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Sedimentación


La sedimentación es el proceso de acumulación de materiales después de haber sido erosionados y transportados. La sedimentación es el último paso del proceso de la morfogénesis. Las características de los depósitos, dependen de la naturaleza del agente de transporte. En el caso de los ríos, mares o viento el material se deposita cuando el movimiento es menor que la velocidad de deposición de la carga. En el caso del hielo, la deposición se produce cuando encuentra un obstáculo o cuando la masa de hielo alcanza su máxima extensión espacial.



La Sedimentología: Es la rama de la geología que se encarga de estudiar los sedimentos o detritos de las rocas que forman. La sedimentología pretende establecer modelos sedimentarios actuales que permitan reconocer y explicar los modelos sedimentarios del pasado. Esta rama de la geología está estrechamente relacionada con la Petrología sedimentaria y la estratigrafía. La petrología sedimentaria tiene como objeto de estudio la roca, mientras que la sedimentología estudia la ubicación de la roca dentro de la cuenca sedimentaria y a diferencia de la estratigrafía que se ocupa del tiempo de formación del sedimento, la sedimentología se ocupa del estudio del medio sedimentario propiamente dicho. En la década de los 60, la sedimentología tuvo un gran impulso debido a la explotación de los hidrocarburos, ya que estos estudios son fundamentales para la localización de áreas favorables para la acumulación de estos materiales. También tienen importancia en el estudio y manipulación del medio ambiente para la construcción de muelles, puertos, defensas de erosión de costas, entre otros.

Proceso de Sedimentación: Formación de rocas sedimentarias
Los procesos sedimentarios son fenómenos de la superficie terrestre y del agua. Comienza con la destrucción de rocas sólidas por meteorización, la erosión y el transporte, ya sea a través del agua, el hielo o el viento. Posteriormente ocurre la deposición o precipitación de los sedimentos y por último la diagénesis o formación de rocas sólidas (ver Figura 1). Los procesos sedimentarios por lo general son muy complejos y requieren de diversos factores.


Fig.- Proceso de Sedimentación

Tipos de sedimentación

En geomorfología, se consideran dos tipos de sedimentación en virtud de las características de los materiales que se depositan, dando origen a la sedimentación continental y la sedimentación marina.

Los sedimentos continentales: se caracterizan por ser gruesos y angulosos. La fragmentación y la pérdida de ángulos depende de la cantidad de golpes que recibe el fragmento, y éste es menor en un medio continental que en un medio marino. Los procesos morfogenéticos que depositan derrubios continentales son: glaciar, fluvial, eólico y lacustre.

Los sedimentos marinos
se caracterizan por ser más finos y redondeados, producto de continuos golpes entre los fragmentos, particularmente en las zonas del litoral. Se distinguen los procesos: Litoral, nerítico, batial y abisal. Por otra parte los sedimentos pueden depositarse de manera concordante , en el mismo sentido o discordante, en diferente sentido, con las estructuras a las que cubre.


A continuación se definen cada uno de los procesos morfogenéticos de los diferentes sedimentos, tanto continentales como marinos:


1.- Procesos morfogenéticos continentales:

Sedimentación glaciar:

Existen dos procesos de sedimentación glaciar: Los denominados subglaciares que ocurren en la base del glaciar y los supraglaciares, los cuales ocurren en la superficie del mismo. El depósito que resulta de estos procesos es conocido como till, el cual constituye una mezcla amorfa de diferentes clases de sedimentos y tamaños, desde limos y arcillas hasta rocas. Con frecuencia contiene partículas conocidas como erráticas, que no tienen origen local. Esto se ha descrito en East Anglia (Inglaterra), donde se han encontrado rocas de la región noruega que se extiende en torno a la ciudad de Oslo.


Las formas de relieve originadas por la sedimentación glaciar se denominan morrenas. Las morrenas son acumulaciones de material heterogéneo transportado y depositado por un glaciar. Existen muchos tipos de morrenas:

     • Las morrenas de fondo, son aquellas que presentan superficie ondulada y están asociadas a        antiguos mantos de hielo.

     • Los drumlins son morrenas que recuerdan por        su forma a la mitad de un huevo y con        frecuencia aparecen formando enjambres o        campos de drumlins, los cuales dan origen a        una topografía conocida popularmente como        “cesta de huevos”.

     • Las morrenas laterales, morrenas medianas y morrenas finales o terminales, se presentan en        glaciares confinados a valles y su denominación depende de su localización con respecto al        glaciar. Es así que cuando las partículas rocosas liberadas por procesos de erosión flanquean un        glaciar, o se disponen a lo largo de las laderas de un antiguo valle glaciar, forman las morrenas        laterales. Cuando dos glaciares confluyen y se juntan sus morrenas laterales, se crea una        morrena mediana, dando lugar a una cresta de derrubios que se extiende por debajo del glaciar        resultante. Una morrena terminal se forma en el frente de un glaciar y representa la máxima        extensión o avance de un glaciar, o la paralización en un periodo de retroceso general.



2.- Sedimentación fluvial:
Este tipo de sedimentación se presenta por acción de las aguas salvajes o de arroyada, que son las que provienen del deshielo de la nieve, o de la lluvia y discurren sobre el terreno sin cauce fijo. Al deslizarse por las laderas se van uniendo entre sí hasta incorporarse a un torrente o río. Su acción es especialmente erosiva, dependiendo en gran medida, de la naturaleza del terreno por el cual discurren, de su permeabilidad, de la pendiente y de la vegetación. Finalmente después del proceso erosivo el transporte del material erosionado se sedimenta.

Sedimentación ocasionada por torrentes: Los torrentes son cursos de agua de régimen intermitente que se deslizan por terrenos de gran pendiente. El origen de los torrentes depende principalmente de las regiones donde se forman. En zonas de alta montaña, se originan a partir de un glaciar. La lengua del glaciar se deshiela y el agua puede quedar retenida en parte por los sedimentos almacenados. Una vez que los rebasa se desplaza de forma torrencial. Estos torrentes son principalmente de primavera o de verano.

En las regiones más áridas, o de menor altitud, se originan los torrentes a partir de las aguas de arroyada. Solamente se forman en épocas de lluvia, y durante el estiaje el cauce queda seco. Si la pendiente es grande y las lluvias torrenciales, pueden originar daños importantes. Los torrentes ejercen tres efectos: de erosión, transporte, y sedimentación, según su curso. En él se distinguen tres partes:

Cuenca de recepción:
Es la zona del torrente donde se reúnen las aguas salvajes que forman su caudal. Suele tener forma de embudo, donde predominan la erosión y el transporte, aunque también se depositan los materiales más pesados.
Canal de desagüe:
Es el cauce del torrente. Por él se desplaza el agua con gran violencia, transportando el material erosionado. También aquí produce erosión, profundizando el cauce y arrancando materiales a ambos lados. Estos materiales angulosos excavan por los remolinos que crea el agua, formando las llamadas ollas o marmitas del gigante.
Cono de deyección:
Es la zona final del torrente. En ella disminuye bruscamente la pendiente, por lo que la erosión y el transporte dejan de actuar y se produce la sedimentación de los materiales arrastrados. Estos son heterogéneos, como piedras angulosas, gravas, arenas, barro y restos de vegetación.

3.- Sedimentación ocasionada por los ríos:
Los ríos son corrientes de agua que de forma permanente discurren por un cauce fijo. En ellos se distinguen: El cauce o lecho, que es el hueco excavado por el río y por donde avanzan sus aguas, suele presentar uno pequeño, de estiaje, y otro más amplio o de avenida. El caudal, es el volumen de agua que transporta por unidad de tiempo, suele variar según la estación y la pluviosidad. Los efectos de erosión, transporte y sedimentación se realizan de distinta manera dependiendo del caudal, de la velocidad del agua y de los materiales que encuentre.

Cursos de un río

Curso alto:
Es la cabecera del río, donde la pendiente es pronunciada. En esta parte predomina la erosión, debido a la velocidad de las aguas y de los materiales que arrastra el río, excava su cauce desgastando el fondo y las laderas del valle, formando barrancos profundos. Si las rocas son duras, el río se encaja y origina hoces, gargantas, congostos y desfiladeros; si son blandas, forman un valle ancho y abierto. En esta parte son frecuentes las cascadas y los rápidos. El valle excavado forma parte de V.
Curso medio:
A medida que el río desciende va perdiendo pendiente y ganando caudal. Se producen ahora fenómenos de transporte y continúan aun los de erosión. El valle se ensancha tomando forma de artesa. En él aparecen los dos lechos de avenidas o de estiaje. Los sedimentos que deja en el valle forman las vegas.
Curso bajo:
La pendiente es escasa y el caudal aumenta. Al perder velocidad, el agua no puede arrastrar los materiales y los sedimenta en el valle, que ahora se hace más amplio, valle en bandeja. Las vegas se ensanchan y el río toma un curso divagante formando meandros. Si los fenómenos sedimentarios se sitúan en las desembocaduras, originan los deltas. Los sedimentos fluviales se llaman aluviones. Estos se depositan de forma selectiva, por tamaños; los más grandes presentan formas redondeadas: cantos rodados.

4.- Sedimentación eólica:

Es la sedimentación producto de la acción del viento. Cuando disminuye la fuerza del viento, las partículas transportadas se van depositando selectivamente: primero, las más gruesas y luego las más finas. De esta forma se van formando los depósitos, que en algunas regiones pueden ser importantes. Las formas más comunes son: Rizaduras paralelas y Dunas o médanos.

     • Rizaduras paralelas. Se originan del arrastre por rebote de los granos de arena. Chocan y        rebotan con los otros granos y los desplazan. Su disposición se debe a la diferente capacidad        de rebote de las partículas.

     • Dunas o médanos. Son acumulaciones de arena originadas por el viento. Se forman cuando las        partículas transportadas encuentran un obstáculo. Se acumulan delante de él, formando un        montículo, que constituye una duna embrionaria. Posteriormente va creciendo con nuevos aportes        de arena.
La duna tiene una pendiente suave del lado del barlovento, por donde ascienden los granos de arena, y otra más abrupta en el lado opuesto, sotavento, por donde caen. Debido a este movimiento de la arena, la duna avanza en la dirección del viento. Si su desplazamiento pone en peligro los cultivos o poblaciones, se puede “fijar”, plantando en ella vegetales apropiados, que con sus raíces sujetan la arena definitivamente.

Inicialmente las dunas son transversales a la dirección del viento, debido a su velocidad constante. Si cambia la velocidad, estas dunas se fragmentan y se desplazan, unas zonas a mayor velocidad que otras, tomando entonces la forma de media luna o barjanes. Si varios barjanes se unen originan dunas longitudinales. La asociación de dunas elementales de formas sencillas en el interior de los desiertos forma un erg.

Según el lugar donde se forman, se consideran dos tipos de dunas, las continentales y las litorales.

5.- Sedimentación lacustre:

Es la sedimentación que se presenta en los lagos. Los lagos están dominados por la sedimentación clástica, que tiene un resultado importante desde el punto de vista cuantitativo. Twenhofel (1932), fue el primero en presentar un modelo de sedimentación para este tipo de ambientes. Twenhofel destacó un diseño en fajas concéntricas de sedimentos más gruesos en la zona de costa, hasta finos en el centro de la cuenca. Esta disposición es alterada por varios factores, como por ejemplo, la desembocadura de grandes ríos capaces de generar corrientes de fondo que transporten sedimentos arenosos hacia las partes más profundas de la cuenca. 


Modelo de distribución de sedimentos
de Twenhofel (1932).

Básicamente pueden ser reconocidos tres subambientes dentro de este tipo de lagos:

La zona costera de naturaleza generalmente arenosa (eventualmente gravosa) compuesta por areniscas laminadas, macizas o con laminación ondulitica (eventualmente gravas). En este sector son también frecuentes los depósitos deltaicos, en algunos casos deltas tipo Gilbert.

Una segunda zona, corresponde a la intermedia, formada por alternancia de sedimentos arenosos y pelíticos. En este sector es frecuente el desarrollo de depósitos tanto de naturaleza arenosa como fangosa y de pelitas formadas por decantación. En grandes lagos que desarrollan deltas con taludes depositacionales inestables pueden aparecer en esta zona depósitos turbidíticos o distintos tipos de flujos de detritos.

La tercera zona la conforman las partes más profundas de los lagos dominados por sedimentación clástica, están formadas principalmente por pelitas laminadas o macizas, eventualmente carbonosas. En este sector predomina la sedimentación por decantación y el transporte de sedimentos limo-arcillosos por flujos de fondo (underflows) muy diluidos. Con frecuencia el tipo de flujo responsable del transporte de sedimentos dentro de un lago, es la resultante del balance de temperaturas entre el agua del lago y del río influyente.


Tipos de flujos y sus depósitos

Así por ejemplo, en los casos en los que el agua del lago tiene mayor temperatura que la del río, el agua que ingresa a la cuenca es más densa (siempre y cuando las temperaturas en juego sean superiores a los 4 ºC ) lo que favorece la generación de corrientes de fondo tipo underflows. En tales circunstancias, los sedimentos son transportados principalmente sobre el fondo por corrientes tractivas débiles y de bajo poder erosivo.
En la situación inversa, el agua que ingresa es menos densa y se desplaza como una corriente de superficie (overflows) hasta que se produzca la mezcla total de las aguas favoreciendo la sedimentación por decantación de los sedimentos. Una situación intermedia origina los interflows.

Lagos Perennes dominados por sedimentación carbonática
Existen 4 mecanismos principales para la sedimentación carbonática en los lagos:

Precipitación inorgánica:
Debida a la evaporación o indirectamente inducida por acción biológica.
Producción orgánica:
Correspondiente a la deposición en forma de conchillas o diferentes tipos de incrustaciones.
Aporte alóctono:
En forma de partículas clásticas mayormente por ríos que desembocan en el lago.
Precipitación postdepositacional o diagenética temprana:
Estos cuatro mecanismos permiten reconocer dos tipos ambientales contrastantes en los que domina la sedimentación carbonática: Lagos de agua dulce, generalmente vinculados a zonas húmedas, donde la actividad biológica juega un rol fundamental en la precipitación del carbonato y lagos de agua salada o salobre, característicos de zonas áridas o semiáridas, donde la precipitación a partir de salmueras tiene un papel fundamental.

Procesos morfogénicos marinos:

1.- Sedimentación en plataformas continentales:

La zona de transición entre el límite externo de la playa y la plataforma continental propiamente dicha, participa de las características de sedimentación de ambas. Es un área de sedimentación de limos y lutitas, aunque pueden existir capas intercaladas arenosas originadas durante las grandes tormentas. Existe un gran predominio de especies en esta zona por lo cual el sedimento se encuentra frecuentemente turbio y es posible encontrar la acumulación de conchas. En la plataforma continental propiamente dicha existe un predominio de sedimentación de margas, limos y arcillas. La mayor parte de estos materiales son transportados en suspensión procedentes del continente. En los mares cálidos gran parte de los sedimentos son producto de la erosión de conchas producidas por organismos perforantes. Los sedimentos de las plataformas continentales actuales se han clasificado en relictos y modernos.

Los sedimentos relictos fueron depositados cuando el área en cuestión formaba parte de otro ambiente sedimentario, generalmente más proximal por hallarse el nivel del mar a cotas inferiores a las actuales. Esto habría ocurrido durante la era Cuaternaria, como consecuencia de las glaciaciones.

Los sedimentos modernos se dividen en material detrítico (transportado en suspensión, ya sea por el agua, el viento o el hielo); material organógeno (producto del acumulo de conchas y de fragmentos de las mismas), y minerales autígenos (o de formación del propio medio, como son la fosforita y la galuconita).

2.- Sedimentación litoral:
Además de arenas, gravas y cantos, en las aguas marinas también existen limos y arcillas , y estas partículas más pequeñas también son sedimentadas . Son materiales aportados por los ríos, la ablación marina y el viento. Esta sedimentación se hace en condiciones especiales como en los rincones del litoral al abrigo de la agitación de las olas y aguas someras. Aparecen en las zonas más altas de las mareas justo en su punto culminante y en el comienzo del descenso de la marea. Surgen, así, regiones mal drenadas de carácter pantanoso y marismas . La zona pantanosa del litoral se diferencia de la marisma, en que ésta tiene una pendiente contraria a la dirección del mar.

3.- Sedimentación en las zonas profundas marinas:
Con relación a la profundidad, el océano se divide en la zona fótica, que es aquella que permanece iluminada por el sol y que llega a alrededor de los doscientos metros de profundidad, y la zona afótica, que es oscura, porque no recibe los rayos solares y se inicia en los doscientos metros de profundidad. En la zona afótica hay una nueva división: La zona batial, que llega alrededor de los dos mil metros de profundidad y que está influida por los movimientos ascendentes y descendentes de las masas de agua; y la zona abisal, zona más profunda que sigue a la batial, en la que las aguas permanecen tranquilas. Considerando la distancia respecto a la costa, se distingue dos zonas la zona nerítica y la zona pelágica.

En estas zonas, la sedimentación depende del talud continental donde se acumulan los materiales depositados en la parte externa de la plataforma continental y aquellos que se han deslizado por el talud. La sedimentación en ésta área es arcillosa predominantemente sin intercalaciones de niveles olistostrómicos . Si existe la desembocadura de un cañón submarino, éste construirá su típico abanico deposicional, formado por series dominantemente turbidíticas. Tanto los materiales de borde continental, como los propios de abanicos submarinos, pasan lateralmente a los sedimentos más profundos. Estos están formados por delgadas capas de material transportado por corrientes de turbidez y por sedimento autóctono, constituido, en gran parte, por margas pelágicas en las que abundan las conchas de los foraminíferos. En las áreas donde no llega el material dentrítico, se depositan materiales muy finos, que se hallan en suspensión en las aguas y conchas de foraminíferos pelágicos, o bien, a la acumulación de conchas de radiolarios, originándose, en este caso, una roca silícea (radiolarita).

De este modo se puede observar que la sedimentación juega un papel muy importante en la creación de nuevas tierras cuando el mar arrastra partículas de un lado a otro depositándolo a través de sedimentos, acumulando varias capas, lo que se llama ganar tierra al mar. Por otro lado estas partículas son arrastradas, erosionando la tierra. Así, cuando los ríos o los glaciales erosionan la tierra, sus sedimentos llegan a acumularse en otros ambientes, generando tierras abajo mayor fertilidad, pero tierra arriba genera ambientes un tanto árido.

 
 

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