4.2 Procesos básicos (continuación)

4.2.2 Alteración química o meteorización química del material geológico.

A diferencia de lo que ocurre en el proceso anterior de meteorización física en la meteorización química se produce una modificación en la composición química de los minerales. Cómo la alteración se desarrolla más intensamente cuanto menor es el tamaño de las partículas de los minerales, la meteorización química está más presente después de que actúe la meteorización física.

En contacto con el oxígeno del aire, y sobre todo con el agua (con su poder potenciado en el suelo por la presencia de carbónico y ácidos orgánicos disueltos), los minerales de las rocas se alteran. Por otra parte, los organismos atacan a los minerales para extraer elementos nutrientes (K, Ca, Mg...) y transforman a los minerales.

La alteración química del material original, se encuentra ampliamente desarrollada en los suelos y se puede poner de manifiesto simplemente comparando la mineralogía inicial de la roca frente a la mineralogía del suelo que se forma a partir de ella.

También se puede evaluar el grado y el tipo de alteración sin más que hacer un estudio de cualquier muestra de suelo en el microscopio petrográfico.

Los principales procesos de alteración química son:

Dis olución. Afecta sólo a aquellos compuestos que son directamente solubles en agua (sin desarrollo de reacción química previa; los enlaces entre las moléculas de H₂O y los iones del mineral son más fuertes que los que se presentan internamente en el mineral). Se trata de sales muy solubles, concretamente más solubles que los carbonatos y el yeso, como es la halita, silvina, epsomita, natrita... Es un proceso importante en los clima áridos y en suelos formados a partir de sedimentos evaporíticos (ricos en sales solubles)

NaCl   +  H₂O  ==>   Cl^-   +   Na⁺   +  H₂O

halita                                  disolución

Hidratación. Las moléculas de agua son atraídas por los desequilibrios eléctricos quedando fijadas en los constituyentes edáficos.

CaSO₄  +   2H₂O   ==>   CaSO₄.2H₂O

anhidrita                                   yeso       

Hidrólisis. Reacción química de los H⁺ y OH^- del agua que se intercambian con los cationes y aniones de los minerales llegando en los casos extremos a destruir por completo a los minerales. Es el proceso más importante de la meteorización química. Afecta especialmente a los minerales de reacción ácida/básica débil como los silicatos. Las uniones entre los cationes M (Mg, Al, Fe...) y el Si con el O son rotas por los hidrogeniones y los cationes M son liberados de las estructuras de los minerales.

KAlSi₃O₈ + H₂O ==hidrólisis ==> HAlSi₃O₈ + K⁺ + OH^-

                            (sólido)    (líquido)                            (sólido)    (disolución)                            

2HAlSi₃O₈ + 11H₂O ==hidrólisis==> Al₂O₃ + 6H₄SiO₄

          (sólido)      (líquido)                        (sólido)   (disolución) 

O expresado más esquemáticamente:

Si   -   O   -   M   +   H⁺   =   Si   -   OH^-   +   M

Reacción ácida. Cuando las aguas van cargadas de ácido carbónico se pueden atacar a las rocas calizas disolviéndolas

CO₂ + H₂O ==> H₂CO₃

H₂CO₃ + CaCO₃==> Ca₂⁺ + 2HCO₃^-

               (ácido) (calcita; sólido)     (disolución)                

El agua de lluvia al pasar por la atmósfera se carga de CO2 y se acidifica.		Este agua con ácido carbónico disuelto ataca a estas calizas de la Sierra de Cazorla disolviéndolas.

Oxidación/reducción. Alteración química de los materiales del suelo por pérdida o ganancia de electrones de sus iones constituyentes. Normalmente los minerales se oxidan en el suelo (se han formado en los materiales geológicos originales en un medio pobre de oxígeno por lo que presentan sus iones en forma reducida y al contacto con el oxígeno del aire del suelo se oxidan). No obstante en los suelos permanentemente saturados en agua la tendencia, por el contrario, es de reducción.

 Fe²⁺   +   3H₂O  <==>   Fe(OH)₃   +   3H⁺   e^-

4FeO + O₂ + 2H₂O ==> 4FeOOH

(óxido ferroso; sólido + oxígeno + agua) ==> (hidróxido férrico; goethita; sólido)

la oxidación del Fe2+ a Fe3+ es omnipresente
Si se está receptivo, en cualquier momento de la vida cotidiana puede surgir una imagen que sirva para aclarar un concepto edafológico. Caso 2. Oxidación del Fe.

Lo que acabamos de exponer se refiere fundamentalmente a la fracción mineral, pero el material orgánico también sufre una intensa transformación.

En el caso concreto de la materia orgánica la alteración puede conducir al desarrollo de dos procesos distintos: humificación y mineralización. Ambas inicialmente tienen una misma vía de actuación, la transformación de los restos vegetales y animales al morir, pero desembocan en dos resultados completamente distintos. La humificación engloba a una serie de procesos de alteración entre productos orgánicos, es decir que siempre se conserva la estructura orgánica. Por tanto la humificación conserva el material orgánico en el suelo, forma el humus. Por el contrario la mineralización conduce a la destrucción total de los restos orgánicos descomponiéndolos en sus productos inorgánicos sencillos (H₂O, CO₂, NH₃...) eliminándose (realmente mineralizándose) gran parte de la materia orgánica del suelo.

4.2.3 Translocación

Además de estos dos procesos de desagregación física y alteración química hay un tercer proceso que ejerce una importantísima acción en la formación del suelo y es la translocación de sustancias, que por un lado mezcla y agrega los materiales edáficos y por otro lado, los separa y los concentra. Todas estas acciones se realizan bien por los organismos del suelo, muy especialmente por los que excavan galerías, como las lombrices y las hormigas o por simple efecto mecánico, muy frecuentemente por la acción del agua que transporta los materiales, a veces en suspensión a veces en disolución. Este arrastre por la acción del agua ejerce efectos muy importantes en el suelo y puede eliminar a las sustancias transportadas fuera del perfil o acumularlas a una determinada profundidad.

La translocación de sustancias también se puede demostrar fácilmente viendo por ejemplo sustancias que tapizan las paredes de los poros e incluso rellenando completamente las grietas del suelo o simplemente observando el material que rellena las galerías de la fauna o también por los montoncitos acumulados en las entradas de los hormigueros y toperas.

         

Es decir que el proceso de translocación de materiales en el suelo es muy complejo afectando a muy distintas sustancias (minerales, materia orgánica y complejos órgano minerales, ya sean como soluciones o suspensiones) y por muy diferentes causas (gravedad, capilaridad, evaporación, actividad biótica, o como consecuencia del hinchamiento y contracción de la masa del suelo).