelos y rocas de la corteza de un planeta, en
este caso, de la Tierra.
a. Tipos de Erosión
Hídrica: Las aguas continentales son un
agente erosivo de primera magnitud. En forma de ríos que discurren sobre la
superficie, o de corrientes subterráneas, el agua desgasta los materiales que
hay por donde pasa y arrastra los restos en dirección al mar, dejándolos
depositados en diversos lugares, formando nuevos suelos y, en definitiva,
modelando el paisaje.
*
*Biológica: También los seres vivos
modifican el paisaje, a veces, de forma lenta y casi imperceptible y, otras, de
forma rápida y violenta.
b.Importancia de la meteorizacion y erosion en el ciclo sedimentario
Conjuntos
de fenómenos debidos a los agentes meteóricos que producen modificaciones en
los relieves de la superficie terrestre. Este termino no solo se utiliza para
en sentido estricto, entendiendo como tal los fenómenos físicos, sino también
para designar los resultados de los mismos, es decir, el transporte y la
deposición de los detritos originados.
Los principales agentes de la erosión son el agua, el aire y el hielo. Otros
agentes de menor importancia son el hombre (erosión antrópica), las variaciones
diurnas de la temperatura, etc. El predominio de uno u otro de los agentes de
la erosión depende en gran medida del clima de la región considerada. Así, por
ejemplo la acción del hielo, predomina en regiones de glaciales, la acción
eólica en zonas áridas y semiáridas, etc.
Los agentes erosivos no actúan cada uno de la misma manera, sino según procesos
específicos. El agua, por ejemplo, disuelve e hidrata, el viento corrasión,
etc. A la disolución, hidratación, corrasión etc., se les denomina procesos
erosivos.
Transporte de
sedimentos
El cálculo de
la pérdida de suelo a partir de la medida del movimiento de los sedimentos en
las corrientes y los ríos tropieza con varios problemas. La realización de las
mediciones lleva tiempo y resulta cara; su precisión puede ser baja; incluso si
se dispone de datos correctos sobre el movimiento de una corriente no se sabe
de dónde procede el suelo y cuándo se produjo el movimiento. Alguno de los
problemas técnicos se examinan en Dickinson y Bolton (1992). Sin embargo, puede
resultar útil hacer comparaciones
del movimiento en diferentes corrientes, o en diferentes momentos del año, o de
cuencas hidrográficas en las que se dan diferentes usos a la tierra. En el
Capítulo 1 se explicó por qué unos datos cuantitativos necesitan pares de
cuencas calibradas para que sean confiables y por qué se deben evitar los
tratamientos "antes y después".
El movimiento de los sedimentos en las
corrientes y ríos presenta dos formas. Los sedimentos en suspensión están
constituidos por las partículas más finas mantenidas en suspensión por los
remolinos de la corriente y sólo se asientan cuando la velocidad de la
corriente disminuye, o cuando el lecho se hace más liso o la corriente descarga
en un pozo o lago. Las partículas sólidas de mayor tamaño son arrastradas a lo
largo del lecho de la corriente y se designan con el nombre de arrastre de
fondo. Existe un tipo intermedio de movimiento en el que las partículas se
mueven aguas abajo dando rebotes o saltos, a veces tocando el fondo y a veces
avanzando en suspensión hasta que vuelven a caer al fondo. A este movimiento se
le denomina saltación y es una parte muy importante del proceso de transporte
por el viento; en la corriente líquida la altura de los saltos es tan reducida
que no se distinguen realmente del arrastre de fondo.
Aspectos fundamentales en el transporte de sedimentos
a) Las leyes del movimiento de Fluidos
Ley de Pascal
Ya sabes que el efecto producido por la fuerza aplicada
sobre un fluido depende del área en que se distribuye.
Ley de Arquímedes
Todos sabemos que para hundir en agua una pelota de playa o un bloque de
“frigolit” se requiere esfuerzo, y que es más fácil sostener en nuestros brazos
a una persona dentro del agua que fuera de ella. Tales hechos indican que los
líquidos empujan hacia la superficie con cierta fuerza a los cuerpos que se
sumergen en ellos. Esta fuerza se conoce como fuerza de empuje, o de
Arquímedes.
Fluidos
Fluidos en
movimiento:
El movimiento de líquidos y gases por tuberías es muy común: en la industria,
la vida diaria y en los organismos de los animales y seres humanos, incluso los
cauces de los ríos representan especies de tuberías.
Fluidos en reposo:
Se les llama fluidos en reposo porque no existen fuerzas que alteren su
movimiento o posición.
Esun tipo de medio continuo formado por alguna sustancia
entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad
definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su
seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original"
(lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable, donde sí hay fuerzas
restitutivas).
Un fluido es un conjunto de partículas que
se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente;
el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un
fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada
sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente
que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen
tanto de volumen como de forma propias. Las moléculas no cohesionadas se
deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos
están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos
viscosos (casi fluidos ideales).
Caracteristicas
ñ Movimiento no acotado de las
moléculas. Son infinitamente deformables, los
desplazamientos que un punto material o molécula
puede alcanzar en el seno del fluido no están acotados (esto contrasta con los
sólidos deformables, donde los desplazamientos están mucho más limitados). Esto
se debe a que sus moléculas no tienen una posición de equilibrio, como sucede
en los sólidos donde la mayoría de moléculas ejecutan pequeños movimientos
alrededor de sus posiciones de equilibrio.
ñ Compresibilidad.
Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante,
los líquidos son altamente incompresibles a diferencia de los gases que son
altamente compresibles. Sin embargo, la compresibilidad no diferencia a los
fluidos de los sólidos, ya que la compresibilidad de los sólidos es similar a
la de los líquidos.
ñ Viscosidad,
aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos. La
viscosidad hace que la velocidad de deformación puede aumentar las tensiones en
el seno del medio continuo. Esta propiedad acerca a los fluidos viscosos a los sólidos viscoelásticos.
ñ Distancia Molecular Grande: Esta es una de las características de los fluidos en la cual sus
moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los
sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas
externas y facilita su compresión.
ñ Fuerzas de Van
der Waals: Esta fuerza fue descubierta por el físico holandés
Johannes Van der Waals, el físico encontró la importancia de considerar el
volumen de las moléculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribución de
cargas positivas y negativas en las moléculas estableciendo la relación entre
presión, volumen, y temperatura de los fluidos.
ñ Ausencia de
memoria de forma, es decir, toman la forma del recipiente que lo
contenga, sin que existan fuerzas de recuperación elástica como en los sólidos.
Debido a su separación molecular los fluidos no poseen una forma definida por
tanto no se puede calcular su volumen o densidad a simple vista, para esto se
introduce el fluido en un recipiente en el cual toma su forma y así podemos
calcular su volumen y densidad, esto facilita su estudio. Esta última propiedad
es la que diferencia más claramente a fluidos (líquidos y gases) de sólidos deformables.
Fluidos
Newtonianos
La relación entre la fuerza y la
velocidad de desplazamiento lineal expresada en el párrafo anterior es válido
solo para el caso de fluidos Newtonianos.
Aquellos fluidos donde el esfuerzo
cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación se denominan
fluidos Newtonianos.
Algunos ejemplos de fluidos prácticamente newtonianos son el agua, el aire, la
gasolina y el petróleo.
Fluidos
NO Newtonianos
Los fluidos No Newtonianos son aquellos
en que el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la deformación.
Algunos ejemplos de fluidos con
comportamientos marcadamente No Newtonianos son la crema dental, la grasa y el
lavaplatos en gel. En estos ejemplos existe un esfuerzo de cedencia por debajo
del cual se comportan como un sólido.
En los fluidos Newtonianos este esfuerzo de cedencia es cero.
Mecanismos de transporte
a. Tracción (rodadura, reptación)
en el que la partícula se mueve a lo largo del lecho, pues es demasiado densa como para ser elevada
b. Saltación y suspension
en el que las partículas permanecen siempre por encima del lecho, sostenidas por el flujo turbulento del aire o del agua.
d. Flotación
La flotación es una operación unitaria que se emplea para al separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida . La separación se consigue introduciendo finas gotas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto de partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido.
e. Disolución
Movimiento de los sedimentos aplicando el diagrama de Hulstom
De acuerdo a su resistencia al ser arrastrados y de su comportamiento al ser transportados por una corriente, se tienen dos clases de sedimentos
a. Sedimentos cohesivos, implicación para el diagrama
Esta constituido por partículas de grano muy finas como las arcillas, en este caso la fuerza de cohesion es mucho mas grande que el peso de cada grano por lo que es la que se opone a las fuerzas de arrastre de la corriente
b. Sedimentos no cohesivos, implicación para el diagrama
Es conocido también como material granular, es conocido por granos gruesos o partículas sueltas como las gravas y las arenas siendo el peso de las partículas quien se opone a las fuerzas de arrastre de la corriente
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