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Rocas suelo
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Rocas suelo

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  • 1. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL SUELO LAS ROCAS Y EL SUELO ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 3.1 Las Rocas son cuerpos naturales Inorgánicos formados por agrupaciones minerales. Existen Rocas Simples constituidas por un solo mineral. Ej: Calizas ( Ca Co3), Krishal ( Dolonit) {CaMg( C03)2} Trigonal y Rocas compuestas constituido por varios minerales Ej: Granito formado por cristalesde Feldespastospotasico, Quar 3 , Glimmer Feldespato Granito Quarz Si 02 Glimmer KAl2 ( Al Si3 010 ) ( 0H, F)2 : Muskowit, Biotic Plagio clases Basalto X ( Al , Si )4 08 : X = Na, K, Cc NaAlSi308 - CaAl2Si208 Augit ( Ca,Mg,Fe,Ti,Al ) ( Al , Si )2 06 Olivin ( Mg , Fe )2 Si 04 Magnetit Fe304 ( Fe0 Fe2 03 ) 57
  • 2. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL De acuerdo a su origen se clasifican las rocas en Igneas ,Sedimentarias y metamórficas. ROCAS IGNEAS : Se forman por el enfriamiento de las rocas fundidas. Las rocas fundidas se presentan debajo de la superficie terrestre y en la superficie ( Lava). El enfriamiento de las rocas fundidas puede ocurrir en cualquier lugar. Batolita Plutón Proceso físico Instantáneo Cuando las rocas Igneas se enfrían Vidrio Cristalización Rápido Cristales diminutos Lento Cristales grandes T = 700°C 58 1200 °C
  • 3. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL 1) ROCAS MÁFICAS : Primeras en cristalizar - Color gris a negro - Lisas , pequeños cristales Ejemplo : Basalto y el gabro 2) ROCAS INTERMEDIAS : - Colores intermedios: 15 % - 40% oscuro - Andesitas y Diorita 3) ROCAS FÉLSICAS: Últimos minerales - Colores claros - Granito - Cristales grandes Según color: 1) ULTRAMÁFICOS Oscuros a verde oscuro 2) MÁFICOS Oscuros: Basaltos , Gabros 3) FELSICOS Olivin , Prioxenos, Peridotita Claros, Granito ROCAS METAMÓRFICAS El Metamorfismo es la transformación de un tipo de roca en otra.Las rocas Metamórficas se forman por recristalización ,por altas temperaturas a presiones de de rocas Igneas a sedimentáreas. Antes del Metamorfismo (Roca Ignea) T= 150° - 800 C° Granito Despúes del Metamorfismo (Roca Metamórfica) Gneiss 59
  • 4. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL Caliza (Sedimentaria) Granito (Roca Ignea) Recristalización Mármol ( Presión) Gneiss ROCAS IGNEAS Y ROCAS VOLCÁNICAS : Bolívar y Roldanillo 60
  • 5. Se puede quemar Se puede trozar 987654321 987654321 987654321 987654321987654321 987654321987654321 987654321987654321 987654321987654321 987654321 987654321 987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 765432109876543210987654321 Papel 61 Materia química Materia física Ejemplo: Química = Descomposición Meteorización Física = Desintegración Procesos Biológicos Procesos Físicos Minerales primarios Procesos Químicos METEORIZACIÓN O INTEMPORIZACIÓN PROCESOS: - Compactación - Fosilización - Consolidación DIAGÉNESIS : Paso de sedimento a roca sedimentaria. Consiste en sedimentos que resultan de la acción de los agentes de la erosión y del transporte de agentes Físico - Químico. Ej: Areniscos, arcillas,carbones,calizas,limalitas..etc SEDIMENTARIAS ROCAS SEDIMENTARIAS FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL
  • 6. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL METEORIZACIÓN FÍSICA O MECÁNICA Mayor área superficial disponible para la química. La fragmentación puede ser: 1° Hielo o congelación Aumenta el volumen en un 10% el agua líquida se expande un 90% cuando se congela. 2° Temperatura: ∆ T° La roca se fragmenta en un desierto. 3° Precipitación : El lavado de las lluvias lleva sales solubles a los poros 4° Gravedad: Aludes, avalanchas, derrumbes. 62 Sales se cristalizan Fragmentación
  • 7. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL METEORIZACIÓN QUÍMICA 1) DISOLUCIÓN : Cómo se disuelve el azúcar en el agua. Ej: Calcita + lluvia ácida è se hace soluble (insoluble) CaCo3 + 2 [ H+ (H2o ) ] CaCo2 + 3(H2) o ( calcita) Lluvia ácida ( soluble) Carbonato cálcico (insoluble) 2) OXIDACIÓN : El oxígeno combinado con el hierro. 4Fe + 3O2 2Fe2 O3 ( Hämatit ) ( óxido férrico) 4FeO + O2 +2 H2O 4Fe OOH ( Göthit ) Johann Wolfang M Göthe ( 1749 - 1832 ) En general : Fe +2 Pacífico : Basalto Fe +2 ( Rojo) ( Hämafif ) ( Verde) Fe +3 ( Amarillo) (Göfhif) M. Químico Rojo Amarillo 63
  • 8. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL 3) HIDRÓLISIS: La reacción de los minerales con el agua Ej: Granito { Cuarzo Feldespato potásico 2KALSi3O8 + 2 ( H+ + HCO3) + H2O ( Feldespato potásico) AL2Si2O5(OH)4 Caolinita ( Arcilla residual ) + 2K+ + 2HCO3) + 45 ; O2 } En solución ( Bicarbonato) Los minerales de arcilla son los productos finales de la meteorización. General: Cuarzo Granito: Feldespato potásico { 64 { H2O Arcillas En resumen: Basalto Fe + Oxígeno Granito Vidrio, areniscas Hämatit ( Rojizo) (AL,Si,O) + H2O Arcillas residuales Cuarzo Arenas
  • 9. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL METEORIZACIÓN BIOLÓGICA Se debe a la actividad de los organismos vivos: Vegetales o animales - Vegetales - Animales : Lombriz Rysabios Mycorrizas Bacterias Hongos Líquenes Raices FORMACIÓN SUELOS FACTORES Y PROCESOS DE FORMACIÓN DE SUELOS La formación del suelo es el resultado de la acción del clima, y de los organismos sobre el material inicial o parental , en un relieve dado y por un periodo de tiempo . Factores y su categoría de acuerdo a su actividad: 1) Clima ( cl ) Activo 2) Organismos (o) Activo 3) Material parental ( m-p) Pasivo 4) Relieve (r) Pasivo 5) Tiempo (t) Pasivo Esta serie de factores actúa interrelacionados,estableciendo la función del suelo. a e Pr (Cl) CLIMA pe ra cip ión Te m Flo un c ita a Fa tur (o) ORGANISMOS ∫ ƒ ( cl,o,r,m-p ) dt ra S= SUELO fís ico s Ag en tes MATERIAL PARENTAL ( m-p) 101 103 105 Joven Maduro ura Alt ente i nd Pe s ico ím qu tes en Ag (R) RELIEVE Senil (T) TIEMPO 65
  • 10. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL 1 )CLIMA Uno de los factores más influyentes en la formación de suelos , determina el tipo de meteorización que puede ocurrir en una zona. Región Precipitación Temperatura (mm/ año) Valle del Cauca Chocó Guajira - Desierto Selva Amazónica 800 - 1.100 4000 - 11.000 200 - 300 3000 - 5000 (ºC) 24 27 28 26 - 26 30 30 29 Altitud (Mts) 900 - 1.500 0 - 200 0 - 200 100 - 500 Factores secundarios en relación a la cantidad de lluvia. 1) Los ( H+ ) de hidrógeno aumenta el ph disminuye. 2) El contenido de arcilla ( hidrólisis de granito )se incrementa con las lluvias. 3) Se incrementan la profundidad de los carbonatos o de las bases ( Calcio,Mg, Sodio, Potasio ), resulta do de la lixiviación hacia estratos cada vez más profundos. 4) Contenido de nitrógeno y de M.O ( materia orgánica) aumenta por el cambio de la ácidez del suelo, modifica la actividad de los organismos responsables de la materia orgánica. 5) La profundidad y el grado de alteración de los materiales originales estan fuertemente afectados por el clima. En condiciones tropicales con elevadas precipitaciones y altas temperaturas la profundidad de alteración es considerable y el grado de transformación del material original es completo, llegando a acumularse los óxidos de Fe y Al , no así en condiciones desérticas o muy frías. 66
  • 11. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL 2) ORGANISMOS - VEGETACIÓN Y SUELO La vegetación y los organismos influyen en el suelo a través de : Acumulación de materia orgánica de composición variada. Desarrollo de horizontes orgánicos. Ciclos biológicos o reciclaje de los elementos. Reacciones bioquímicas en el suelo. Estabilidad estructural y aireación. Modificación del clima del suelo. 3) MATERIAL PARENTAL Es la materia prima de la cual se forman los suelos. De los basaltos ( rocas Igneas) se originan los suelos rojizos Ej: Hämatif del cuarzo del granito, las arenas y de los fedelspatos del cuarzo las arcillas. 4) RELIEVE Y SUELO Se entiende por relieve a las grandes desigualdades de la superficie terrestre. Topografía corresponde a los detalles de relieve 5) TIEMPO El factor tiempo para que ocurra las transformaciones del material parental, es fundamental en la génesis y en el desarrollo de sus propiedades de los suelos. en las figuras se pueden apreciar en forma esquématica la evolución de las cenizas volcánicas en función del tiempo. 67
  • 12. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL TEXTURA Es una expresión cualitativa y cuantitativa del tamaño de las partículas . Cualitativa ya que se refiere al comportamiento que resulta del tamaño y de la naturaleza de los constituyentes del suelo, y cuantitativa por ser una expreesión porcentual. Se refiere a la proporción relativa en peso de los diferentes tamaños de prtículas existentes en él, expresada comomporcentaje de la fracción mineral. Se distinguen básicamente tres tipos de partículas: arcilla, limo y arena. La distinción entre ellas se basa en una distribución arbitraria que asocia a cada fracción propiedades relacionadas al tamaño, como la plasticidad. Naturaleza física y mineralógica de las partículas Arenas: fragmentos de roca o minerales. En la arena fina predominan partículas individuales de minerales primarios y en la arena gruesa fragmentos de roca. Limos: Minerales o fragmentos de rocas, dominando en la fracción fina los minerales primarios individuales y eventualmente minerales secundarios del tipo arcilla de tamaño grueso como la caolinita. Arcilla: Minerales secundarios arcillosos del tipo cristalino , con una estructura compleja en capas en el caso de las arcillas cristalinas; arcillas de bajo grado de cristalinidad, como el alofán y la imogolita y las llamadas arcillas hidróxidos u óxidos de Fe y Al. Composición química de las partículas: Principalmente alúmino silicatos( Al, Si, O2) y constituyentes básicos dependiendo de los minerales existentes. El predominio de algunas de estas fracciones asfecta el comportamiento del suelo de la siguiente manera: Arcilla: 68 Fracción coloidal, incluye arcilla amorfas y cristalina. Alta plasticidad y adhesisvidad. Capacidad de espansión y contracción. Alta capacidad de retención de agua. Alta capacidad de retención de iones. Superficie específica alta. Permeabilidad e infiltración bajas. Microporosidad elevada.
  • 13. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL Limo: Partículas de forma irregular. Alta plasticidad y adhesividad media. Capacidad media de retención de agua. Permeabilidad e infiltración media a baja. Poca actividad química. Escasa a nula capacidad de retenciuón de iones. Baja fertilidad física. Riesgo de sellado y encostramiento superficial. Arena: Partículas de forma irregular. Baja adhesividad y plasticidad. Poca capacidad de retención de agua. Inactividad química. Macroporosidad alta. El número de combinaciones entre las tres fracciones que determinan la textura del suelo es ilimitado.Este continuo granulométrico del suelo, donde hay infinitas posibles combinaciones, ha sido dividido en clases texturales. Cada clase textural representa un grupo de combinaciones de tamaños de partículas con propiedades inferibles de acuerdo a la fracción predominante o proporción en que se encuentren, y tienen un comportamiento más o menos determinado. Existen dos métodos para deteminarlas: al tacto y el análisis granulométrico. Características de las fracciones granulométricas. Fracción Diámetro (mm) Arena muy gruesa Arena gruesa Arena media Arena fina Arena muy fina Limo Arcilla 2,00 - 1,00 1,00 - 0,50 0,50 - 0,25 0,25 - 0,10 0,10 - 0,05 0,05 - 0,002 < 0,002 N° de partículas gramos 90 720 5.700 46.000 722.000 5.776.000 90.260.853.000 Area cm2/g 11 23 5.700.45 91 237 454 8.000.000 La cantidad de partículas por gramo del suelo y el área superficial aumenta exponencialmente, incrementando su influencia en el comportamiento del suelo. Un suelo arcilloso debido a su gran área superficial tiene una gran actividad química y física, en contraste con los suelos arenosos. 69
  • 14. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL MÉTODO PARA CALCULAR LA DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DEL SUELO Según la segunda ley de Newton A) Tamaño de partículas Diámetro (mm) Arenas Limo Arcilla 2 - 0,05 0,05 - 0,002 Limo Arena Arcilla < 0,002 Una partícula que cae dentro de un fluído con viscosidad η Fuerzas que actuan: A) Peso de la partícula esférica: Ff B A W B) ρ= m v W = mg W= 4 πr3 3 B = Peso del fluído desplazado mDg = 4 πr3 ρL g 3 Donde ρL= Densidad del líquido ρs g ρ = Densidad de la partícula g r v = Gramos = Radio de la esfera = Velocidad de la esfera Ff = Kv = 6 π η r v η =Viscosidad del fluido v = Velocidad terminal 70 m = ρs 4 πr3 3
  • 15. FÍSICA AMBIENTAL AMBIENTAL Según la segunda ley de Newton : Ff B = ms.a W ρ .g ρ 4 πr3 s 3 6 πη rv = m.a 4 πr3 L .g 3 Si tenemos que la partícula esta en equilibrio ρ .g 4 πr3 s 3 ρ 4 πr3 L .g 3 4 πr3 ( g 3 v= 4 3( 3 πr ΣExt = m.a ρs ρL ( g 6π η r vt = = a=0 V= Cte 6 πη rv = 0 ρs ρL ( = 6π η r v 4 πr2 ( ρs ρL ( g 18 η 2 r2 g ( = 2 r2 g ( ρs ρL ( 9η ρs ρL ( 9η v es proporcional a r2 Velocidad terminal de la partícula con el tamaño de la partícula r 71
  • 16. AMBIENTAL FÍSICA AMBIENTAL v= v= H T = H T 2r 2 g ( ρs ρL ( 9η D = 2r D= Diámetro de la partícula proporcional a 1/ tiempo D= D= θ √t √ 18 η h t g ( ρs ρL ( θ = Parámetro de sedimentación η = Viscosidad del líquido ρ L = Densidad del líquido ρ s = Densidad de la partícula g = Aceleración de la gravedad 72

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