Para introducir este tema debemos decir que la corteza original de la tierra está compuesta por dos capas separadas, denominadas sial y sima respectivamente, El sial es la capa exterior, con un espesor de unos 16 kilómetros, formada por los minerales primarios menos densos que contienen mayormente silicio y aluminio (Si-Al), de donde deriva el nombre de sial. La roca más común en el sial es el granito. La capa interior o sima es aproximadamente de 48 kilómetros de espesor y está formada por los minerales primarios más densos, que contienen mayormente silicio y magnesio (Si-Mg), los que dan origen al nombre sima. La roca más común en el sima es el basalto.
Igualmente es importante conocer la composición química de
la corteza terrestre (Tabla 1), para
entender que los elementos minerales predominantes son el silicio y el
aluminio, aspecto importante para comprobar que los minerales que constituyen
las rocas, en su estructura molecular son Alumino-silicatos asociados con
elementos básicos (Ca, Mg, Na, K).
Tabla 1: Elementos que forman la corteza terrestre
Las rocas son agregados o asociaciones de minerales con
diferentes formas, dimensiones y disposición. Un mineral es una sustancia
inorgánica natural, más o menos dura, que bajo condiciones apropiadas
desarrolla una forma cristalina característica, Los minerales primarios más
abundantes en la corteza terrestre son los feldespatos (50%), seguidos por cl
cuarzo (20%), los anfíboles, los piroxenos y el olivino (17%), micas (8%), y
otros minerales (5%). El estudio de las rocas se denomina petrografía y el de
los minerales mineralogía.
El suelo es un producto derivado de las rocas; las rocas a su vez están compuestas de minerales y los minerales de elementos nutrientes como fósforo, potasio, calcio, magnesio, sodio, hierro, manganeso, aluminio, silicio, boro, etc., que son aprovechados por las plantas después de que los procesos de transformación convierten gradualmente a la roca en suelo.
Las rocas o materiales de origen de los suelos son muy heterogéneos, no solo en cuanto a su estructura sino también en cuanto a su composición mineralógica. De ahí surgen las distintas clases de suelos, y por lo tanto la variedad de su clasificación.
Como los suelos son derivados de las rocas es necesario
tener conocimientos de petrografía, para saber qué características heredan los
suelos en cuanto a propiedades físicas y fertilidad química.
De lo anterior se deduce que antes del estudio de los suelos
es necesario el estudio de las rocas, con fines agropecuarios, para lo cual se
analizan teniendo en cuenta su origen, clasificación y los principales
minerales que entran en su composición.
1. ROCAS ÍGNEAS
Son rocas Ígneas aquellas formadas a
partir de la cristalización del magma. El magma es una materia fundida,
localizada en las capas inferiores de la tierra, en donde se encuentran los
minerales mezclados en una masa incandescente. En Colombia el mayor predominio
de rocas ígneas se observa en la Cordillera Central.
1.1 Rocas intrusivas o plutónicas
Son aquellas que han durado mucho tiempo en cristalizar y que por lo general lo hacen a grandes profundidades, es decir, sin salir al exterior. Se presentan en la superficie de la tierra debido a que los estratos que las cubrían fueron erosionados, removidos o trasladados por eventos geológicos. Ejemplos: granito, granodiorita, sienita.
Son aquellas en donde el magma sale a la superficie y se solidifica por enfriamiento rápido. Ejemplos: basalto, diabasas.
También cuando el magma llega a la superficie no solo emerge en forma de lava, sino que también lo hace en forma explosiva, formando una chimenea por donde arroja partículas finas, que son llevadas por el viento y depositadas a distancias considerables, formando acumulaciones conocidas como cenizas volcánicas, las cuales regularmente son de naturaleza andesítica.
Las cenizas volcánicas. corresponden a un producto ígneo arrojado por los volcanes, que es dispersado por el viento, formando grandes depósitos caracterizados por la uniformidad en el tamaño de las partículas minerales, las cuales son del tamaño de la arcilla (menor a 0.002 milímetros de diámetro). Igual que a las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, a la ceniza volcánica debe considerársele como un material parental que origina los suelos de ceniza volcánica.
La ceniza volcánica no presenta estructura cristalina, como la mayoría de los minerales. Por eso pertenece al grupo de los llamados minerales amorfos. Está compuesta por alófano, que cs un alumino-silicato, es decir,'sus mayores componentes son el aluminio y el silicio. La mayoría de los suelos derivados de ceniza volcánica en Colombia (suelos paperos de Boyacá, Nariño y Norte de Santander), son de naturaleza ácida debido a que la composición de la ceniza que ha originado estas suelos es ácida. En la Sabana de Bogotá existen suelos derivados de cenizas volcánicas de composición básica. Debido a esta característica presentan pH mayor y mejor fertilidad.
La ceniza volcánica originalmente es de color gris claro. Cuando sobre la ceniza crece vegetación se genera un proceso de obscurecimiento o melanización, como consecuencia de la unión del alófano y la materia orgánica. Por eso los suelos volcánicos, en la medida de su evolución, se tornan negros y muy friables o suaves al tacto (apariencia talcosa). Generalmente son profundos, permeables y de altos contenidos de materia orgánica, la cual ofrece muy baja mineralización y por lo tanto su aporte en nitrógeno es limitado. Se reconoce en el campo mediante un indicador químico que es el fluoruro de sodio (NaF, 10%), el cual cuando se aplica al suelo induce una reacción básica que se reconoce por un color violeta intenso. Cuando se humedece el suelo entre las manos se produce un fenómeno denominado tixotropia, es decir, al cerrar la mano. el suelo sale por entre las comisuras de los dedos. Generalmente la manos se manchan en contacto con el suelo húmedo.
La fertilidad química depende de la composición de las cenizas volcánicas. Los de naturaleza ácida son de baja fertilidad química por ser altamente fijadores de fósforo y poseer bajos contenidos de calcio y magnesio. Los contenidos de potasio en suelos derivados de ceniza volcánica en Colombia son medios.
Los suelos derivados de ceniza volcánica en Colombia son importantes para la agricultura de clima frío y zona cafetera, pues representan alrededor de 30% de los suelos del país.
Composición de las rocas ígneas
Las rocas ígneas contienen principalmente minerales de cuarzo, silicatos, feldespatos (ortoclasas y plagioclasas), piroxenos, anfíboles, micas y olivino.
Las rocas ígneas se clasifican según su mayor o menor contenido de sílice (cuarzo), en ácidas, intermedias, básicas y ultrabásicas (Tabla 2.)
A medida que la roca es menos ácida, disminuye el cuarzo
y aumentan los feldespatos y minerales básicos (anfiboles y piroxenos).
Entre mayor sea el contenido de sílice (cuarzo) en la roca, mayor es su resistencia a la meteorización. A mayor contenido de feldespatos, piroxenos y anfíboles en la roca, es menor su resistencia a la meteorización.
Tabla 2. Clasificación de las rocas ígneas según su contenido de cuarzo (SiO2).
2. ROCAS SEDIMENTARIAS
Las rocas ígneas sufren desgastes, desintegraciones y
transformaciones debido a lluvia, viento, hielo, cambios de temperatura, a la
presión ejercida por las raíces de las plantas y a la erosión. Todos estos
agentes al actuar sobre las rocas Ígneas las desintegran en partículas pequeñas
denominadas sedimentos o detritos. Estos son transportados por la acción del
agua y la gravedad hacia los lechos de los ríos, lagos, mares, océanos y
valles.
Las acumulaciones sucesivas de estos sedimentos forman capas horizontales de gran espesor que se cementan y compactan llegando a un estado pétreo o de roca, denominado rocas sedimentarias. En esta clase de rocas se encuentran restos o fósiles de la flora y la fauna, que se existieron en la época de su formación.
En conclusión las rocas sedimentarias son entonces un estado importante en la evolución genética de una roca ígnea hacia la conformación del suelo.
El mayor predominio de rocas sedimentarias en Colombia ocurre en las cordilleras Oriental y Occidental.
Son las que tienen su origen en la desintegración y posterior cementación de partículas sólidas. Los agentes cementantes de las partículas son los carbonatos de calcio (CaCO3) y los óxidos de hierro (Fe203). Cuando estos cementantes están ausentes, la roca sedimentaria es completamente desboronable. Las rocas sedimentarias de origen clástico son los conglomerados (cantos rodados), areniscas, lutitas y arcillolitas. Las características de cada una de estas se pueden observar en la Tabla 3
Tabla 3: Rocas sedimentarias de origen clástico y sus principales características.
2.2 Rocas sedimentarias de origen químico
Se forman por la precipitación de sales solubles como carbonatos, sulfatos, cloruros etc. y la posterior cristalización de las mismas, generalmente, en áreas de origen marino. Esto sucede cuando el agua en el arrastre del material detrítico (sedimentos) se satura con sales de calcio, magnesio, potasio y sodio. Estas sales se precipitan y cristalizan formando grandes masas de rocas consolidadas, que constituyen hoy en día yacimientos de gran valor comercial para la industria y la agricultura. La piedra caliza, rica en carbonatos de calcio (CaCO3), es una roca, sedimentaria de origen químico, ampliamente difundido en la naturaleza.
Esta es dura y cristalina, de color claro, gris o café obscuro si tiene materiales carbonáceos, rojiza si contiene minerales a base de óxidos de hierro. En el campo se puede reconocer por su reacción al ácido clorhídrico o por la efervescencia que produce la roca al aplicársele unas gotas de limón. Los suelos que origina la caliza se conocen como suelos calcáreos, que generalmente se consideran de muy buen desarrollo físico y alta fertilidad química.
Otros sedimentos importantes de origen químico son: yeso (CaSO4.2H20), dolomita (MgCO3.CaCO3), sal de epson (MgSOg), anhidrita (SO4Ca), salitre chileno (KNO3), magnesita (MgC03), schonita (K2504.Mg502.6H0), kainita (K2S04.MgCh2.6H2O) .
El calcio en diferentes combinaciones es también constituyente esencial en los tejidos de algas, plantas y animales. En los esqueletos y tejidos de los caracoles, conchas de mar, foraminíferos, corales, moluscos, diatomeas y radiolarios, existen fosfatos de calcio, carbonatos de calcio y silicatos de calcio que se disuelven y consolidan en grandes depósitos formando rocas sedimentarias de origen orgánico. Estas rocas de naturaleza silícea (CaSiO3) como las diatomitas, son los esqueletos de las diatomeas (algas) que forman las llamadas "tierras de diatomeas”. La tiza es otro sedimento blando, suave y poco cementado, formada por esqueletos y foraminíferos con altos contenidos de carbonatos y silicatos de calcio.
A partir de tejidos vegetales ricos en carbono que han crecido en medios inundados o en condiciones lacustres se forma la turba. Esta turba posteriormente forma varios compuestos de hulla, carbón, petróleo, antracita y gas.
3 ROCAS METAMÓRFICAS
Las rocas metamórficas proceden de rocas Ígneas o sedimentarias que han sido sometidas a fuertes presiones y altas temperaturas, en grandes zonas (metamorfismo regional) o por la influencia de otros fenómenos (metamorfismo de contacto), sufriendo cambios en su forma. El proceso de metamorfismo tiene origen en movimientos de la corteza terrestre y por presiones de unas rocas sobre otras.
Para su descripción, las rocas metamórficas se dividen en dos clases: foliadas (blandas) y no foliadas (masivas). Las rocas foliadas (láminas definidas, paralelas, delgadas y fácilmente desprendibles), incluyen los neis que provienen del granito; los esquistos que tienen su origen en las arcillolitas; las filitas que son arcillas compactadas y las pizarras que provienen de los shales y lutitas. Las rocas no foliadas incluyen el mármol que proviene de la caliza y dolomita, y la cuarcita que tiene su origen en la arenisca cementada por sílice.
Es importante anotar que en el nivel de campo las rocas metamórficas se reconocen por su laminación. Generalmente son materiales que se parten fácilmente y muy desboronables cuando están expuestos en taludes. En el departamento de Royacá (zona cafetera) son comunes los esquistos pizarrosos que originan sucios arcillosos, ácidos y de baja saturación de bases como calcio y magnesio.
Referencia
· Castro, H. (1998). Fundamentos para el conocimiento y manejo de suelos agrícolas. Tunja, Colombia: Instituto Universitario Juan de castellanos
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