Estructura de la Tierra
La Tierra se compone de varias capas concéntricas:
- Corteza
- Manto superior
- Manto inferior
- Discontinuidad de Gutenberg
- Núcleo externo
- Núcleo interno
Composición de la Tierra
La Tierra es una esfera achatada en los polos, y las tres cuartas partes de su superficie están cubiertas por agua. Tiene un radio promedio de 6400 km, una masa total de aproximadamente 6×1024 kg y un volumen de 1,1×1021 m3.
Composición Química de la Litosfera
La litosfera está constituida por rocas que se forman a partir de distintos procesos geológicos. Estas rocas se originan a partir de un material fundido. Su clasificación más clara, según su origen, es la siguiente:
Rocas Ígneas o Magmáticas
Son aquellas que se forman por enfriamiento del magma, una materia rocosa fundida constituida por silicatos, vapor de agua y otros elementos volátiles. Se clasifican en dos grupos:
a) Plutónicas o Intrusivas: Se originan cuando el magma se enfría o solidifica lentamente y a gran profundidad. Ejemplos: granito, gabro.
b) Volcánicas o Extrusivas: Se forman mediante un proceso de enfriamiento rápido, cuando el magma brota a la superficie en forma de lava durante erupciones volcánicas, enfriándose en contacto con el aire o el agua. Ejemplos: pumita (piedra pómez), basalto, obsidiana.
Rocas Sedimentarias
Son las que se forman por fragmentos derivados de otras rocas que han sufrido procesos de meteorización y erosión, ya sea por cambios bruscos de temperatura, por el agua, el viento o el hielo. Los sedimentos se solidifican y forman rocas por efecto del tiempo, la temperatura y la presión mediante un proceso llamado diagénesis.
Rocas Metamórficas
Son las que se originan a partir de otras rocas, ya sean ígneas o sedimentarias, que sufren transformaciones producto del calor o la presión. Se caracterizan por su naturaleza foliada, lo que implica que los granos de minerales se alinean formando capas paralelas por efecto de la presión.
¿Qué son las Rocas?
Las rocas son material natural constituido por minerales, los cuales son compuestos inorgánicos que tienen una composición química definida. Están formadas por diferentes tipos de minerales en distintas proporciones. Por ejemplo, el granito contiene cuarzo.
El Suelo
El suelo es la fina capa de material fértil que cubre la superficie de la Tierra. Para un científico, el suelo constituye el objeto de estudio de la Edafología, que define al suelo como un ente natural, organizado e independiente con constituyentes, propiedades y génesis que son el resultado de la acción de factores activos como el clima, organismos vivos y muertos, el relieve y el tiempo, sobre un material pasivo, como es la roca madre. La Edafología es la ciencia que estudia las características de los suelos, su formación y evolución, sus propiedades físicas, químicas, morfológicas y su distribución.
Origen del Suelo
El suelo se forma por la disgregación física de la roca madre bajo la influencia de agentes climáticos como el viento, la lluvia y los cambios de temperatura, por la alteración o descomposición química de los minerales que la conforman (debido a la acción de una serie de microorganismos que se desarrollan en la superficie de la roca) y por agentes químicos como el CO2 y el O2 atmosféricos.
Factores que Determinan la Formación del Suelo
La Roca: La composición de la roca madre será un factor importante en la formación del suelo.
Los Organismos: La vegetación, la fauna y los microorganismos son el material original para formar la fracción orgánica del suelo. Los vegetales y animales, al morir, sufren profundas transformaciones mediante la acción de microorganismos, generándose el humus. El humus paulatinamente se va mezclando con partículas muy finas de la roca y se va formando el suelo fértil.
El Clima: La influencia del clima en la formación del suelo se manifiesta al considerar que este regula el aporte de agua y la temperatura. Ambos factores, humedad y temperatura, son decisivos en el tipo de suelo que se forme. Los suelos de regiones húmedas son diferentes a los de regiones áridas. En regiones lluviosas y cálidas se forman suelos con mayor contenido de arcillas. El porcentaje aumenta también con las lluvias, ya que aumenta el desarrollo de vegetales y los aportes de estos al suelo.
La Topografía o Relieve: Si observamos la distribución del suelo en una zona montañosa, vemos que el suelo se encuentra en forma escalonada. En zonas inclinadas se produce una gran erosión, los materiales se transportan pendiente abajo y se forman suelos pobres y esqueléticos. En las laderas se produce la deposición de los materiales arrastrados y se forman suelos muy espesos y de textura muy fina.
El Tiempo: El suelo se forma a una velocidad muy baja, que fluctúa en un rango de 1 a 0,001 mm/año, y depende del tipo de factores formadores del mismo. Así, un suelo se forma más rápidamente sobre materiales sueltos e inestables que a partir de rocas duras y constituidas por minerales estables. Se forma más rápido en climas húmedos y cálidos que en climas secos y fríos.
Perfil del Suelo y sus Características
Los procesos de formación del suelo, o edafización, se van produciendo desde la superficie, este se va estratificando en capas cuyos constituyentes y propiedades varían regularmente con la profundidad.
Horizonte A: Capa superficial de estructura granular que aporta el mayor porcentaje de materia orgánica transformada. En ella se acumula el humus, el que le da un color gris oscuro a negro. Si hay poca materia orgánica, presenta un color más claro. Es el caso de suelos cultivados.
Horizonte B: Conocido como subsuelo. Es de naturaleza mineral, pero también contiene humus. Es de color pardo rojizo.
Horizonte C: Es la zona de contacto entre el suelo y la roca que lo forma, y está constituido por fragmentos de diversos tamaños procedentes de la disgregación de la roca madre.
Horizonte R: Es la capa más profunda y está constituida por la roca madre que no ha sufrido alteraciones.
Propiedades Físicas de los Suelos
Color: El color del suelo puede ser una indicación simple del tipo de suelo.
Textura: El suelo está constituido por partículas de diferente tamaño, y su textura está determinada por la proporción en que se encuentran las diferentes partículas. La textura representa la posición granulométrica del suelo.
Estructura: Las partículas del suelo se agrupan en agregados estructurales llamados peds o terrones, los que se repiten y forman la estructura del suelo, dejando grandes poros entre sí. La formación de estos agregados ocurre principalmente por la actividad de los microorganismos en el suelo. La estructura sólo se manifiesta cuando el suelo está seco y se agrieta. Si el suelo está húmedo, se vuelve masivo (sin grietas). Los agregados pueden tener distintas formas, todas son objeto de estudio de la edafología. Algunas de estas formas son:
Migajosa: Formada por agregados porosos y esféricos.
Granular: Consiste en agregados poco porosos, más compactos que la forma anterior.
Prismática: Los agregados se desarrollan más en dirección vertical que en la horizontal.
Laminar: Los agregados se desarrollan más en las direcciones horizontales que en la vertical. Tiene aspecto de láminas.
Porosidad: Representa el porcentaje total de espacios libres en el suelo y depende de la textura (tamaño de las partículas) y estructura (forma de los agregados). Se conocen dos tipos de porosidad:
a) Macroporosidad: Poros > 0,008 mm. Es característica de los suelos en agregados y tiene influencia directa en la circulación de agua y gases en el suelo.
b) Microporosidad: Poros < 0,008 mm. Se presenta en suelos con textura fina e influye en la capacidad de retención de agua, factor muy importante para que los vegetales resistan en épocas de sequía.
La Acidez de los Suelos o pH
La acidez de un suelo influye en sus propiedades. Si el pH es muy bajo, hay una intensa alteración de los minerales y la estructura se desestabiliza. Si el medio es muy básico, la arcilla se dispersa, destruyéndose la estructura del suelo.
El Ciclo del Nitrógeno
El ciclo del nitrógeno consiste en varios bancos o bolsas de almacenamiento de nitrógeno y de procesos por los cuales las bolsas intercambian nitrógeno. Los procesos principales que componen el ciclo del nitrógeno que pasa por la bioesfera, la atmósfera y la geoesfera son cinco: la fijación del nitrógeno, la toma de nitrógeno (crecimiento de organismos), la mineralización del nitrógeno (desintegración), la nitrificación y la denitrificación.
La Degradación del Suelo
Los suelos pueden degradarse por causas naturales tales como la erosión y el aumento de contenido salino. La erosión es la remoción de las partículas del suelo por efecto de la acción del agua (erosión hídrica) y el viento (erosión eólica). La erosión acelerada o antrópica es consecuencia de la alteración del suelo por el ser humano, por el mal manejo y uso inapropiado del suelo. La salinización se produce por el exceso de sales solubles que interfieren en el crecimiento de las plantas y degradan al suelo.
Minerales
Un mineral es una sustancia homogénea de uno o más elementos formados mediante procesos inorgánicos naturales. Los de un solo elemento son llamados elementos nativos, que aparecen sin combinarse con átomos de otros elementos, como el oro y la plata. Los minerales de dos o más elementos, como la pirita y el hierro, se pueden clasificar en primarios (se encuentran minerales debido a su estabilidad) y secundarios (fueron minerales primarios que, siendo poco estables, pueden sufrir alteraciones químicas). Todos los minerales son sustancias sólidas a temperatura ambiente, a excepción del mercurio (Hg) y el agua (H2O).
Cristales
Un cristal es una porción homogénea de materia con una estructura ordenada, definida y con una forma externa limitada por superficies planas.
Cristalografía
La cristalografía estudia el crecimiento, la forma y la geometría de la materia cristalina.
Exfoliación
La exfoliación es la tendencia que tiene un cristal a dividirse o romperse en ciertos planos a lo largo de determinadas direcciones.
Dureza
La dureza es el grado de resistencia que opone el mineral al ser rayado.
Clasificación Química de los Minerales
C1: Elementos Nativos: Elementos que se encuentran en estado nativo en la naturaleza. Son escasos y se subdividen en tres grupos: metales, semimetales y no metales.
C2: Sulfuros: Minerales no oxigenados e incluyen, además de los sulfuros de los metales, a los seleniuros, arseniuros, telururos, antimoniuros y bismuturos.
C3: Haluros o Halogenuros: No contienen oxígeno. Compuestos halogenados por diversos metales.
C4: Óxidos e Hidróxidos: Óxidos compuestos por metal y oxígeno. Hidróxidos: contienen iones hidroxilos.
C5: Carbonatos, Nitratos, Boratos: Carbonatos muy abundantes, nitratos escasos y boratos escasos.
C6: Sulfatos, Cromatos, Molibdatos y Wolframatos: No metálicos y de poca dureza.
C7: Fosfatos, Arseniatos, Vanadatos: Complejos.
C8: Más abundantes, como el circón y la mica.