Tema 5. La geosfera
3. Els processos geològics interns
4. Els processos geològics externs
3. Els processos geològics interns
Els efectes de l’actuació
dels agents geològics interns són la formació de magmes
(magmatisme), els quals posteriorment es refredaran i originaran roques magmàtiques
o ígnies. Si el refredament té lloc a l’interior de l’escorça
s’originaran roques plutòniques (ex: granit) mentre que si ha
l'eixida massiva de material fos a la superfície, es formen roques
volcàniques (ex: basalt). A l’interior de la Terra també
hi ha un altre tipus de procés petrogenètic: El metamorfisme,
conjunt de canvis que pateixen les roques de l’interior de la Terra en
augmentar les condicions de pressió i temperatura. Aquests canvis es
donen sempre en estat sòlid. Altres manifestacions internes de la Terra
són la formació de les muntanyes i serralades (orogènesi),
la deformació de les roques (diàclasis, falles i plecs) o els
moviments d'amplis sectors de l'escorça terrestre així com d'altres
més coneguts i espectaculars com terratrèmols i erupcions volcàniques
Tots aquests processos que tenen lloc al cicle intern han estat integrat dintre
de la teoria de tectònica de plaques que ens proporciona una nova concepció
del dinamisme terrestre. La tectònica de plaques es un concepte geològic
molt recent, introduït ara fa uns 35 anys però que ha revolucionat
la forma d’entendre l’estructura i funcionament del nostre planeta.
A més a més, aquesta teoria ha unificat l’estudi de la
Terra ja que combina les diferents branques de la Geologia, des de la paleontologia
fins a la sismologia.
Per a un estudi més complet del dinamisme de l'interior de la Terra podeu llegir el document següent en format .pdf (punxeu el link "tema 7: tectònica de plaques2 que trobareu a la pàginaque us servirà de repàs de tot el que caldria haver estudiat en el curss anteriors.
Si no disposeu del programa Acrobat Reader,
el podeu descarregar gratuitament ací
La superfície terrestre, principalment la superfície emergida dels continents, està sotmesa a l'acció contínua de l'atmosfera, hidrosfera i biosfera que provoca la destrucció o denudació del relleu topogràfic en el denominat cicle geològic extern.
Aquest cicle comprèn les fases d’erosió, transport i sedimentació o dipòsit dels productes resultants de la fragmentació i descomposició de les roques superficials, descomposició prèvia que es porta a terme en un procés que es denominat meteorització i que engloba tots els canvis que sofreixen els materials de la superfície terrestre en resposta a l'acció de l'aire, l'aigua i els éssers vius.
L'erosió consisteix en la mobilització per l'aigua, gel o aire dels materials que resulten de la meteorització de les roques. Un dels factors que més influeixen en l'erosió és el clima, que al seu torn determina quin agent erosiu (aigua, gel o vent) domina en una regió. A més del clima, factors tals com la litologia (tipus de roca predominant en la regió) i relleu topogràfic influeixen en les taxes d’erosió d'una zona.
El transport és el procés mitjançant el qual els materials erosionats són traslladats d'un lloc a un altre de la superfície de la Terra. El principal agents de transport és l'aigua superficial (aigües salvatges, torrents i rius) que transporta partícules sòlides i dissoltes des de les zones més elevades a regions més deprimides, principalment cap a les conques oceàniques. Altres agents de transport amb una activitat més local són el gel, l'acció quieta del qual restringida a les zones polars i d'alta muntanya, i el vent, l'acció del qual es redueix gairebé exclusivament a les zones desèrtiques. Finalment, destacar l'acció de l'onatge i els corrents marins que mobilitzen i redistribueixen materials des de les zones costaneres cap a l'interior de les conques oceàniques.
La sedimentació és la deposició dels materials transportats pels agents geològics (aigua, gel i vent) en cessar la seva capacitat de transport. Les zones on es dipositen aquests materials reben el nom de conques sedimentàries que en la majoria dels casos coincideixen amb els mars i oceans. La sedimentació dels fragments transportats en estat sòlid es fa per acció de la gravetat mentre que els fragments transportats en estat dissolt passen a sediment per pocessos com l'evaporació (sal) o la precipitació (calcària). En aquests processos de precipitació química actuen sovint els éssers vius (sediments biogènics)
La capacitat d'erosió, transport o sedimentació de qualsevol dels agents geològics que acabem d’anomenar dependrà en gran mesura de dues variables:
a) la grandària i pes de les partícules
b) l'energia cinètica del mitjà. En general, l'erosió requereix més energia que el transport, ja que l'erosió deu ser capaç d'arrencar les partícules del mitjà on es troben; per contra, a mesura que disminueix l'energia de transport, les possibilitats de deposició o sedimentació de les partícules són majors.
METEORITZACIÓ
S’'anomena meteorització el procés per mitjà del qual les roques es fragmenten i es descomponen pel fet d'estar constantment exposades als agents atmosfèrics. La principal característica d'aquest procés és que afecta a les roques in situ, és a dir, sense haver sofert transport; Quan té lloc això es parla d'erosió. La meteorització transforma les roques compactes en un mantell residual finament fragmentat que pot ser transportat pels agents geològics externs.
Hi ha dues formes principals de meteorització:
* mecànica (física)
* química
A causa de la meteorització mecànica es produeix només la disgregació de les roques, mentre que la meteorització química provoca també variacions de la composició química dels minerals. Que hi actue un tipus o un altre de meteorització, o ambdós, depén del clima i de la roca. En general, quan la roca ja és disgregada, s'altera més facilment perquè exposa una superfície més gran a l'atac químic.Tipus de meteorització mecànica
1- Efecte de la dilatació per descompressió. Es produeix en roques formades a l'interior de la Terra que quan arriben a la superfície experimenten una dilatació a causa de la menor pressió a què són sotmeses (boles de granit).
2- Escalfament i refredament de les roques: termoclàstia. Aquest procés ve determinat pel diferent coeficient de dilatació dels seus minerals i a les diferències entre la superfície i l'interior de la roca, atesa la mala conductivitat tèrmica d'aquesta
3- Gel-desgel. L'aigua s'infiltra aporfitant la permeabilitat de la roca i l'existència de fractures.Les davallades de temperatura al voltant de 0†C generen grans tensions internes que són suficients per fragmentar les roques més consistents ja que el pas d'aigua a gel representa un augment de volum del 10%. L'acció és més eficaç quan més vegades es repeteix el procés gel-desgel, és a dir, que temperatures constantment més baixes tindran un efecte menor.
4- Les arrels de les plantes i l’acció els animals sapadors
La meteorització química predomina en climes humits amb temperatures altes i uniformes (climes equatorials). Els agents principals són els àcids, O2 i H2O presents a l'atmosfera, hidrosfera i biosfera. La seua acció facilita la destrucció de l'estructura cristal·lina dels minerals que formen les roques. Entre els diversos processos de meteorització química podem esmentar:
1- Dissolució. L'acció de l'aigua tendeix a desmoronar la xarxa molecular d'alguns minerals (les sals, com l'halita o el guix) .
(guix) CaSO4 · 2H2O ----------------------------> Ca2+ + SO42- + 2H2O
2.Oxidació. Les roques s'alteren per l'acció de l'oxígen que hi ha dissolt en l'aigua, el qual es combina amb els ions metàl·lics que formen part dels minerals. Això els proporciona un aspecte esponjós i groguenc.
3- Hidròlisi. En aquesta reacció, els ions del mineral reaccionen amb els ions de l'aigua (H+ o OH-) tot formant un nou mineral. L'exemple que millor il·lustra aquest procés és la transformació dels feldspats en minerals argilosos.
4- Acció dels éssers vius: Com a resultat de l'activitat biològica alguns organismes produeixen certes substàncies de caracter àcid que ataquen químicament les roques.
Fig.6: Tipus de transport
El sistema de vessants
En els vessants té lloc el procés d' erosió denominat areolar, induït per l' aigua de vessament superficial que discorre sense curs fix i que fa que els productes resul tants vagen a parar als rius. Segons el model d'acció i la intensitat deis agents, i les formes que en resulten, en poden distingir els dos tipus següents:
A) Rentatge i torrentada, l'aigua de vessament forma una lamina sobre el terreny que mitjançant l'acció de rentatge remou, disgrega i separa les partí- cules més fines. Aquest procés es veu afavorit per les intenses precipitacions, el gruix de les gotes de la pluja, l'absencia de vegetació i l'escassa infiltració. Si l'erosió és més intensa es produeix la torrentada, que origina marques d' incisió, solcs i escorrancs, que són solcs més profunds sobre el terreny. Aquest tipus d'erosió augmenta amb el pendent.
B) Moviments gravitatoris de vessant. Afecten la totalitat de la zona superficial del terreny que resulta del procés de meteorització i provoquen inestabilitat. Eis mecanismes són basicament de sis tipus: reptació, colades de fang, solifluxió, lliscaments, esllavissades i allaus.
1) Reptació o creep. És un descens gravitacional discontinu i lent del mantell d'alteració vessant avall, que només n' afecta la capa més superficial. Aquest descens es produeix com a resultat de la suma de dos moviments un d'expansió (elevació perpendicular del terreny motivada per l'inflament causat per la hidratació de certs materials, com ara les argiles) i un altre de retracció (caiguda gravitatoria vessant avall produïda per deshidratació
2) Colades de fang. Són mecanismes de flux. Es tracta de la caiguda contínua i brusca de materials plàstics en que no hi ha un pla de trencament. La velocitat de la massa que rellisca és més gran a la part superior que a l'inferior. Els materials viscoso tous, com argiles o llots que han absorbit molta aigua, es desplacen a favor del pendent encara que no siga gaire pronunciat, perquè quan hi ha la quantitat d'aigua suficient n'augmenta enormement la plasticitat i la fluldesa, i això els confereix una gran mobilitat. També poden aparéixer com a conseqüència de fenòmens volcanics sísmics.
3) Solifluxió. És una combinació de flux i reptació. És freqüent en els llocs de domini periglacial (situats a les proximitats de les zones polars o als cims muntanyosos), on hi ha una part del terreny permanentment gelat (permafrost) sobre la qual s'hi situa una part superficial que pot fluir durant el desglaç de l'estiu (mol·lisòl).
4) Lliscaments. Són moviments de les roques o del terra vessant avall, sobre una superfície de trencament, quan se supera la resistència al tall. La velocitat de la massa que es mou és igual en tots els punts. Els lliscaments poden ser lents o catastròfics, i necessiten una superfície d'arrencada que es pot deure a la rigidesa de la roca subjacent, a la posici6 paral.lela al talús dels plans en quès'esquartera la roca i als esforços naturals mecànics del vessant per mantenir un mateix nivell. Podem classificar els lliscaments en dos tipus
-Translacionals. Tenen Iloc si el trencament és més o menys paral.lel a la superfície del talús. La translació es produeix quan hi ha una roca competent (ferma) assentada sobre argila o una roca meteoritzada o terra sobre una roca sense meteoritzar
-Rotacionals o slump. Es produeixen quan hi ha moviments a favor d'una superfície de ruptura corba. Són freqüents en sòls cohesius de tipus uniforme, com ara les argiles, o en roques situades sobre nivells argilosos
Més informació sobre els medis sedimentaris la teniu en la pàgina següent. Altre aspecte interessant sobrte el tema és saber interpretar fotografies de paisatges
