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1. Meteorización EsferoidalAlteración mediante Meteorización Química Eduardo J. Cabret Mónica Castro Carib A. Oquendo Omar I. Pérez

2. Meteorización • Es la rotura o la desintegración de una roca sobre la superficie de la Tierra, en la que se forma un manto de roca alterada o “regolito”, que permanece in situ. • El concepto de erosión mediante meteorización incluye la denudación o degradación de una roca y su transporte • 2 Tipos de Meteorización: • Meteorización Física • Meteorización Química

3. Meteorización Física • La desintegración o rompimiento de roca por procesos físicos, sin cambios en la composición química o mineral. • Ocurre debido a estreses que se originan en la roca y por otras fuerzas que son aplicados externamente. • Esta dividida en varios procesos: • Descompresión (“unloading”) • Congelación y deshielo • Crecimiento de cristales • Expansión y contracción termal • Mojamiento y secamiento • Arranque coloidal (“Colloidal Plucking”) • Impacto gravitacional • Actividad orgánica

4. Unloading

5. Congelación y deshielo

6. Crecimiento de cristales

7. Meteorización Química • Descomposición de las rocas por procesos superficiales que cambian la composición química del material original. • Rocas comúnmente están fuera de equilibrio con las condiciones ambientales y reaccionan químicamente para formar compuestos mas estables. • Esta dividida en varios procesos: • Disolución • Oxidación-reducción • Intercambio iónico • Hidrólisis • Carbonación • Hidratación • Quelación

8. Oxidación-reducción

9. Disolución

10. Controles: La roca madre La estabilidad mineral El clima La vegetación La topografía El tiempo Efectos: Formación de arcillas Desintegración granular “Weathering pits” Meteorización esferoidal Formación de picos de roca (“tor formation”) Meteorización cavernosa Formación de suelos Efectos y controles de la meteorización

11. Como notamos anteriormente... • El resultado mas significativo de la meteorización química es la descomposición de minerales inestables y la retención o generación de esos materiales que son estables en la superficie de la Tierra. • Esto lo vemos en la predominancia de ciertos minerales que se encuentran en el material superficial o suelo. • En adición a alterar la estructura interna de minerales, la meteorización química también causa cambios físicos.

12. Por ejemplo... • Cuando fragmentos angulares de roca son atacados por agua que fluye a través de diaclasas, los fragmentos tienden a tomar una forma esférica. • La redondez gradual de las esquinas y puntas de bloques son atacadas primero con mas rapidez debido a que el área superficial es mayor. Esto también se debe al volumen cuando lo comparamos con los lados y las caras o los frentes. • A este tipo de proceso lo llamamos meteorización esferoidal, donde podemos observar como este proceso le da a la roca meteorizada una forma mas redonda o esférica.

13. Meteorización Esferoidal • Algunas veces, durante la formación de bloques o “boulders” esferoidales, cascarones sucesivos se separan del cuerpo principal de la roca. Eventualmente, los cascarones externos se desprenden, permitiéndole a la meteorización química a penetrar dentro del bloque mas profundamente. • El escalamiento esférico se debe a que, mientras los minerales en la roca se meteorizan a ser arcillas, ellas aumentan en tamaño mediante la adición de agua a su estructura. Este aumento en expansión ejerce una fuerza hacia el exterior que causa que capas concéntricas de roca se suelten o se desprendan y se caigan.

14. Johua Tree National Monument, California • Meteorización esferoidal de roca diaclasada extensamente. • Agua se mueve a través de diaclasas y comienza a agrandarlas. • Debido a que las rocas son atacadas mas en las esquinas y los lados, ellas toman una forma esférica.

15. Cascarones sucesivos se desprenden mientras el proceso de meteorización continua penetrando siempre mas hacia el interior de la roca.

16. Por lo tanto... • La meteorización química ciertamente produce fuerzas bastante fuertes como para causar meteorización mecánica. • Este tipo de meteorización esferoidal, en donde los cascarones se escaman y se desprenden, no debería ser confundido con el fenómeno de laminación donde la fracturación ocurre como resultado del “unloading” y las capas de roca que se separan del cuerpo principal se encuentran grandemente sin alterar al momento de separación o desprendimiento.

17. Causas de Meteorización Esferoidal • Hipótesis de expansión • Temperatura • Cambios Químicos • Sustancias extranjeras o misceláneas • Hipótesis “Unloading” • Hipótesis de Volumen Constante

18. Causas de Meteorización Esferoidal • Hipótesis de Liesegang • Hipótesis de las micro-grietas

19. Aplicación a Puerto Rico • Meteorización Esferoidal en Río Blanco Icacos, Luquillo • El estudio de este lugar fue llevado a cabo el 18 de agosto del 2005. • En este lugar se encuentra la mayor actividad de niveles de meteorización química de granito en el mundo. • Esto se debe al clima tropical que facilita el proceso químico de meteorización.

20. Consistencia en el grado de meteorización del Río Icacos bed rock • Es mas o menos de 2-3cm. • Ocurre en un intervalo mas o menos de 200-300 años. • Dado el estado estable de la meteorización, la velocidad de la meteorización es de 0.01cm por año. • Fracturas ocurren aproximadamente cada 250 años. • Oxido ferroso es desplegado completamente en aproximadamente 1,000 años. • El proceso saprolitico es completado en aproximadamente 5,000 años, en una zona que contiene 20 capas o “rindlets”.

21. ¿Qué causa esto en Puerto Rico? • La difusión de oxigeno. • El acceso de fluidos corrosivos para entrar en la roca madre. • Oxidación de minerales ferrosos. • Precipitación de óxidos ferrosos. • También va a depender de las reacciones químicas que causan el proceso de oxidación.

22. Factores críticos... • Oxigeno disuelto en fluido que se penetra por los poros. • Oxigeno disuelto en el suelo. • Carbono en la atmósfera. • Combinación cíclica de ambos elementos de los cuales no se conoce mucho.

23. Vista de perfil de un cascaron meteorizado.

24. ¿Preguntas?