Archivo de la etiqueta: sedimentación

Paleontología

Estromatolitos, las rocas de la vida… ¿en Marte?

1 comentario

Los investigadores de la NASA se enfrentan al grave problema de cómo distinguir [en Marte] entre los estromatolitos verdaderos y otras estructuras parecidas de origen no
biológico.

La cuna de la vida. William Schopf, 2000
  • ¿Cuáles fueron las primeras formas de vida en la Tierra?
  • ¿Dónde están?
  • ¿Encontraremos estas mismas formas de vida en nuestra vecindad planetaria?
  • ¿Sabremos reconocerlas?

Las respuestas a estas apasionantes preguntas pasan por el estudio de un tipo de roca sedimentaria formada por la participación directa de organismos microscópicos: los estromatolitos.

Las primeras descripciones científicas se las debemos a Charles Doolittle Walcott y a otros geólogos del siglo XIX, quienes las interpretaron erróneamente como la impronta dejada por algún tipo desconocido de organismo de cuerpo blando, motivo por el que inicialmente acuñaron el término Cryptozoon (‘animal oculto’ en griego).

Fue en 1908 cuando el geólogo alemán Ernst Louis Kalkowsky propuso el término estromatolito, que literalmente significa ‘roca con capas’, para referirse al [entonces] misterioso fósil de aspecto laminar.

Estromatolitos fósiles encontrados en un bloque errático depositado por un glaciar en el Parc des Laurentides, cerca de Laterrière, Canadá. Provenía del lago Albanel, al noreste de Chibougamau, Québec (Canadá). Esta muestra se exhibe en el Jardín Geológico de la Université Laval, y fue donada por Jean-Guy Belley en 2003. La altura de la fotografía es de aproximadamente 1 metro. Fuente: André-P. Drapeau P., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

El enigma perduró hasta 1956, cuando un grupo de topógrafos que trabajaban para una compañía de exploración petrolífera descubrieron en Australia estromatolitos vivos en las playas del sur de Bahía Shark.

Este hallazgo permitió al geólogo Brian W. Logan establecer la conexión entre Cryptozoon y su verdadera naturaleza: cada una de las láminas fueron antes tapetes microbianos o microbialitos, es decir, comunidades de microorganismos que vivieron y murieron una encima de otra.

Hoy el término Cryptozoon está en desuso y los estromatolitos se reconocen como la evidencia de vida microbiana más antigua conocida, con una presencia ininterrumpida en el registro fósil desde hace al menos 3.500 millones de años.

Estromatolitos vivos en Hamelin Pool (Bahía Shark). Su edad se estima en unos 1000 años. Fuente: Reserva Marina Natural Hamelin Pool y Parque Marino de Bahía Shark.
Estromatolitos vivos en Hamelin Pool (Bahía Shark, Australia). Su edad se estima en unos 1000 años. Fuente: Reserva Marina Natural Hamelin Pool y Parque Marino de Bahía Shark.

Extrañas formas de vida

Los estromatolitos son el resultado de la sedimentación inducida por comunidades de microorganismos dispuestas en finas láminas sobre el lecho de lagos, ríos, zonas costeras y humedales.

Estas comunidades secretan una especie de gelatina conocida como EPS en jerga técnica (acrónimo de extracellular polymeric substances), compuesta principalmente por azúcares y proteínas que aglomeran el conjunto de partículas de sedimento sobre el que viven. Con el tiempo las células van formando un fino tapete que se va extendiendo para maximizar la superficie expuesta al agua, los nutrientes y la luz.

Etapas en la formación de un estromatolito: los microorganismos se adhieren a una superficie, normalmente sedimento (1). Con el tiempo colonizan la superficie y se multiplican (2). Conforme van creciendo forman colonias complejas (3). Según su forma las colonias se pueden clasificar en tres tipos: trombolito (A), estromatolito (B) y dendrolito (C). Adaptado de Rodríguez-Martínez, M. et al. (2010).
Etapas en la formación de un estromatolito: los microorganismos se adhieren a una superficie, normalmente sedimento (1). Con el tiempo colonizan la superficie y se multiplican (2). Conforme van creciendo forman colonias complejas (3). Según su forma las colonias se pueden clasificar en tres tipos: trombolito (A), estromatolito (B) y dendrolito (C). Adaptado de Rodríguez-Martínez, M. et al. (2010).

La mayoría de los estromatolitos actuales están formados por cianobacterias, es decir, células sin núcleo (procariotas) ni orgánulos membranosos que realizan la fotosíntesis.

Este proceso consume parte del CO2 que está disuelto en el agua, lo que modifica la acidez del medio y permite la formación de carbonato cálcico (CaCO3).

Lentamente el tapete de bacterias va quedando cubierto por sedimento que se va consolidando.

Las mareas e inundaciones estacionales favorecen que una nueva etapa de crecimiento bacteriano repita el proceso, formando una nueva lámina que se superpone a la anterior como las capas de una cebolla.

La forma definitiva de los estromatolitos depende de la profundidad y de las dos variables que de ella se derivan: (1) la cantidad de luz que reciben y (2) la exposición a las corrientes y el oleaje. En zonas más profundas, por debajo de la influencia de las mareas y con poca luz, las formas suelen ser cónicas; por el contrario, en lugares tranquilos y luminosos predomina la forma plana. Esquema de Gabriel Castilla.

Aunque más escasos, también existen estromatolitos de microorganismos que viven en ambientes extremos, como pueden ser lagos hipersalinos y fumarolas volcánicas.

En estos casos los microorganismos que los forman suelen ser arqueobacterias extremófilas, o sea, organismos muy primitivos que están adaptados a multitud de ambientes que podemos calificar de hostiles.

¿SABÍAS QUE en la cueva de El Soplao, en Cantabria (España), se han encontrado los primeros ejemplares de estromatolitos formados en el interior de una caverna y están compuestos por óxido de manganeso? ¿Cómo han podido prosperar en un ambiente de oscuridad perpetua, escasez de nutrientes y aporte limitado de materia orgánica desde el exterior?

Sección de un estromatolito de manganeso procedente del interior de la cueva de El Soplao, Cantabria (España). Este ejemplar forma parte de la colección permanente del Museo Geominero de Madrid (Instituto Geológico y Minero de España). Fotografía de Gabriel Castilla.
Sección de un estromatolito de manganeso procedente del interior de la cueva de El Soplao, Cantabria (España). Este ejemplar forma parte de la colección permanente del Museo Geominero de Madrid (Instituto Geológico y Minero de España). Fotografía de Gabriel Castilla.

¿Estromatolitos marcianos?

El robot de exploración Perseverance fue diseñado para buscar marcadores biológicos en Marte. Nuestro planeta vecino es hoy un lugar inhóspito, pero diversas evidencias geológicas apuntan a que hace entre 4.000 y 3.500 millones de años las condiciones ambientales pudieron no ser tan hostiles.

Precisamente una de las primeras evidencias macroscópicas de vida en nuestro planeta son los estromatolitos fósiles encontrados en Warrawoona (Australia), cuya edad se estima en 3.500 millones de años, o sea, justo en el límite óptimo [hipotético] de habitabilidad marciana.

Si Marte albergó vida alguna vez, tal vez podamos encontrar evidencias en forma de estromatolitos fósiles en el lecho de algún lago y este delta que una vez albergó el interior del cráter Jezero (de 35 km de diámetro), situado en el hemisferio norte del planeta rojo. NASA/JPL-CALTECH/MSSS/JHU-APL/ESA.
Si Marte albergó vida alguna vez, tal vez podamos encontrar evidencias en forma de estromatolitos fósiles en el lecho de algún lago y este delta que una vez albergó el interior del cráter Jezero (de 35 km de diámetro), situado en el hemisferio norte del planeta rojo. NASA/JPL-CALTECH/MSSS/JHU-APL/ESA.

Esta sugerente relación entre potencial habitabilidad planetaria y la evidencia fósil en el eón Arcaico, cuando las condiciones ambientales en ambos planetas pudieron ser similares, es la razón por la que el equipo de la NASA encargado de explorar el interior del cráter Jezero se ha entrenado durante años analizando estromatolitos, tanto fósiles como actuales. Una apasionante búsqueda que comenzó sobre el terreno en febrero de 2021 y que a día de hoy continúa.

El inesperado papel de los virus

Una de las grandes incógnitas en el estudio de los estromatolitos es entender cómo llega el tapete microbiano a litificarse, es decir, a transformarse en una roca. 

Estudios recientes proponen que los virus pueden influir directa o indirectamente en el metabolismo microbiano que controla la transición del tapete microbiano blando al estromatolito.

En el escenario de impacto directo, los virus infiltran su genoma en las cianobacterias, alterando con ello el metabolismo celular. Este cambio puede suponer una adaptación biológica al medio que selecciona genes que potencialmente influyen en la precipitación de carbonato entre otros compuestos, lo que facilita el proceso de litificación.

En el escenario de impacto indirecto sería decisiva la llamada lisis viral, donde los virus invaden las células vivas y desencadenan la desintegración de sus membranas. Esto provoca la muerte de la célula y la liberación al medio de moléculas que promueven el metabolismo y la precipitación química. 

En ambos escenarios los virus facilitarían la litificación de las capas microbianas y el crecimiento del estromatolito.

Bibliografía

  • Alcalde, S. (2023). El cráter Jezero, un lugar idóneo para encontrar vida en Marte. National Geographic España (versión online).
  • Allen White III, R.; Visscher, P.T. y Burns, B. B. (2021). Between a Rock and a Soft Place: The Role of Viruses in Lithification of Modern Microbial Mats. Trends in Microbiology Vol. 29 (3), pp. 204-213.
  • Allwood, A.C., et. al. (2006). Stromatolite reef from the early Archaean era of Australia. Nature 441 (7094): 714–718.
  • Knoll, A. (2004). La vida en un joven planeta. Los primeros tres mil millones de años de la Tierra. Ed. Crítica.
  • Logan, B. W. (1961). Cryptozoon and Associate Stromatolites from the Recent, Shark Bay, Western Australia. The Journal of Geology Vol. 69, nº 5, Sept. 1961.
  • Margulis, L. y Sagan, D. (1995). Microcosmos. Cuatro mil millones de años de evolución desde nuestros ancestros microbianos. Ed. Tusquets.
  • Mangold, N. et al. (2021). Perseverance rover reveals an ancient delta-lake system and flood deposit al Jezero crater, Mars. Science, 10.1126/science.abl4051.
  • Rodriguez-Martínez, M. et al. (2010). Estromatolitos: las rocas construidas por microorganismos. Reduca (Geología). Serie Paleontología, 2 (5) pp. 1-25.
  • Rossi, C., Lozano, R.P. y Isanta, N. (2011). Los estromatolitos de manganeso de El Soplao. En: El Soplao, una ventana a la ciencia subterránea. Gobierno de Cantabria. Consejería de Cultura, Turismo y Deporte, pp. 106-109.
  • Schopf, J. W. (2000). La cuna de la vida. El descubrimiento de los primeros fósiles de la Tierra. Ed. Crítica.
Geomorfología,Hidrogeología,La Moraña,Sedimentología

GEOLODÍA 23. Las terrazas colgadas del Adaja

Deja un comentario

Para que una corriente de agua erosione un valle fluvial se necesita un tiempo de evolución. En ese tiempo:

  1. Primero comienza a tallar la roca y predomina la erosión vertical.
  2. Después se van dibujando en el terreno los canales secundarios que conforman el área de drenaje de esa corriente.
  3. Y así sucesivamente, hasta llegar a sus interfluvios, los límites de la cuenca hidrográfica.

En una fase inicial, predomina la erosión vertical, pero los factores tectónicos o climáticos pueden hacer que esto cambie.

Cuando la energía de transporte no es suficiente para evacuar toda la carga, se colmata (se rellena) el cauce con sedimentos, formando así llanuras aluviales.

Mientras que en los períodos de mayor energía, la erosión excava en esos sedimentos encajando cada vez más el lecho del río. 

El resultado en el paisaje son terrazas colgadas adosadas a los márgenes, quedando topográficamente por encima las más antiguas sobre las más modernas.

Esquema de las 'terrazas colgantes' del río Adaja que se pueden observar desde el Mirador de Arévalo.
Esquema de las ‘terrazas colgantes’ del río Adaja que se pueden observar desde el Mirador de Arévalo.

Este contenido forma parte del Geolodía 2023 de Ávila en Arévalo, Ávila (España).

Cambio climático,Geomorfología,Hidrogeología,Sedimentología

GEOLODÍA 23. ¿Dónde están los sedimentos que no llegan al mar?

2 comentarios

Colmatación de presas y erosión de deltas, la amenaza de un problema invisible

También tienes este artículo en formato audio. Escúchalo aquí:

Buscar lo diferente es observar; buscar lo común es comprender. Encontrar detalles diferentes es reunir datos, encontrar esencias comunes es crear conocimiento. 

El gozo intelectual. Jorge Wagensberg, 2007

¿Qué es un río?

Según la Real Academia Española, un río es una corriente de agua continua y más o menos caudalosa que va a desembocar en otra, en un lago o en el mar.

Si nos ceñimos a esta definición debemos asumir que la mayoría de nuestros ríos en realidad no lo son, pues el agua no discurre libremente y de forma continua por sus cauces. Esto es lo que afirman los datos recopilados por el proyecto AMBER (acrónimo en inglés de gestión adaptativa de barreras en ríos europeos).

El número de obstáculos censados en ríos españoles alcanza ya los 30.000, una cifra que según los expertos podría multiplicarse por seis cuando el conteo esté terminado. Sabiendo que nuestro país tiene unos 187.000 kilómetros de río, estaríamos hablando de algún tipo de barrera a cada kilómetro.

Así pues los ríos españoles avanzan hacia el mar, pero lo hacen a trompicones.

El río Arevalillo a su paso por Arévalo (Ávila). Como podemos ver el cauce está intervenido a cada pocos metros por diferentes infraestructuras. En primer término el molino de Valdeláguilas (también llamado de Valencia o Quemado), el Puente de los Barros y al fondo el Puente de Medina. Foto: Gabriel Castilla.
El río Arevalillo a su paso por Arévalo (Ávila). Como podemos ver, el cauce está intervenido a cada pocos metros por diferentes infraestructuras. En primer término el molino de Valdeláguilas (también llamado de Valencia o Quemado), el Puente de los Barros y al fondo el Puente de Medina. Foto: Gabriel Castilla.

¿Por qué tantos obstáculos?

España es el país de Europa con mayor número de presas cuya pared supera los 15 metros de altura. Y si bien estas obras son las que tienen un mayor impacto sobre el cauce y el territorio circundante de un río, la gran mayoría de las barreras son pequeñas obras ya en desuso: rampas, presas, azudes (donde a diferencia de las presas el agua rebosa por encima), pequeños puentes, molinos harineros o antiguas centrales hidroeléctricas que interrumpen la circulación natural del agua, de los sedimentos y de las especies que viven en el cauce y la rivera.

Las razones por las que se han construido este tipo de barreras son diversas. Las grandes presas, por ejemplo, cumplen varias funciones:

  1. Sirven como almacén de agua potable.
  2. Ayudan a controlar las crecidas de los ríos, evitando inundaciones en los valles y las llanuras.
  3. Permiten obtener energía hidroeléctrica.
Vista general del Molino de Valencia y la represa que afecta al río Arevalillo en Arévalo (Ávila). Imagen de Gabriel Castilla.
Vista general del Molino de Valencia. Tradicionalmente la fuerza del agua se ha usado para mover norias, molinos y turbinas. Para ello suele ser necesario represar el agua y hacerla caer por un canal estrecho que aumenta la presión, como cuando taponamos parcialmente la boca de un grifo o de una manguera con un dedo. Foto: Gabriel Castilla.

Una trampa para el sedimento

Como acabamos de ver, las presas que encontramos en los cauces tienen o tuvieron una utilidad, pero su ejecución y permanencia implican unas consecuencias que no siempre son evidentes.

Una presa es una barrera (normalmente) artificial que frena, impide o regula el paso de una corriente de agua.

Cuando un río se frena, pierde energía cinética bruscamente y con ello su capacidad de transportar sedimentos, tanto en el fondo de la corriente (los materiales más pesados, principalmente arena, grava y cantos) como en suspensión (fundamentalmente arena fina, arcilla y limo).

El resultado es una alteración de la pendiente longitudinal del cauce, lo que afecta a la dinámica geomorfológica del río hasta la desembocadura.

Una de las consecuencias del estancamiento del agua en un entorno rico en nutrientes es la eutrofización, como en este caso junto al Molino de Valencia. Al disponer de gran cantidad de alimento las algas crecen sin control, consumiendo el oxígeno del medio e impidiendo la entrada de radiación ultra violeta en el agua. El resultado es la muerte de organismos aerobios (peces, crustáceos, anfibios, etc.) por anoxia, un incremento de bacterias anaerobias y la concentración de gases nocivos (como óxidos de nitrógeno y metano). Foto: Gabriel Castilla.
Una de las consecuencias del estancamiento del agua en un entorno rico en nutrientes es la eutrofización, como en este caso junto al Molino de Valencia. Al disponer de gran cantidad de alimento, las algas crecen sin control, consumiendo el oxígeno del medio e impidiendo la entrada de radiación ultravioleta en el agua. El resultado es la muerte de organismos aerobios (peces, crustáceos, anfibios, etc.) por anoxia, un incremento de bacterias anaerobias y la concentración de gases nocivos (como óxidos de nitrógeno y metano). Foto: Gabriel Castilla.

Desde el punto de vista ecológico esta barrera supone una modificación del transporte de nutrientes y de la materia orgánica, afectando a la calidad del agua y favoreciendo la eutrofización.

Y desde un punto de vista geológico, la zona embalsada se transforma en una trampa que captura sedimento. Esto tiene dos consecuencias:

  1. La primera es que aguas arriba el cauce se hace más estrecho y la vegetación coloniza zonas que anteriormente estaban activas.
  2. Y la segunda es que el vaso de la presa poco a poco se va rellenando de sedimentos hasta que queda colmatado de barro en vez de agua.
La presa del molino hace de barrera para el sedimento, que queda atrapado aguas arriba. En consecuencia el cauce del río Arevalillo se estrecha y es ocupado por la vegetación. Foto: Gabriel Castilla.

La colmatación de presas es un problema poco conocido pero que tiene graves consecuencias en un país como España, que padece sequías recurrentes y es  vulnerable a la desertización.

Según los datos disponibles,  la tasa de aterramiento (acumulación de tierras, lodo o arena en el fondo de una depresión por acarreo natural o voluntario) en los embalses españoles ronda los 100 hm3 al año, lo que se traduce en que cada 50 años perdemos unos 5.000 hm3 de capacidad de almacenamiento de agua dulce. Esta cantidad equivale al consumo de agua potable de toda la población de nuestro país durante 3 años.

Mapa digital del terreno donde se aprecia como la presa del Molino de Valencia hace de barrera que modifica el cauce. Aguas arriba el relieve es menos acusado (color verde) porque está relleno de sedimentos, mientras que aguas abajo el río ha erosionado el cauce (color azul) precisamente por la falta de sedimentos. Autor: Javier Pérez Tarruella.
Mapa digital del terreno donde se aprecia como la presa del Molino de Valencia hace de barrera que modifica el cauce. Aguas arriba el relieve es menos acusado (color verde) porque está relleno de sedimentos, mientras que aguas abajo el río ha erosionado el cauce (color azul) precisamente por la falta de sedimentos. Autor: Javier Pérez Tarruella.

Las principales modificaciones que sufren los cauces situados aguas abajo de los embalses pueden ser tanto de incisión como de sedimentación. La erosión se produce porque la presa retiene la mayor parte del sedimento que circulaba por el río en condiciones naturales. El agua que la presa libera durante crecidas erosiona el lecho aguas abajo pero no aporta nuevos sedimentos, por lo que el balance sedimentario del río entra en una fase de desequilibrio.

¿Sabías que la cantidad de sedimento que queda atrapado en los embalses españoles cada 50 años equivale a unas 4 toneladas de arena y arcilla por cada español al año?

Rompiendo el equilibrio

La desembocadura es el lugar donde un río pierde de manera natural su capacidad de carga. Es aquí, normalmente ya cerca del mar, donde deposita tanto los sedimentos más finos como los nutrientes que ha transportado durante todo su viaje. Si la cantidad de sedimentos que llegan a la costa es alta y tanto las corrientes como el oleaje no los dispersan, entonces se forma un delta.

Los deltas se caracterizan por ser lugares húmedos muy ricos en nutrientes, lo que los convierte en “edenes de biodiversidad”. Además, históricamente han destacado por ser terrenos muy fértiles de gran interés agrícola. En el caso del delta del Nilo, probablemente el ejemplo mejor conocido, la evidencia arqueológica señala que se lleva explotando agrícolamente de forma ininterrumpida desde hace al menos 7.000 años.

El delta del Ebro antes (15 de enero, izquierda) y después (21 de enero, derecha) del paso de la Borrasca Gloria en el año 2020. El delta no desapareció pero durante unos días buena parte de su superficie quedó cubierta por una lámina de agua (color azul) como consecuencia de las fuertes lluvias y del oleaje. La borrasca causó importantes daños en una zona de gran valor ecológico, social y económico. La falta de aporte de sedimento hace que el delta sea una región especialmente vulnerable a las fuertes tormentas. Imagen: satélite SENTINEL HUB-01.
El delta del Ebro antes (15 de enero, izquierda) y después (21 de enero, derecha) del paso de la Borrasca Gloria en el año 2020. El delta no desapareció pero durante unos días buena parte de su superficie quedó cubierta por una lámina de agua (color azul) como consecuencia de las fuertes lluvias y del oleaje. La borrasca causó importantes daños en una zona de gran valor ecológico, social y económico. La falta de aporte de sedimento hace que el delta sea una región especialmente vulnerable a las fuertes tormentas. Imagen: satélite SENTINEL HUB-01.

En España el caso más emblemático es el delta del río Ebro, actualmente en retroceso y en grave riesgo de desaparecer.

El principal motivo es la falta de aporte de sedimentos, pues de los 20 millones de toneladas que alcanzaban la meta del curso fluvial antes de los pantanos de Mequinenza, Riba-roja d’Ebre y Flix han quedado reducidos a 90.000 toneladas. O dicho de otro modo: el 99% del sedimento fino que debería alimentar el delta queda atrapado en los vasos de las presas y en las modificaciones del cauce que éstas provocan.

Bibliografía

  • AMBER Consortium (2020). Atlas de la Barrera AMBER. Una base de datos paneuropea de barreras artificiales. Versión 1.0.
  • Cobo, R. (2008). Los sedimentos de los embalses españoles. Ingeniería del Agua, Vol. 15, No 4, pp. 231-241.
  • Elcacho, J. (2020). [Efectos de la borrasca Gloria] ¿Ha desaparecido por completo el delta del Ebro bajo las aguas? La Vanguardia, 22 de enero de 2020.
  • Europa Press Data. La situación del agua en España y en el mundo, en gráficos [Datos actualizados el 27 de julio de 2022]. Fuentes: INE y FAO.
  • Martínez Salvador, A. et al (2015). Estimación de aportes de sedimentos a embalses de pequeñas cuencas mediterráneas mediante GeoWEPP. Ensayo en la cuenca vertiente del río Mula al embalse de la Cierva (Cuenca del río Segura). Limnetica, 34 (1), pp. 41-56.
  • Miranda, D. (2022) Delta del Ebro, un edén de biodiversidad. National Geographic España.
  • Vericat. D. y Batalla, R.J. (2004). Efectos de las presas en la dinámica fluvial del curso bajo del río Ebro. Revista C & G, No 18 (1-2), pp. 37-50.

Este contenido forma parte del Geolodía 2023 de Ávila en Arévalo, Ávila (España).

Sin categoría

Geolodía 22. El ciclo de las rocas

Deja un comentario

Autoría: Fina Muñoz y Ángela Claro

¿Qué te viene a la mente cuando piensas en las características de una roca? Seguramente algo duradero, resistente, duro… Y podría ser así a escala humana. Sin embargo, las rocas tienen cierta “fragilidad” cuando las observamos con una perspectiva de millones de años.

A escala geológica, las rocas se transforman unas en otras, física y/o químicamente, mediante unos procesos que conocemos como el ciclo de las rocas.

El ciclo de las rocas. Ilustración de Fina Muñoz.
El ciclo de las rocas. Ilustración de Fina Muñoz.

¿Te has quedado con ganas de más? Próximamente ampliaremos este y otros contenidos del Geolodía 2022 de Ávila.

¡Fuerte como una roca! Ilustración de Fina Muñoz.
Minerales y rocas,Profesión de geólog@,Sedimentología

Cómo se forma el petróleo

4 comentarios

La mayor parte del petróleo que conocemos se forma fundamentalmente a partir de zooplancton y fitoplancton marino que murió y se sedimentó junto con arcillas en los fondos marinos en unas condiciones de falta de oxígeno (anoxia).

Esto hace que la materia orgánica de estos organismos no se descomponga y que sea enterrada gradualmente al continuar la sedimentación en estas cuencas marinas.

Zooplancton. Especie no identificada de copepoda. Imagen de Uwe Kils – English Wikipedia. CC BY-SA 3.0

Presión y temperatura

Con el enterramiento aumentan también la presión y la temperatura. Los sedimentos arcillosos que contienen la materia orgánica se trasforman en una roca que llamamos lutita.

Hay que imaginarse que esto en algunas ocasiones se ha producido a escala planetaria y ha generado capas de decenas o centenares de metros de espesor con porcentajes de materia orgánica que pueden superar el 10%.

Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.
Capas de lutitas y margas de origen marino con contenidos altos de materia orgánica. Cuenca de Jaca, Pirineo Oscense. Imagen de Javier Elez.

En ocasiones, estos mismos procesos se han dado en lagos de gran tamaño, que atraparon cantidades importantes de materia orgánica en los sedimentos de su fondo, generando condiciones similares (más reducidas en tamaño) a las producidas en las cuencas marinas.

Cuando los contenidos en materia orgánica son altos y la roca es capaz de generar hidrocarburos, se la suele denominar informalmente roca madre (hot shale o black shale en terminología anglosajona).

El incremento de presión, pero sobre todo el de temperatura, hace que la materia orgánica (CHONP) se transforme en petróleo.

Esto ocurre en una ventana de temperaturas pequeña que va desde los 50 a los 150ºC, ya que:

  • Por encima (175º C), el petróleo termina desnaturalizándose y transformándose primero en gas y después en carbono.
  • Y por debajo de 50ºC no existe transformación.
Sondeo para la explotación de petróleo. El testigo recuperado está teñido de negro por el crudo. Imagen cedida por Israel Polonio.

Como ves, las condiciones ambientales globales y geológicas para que se formen esas rocas que contienen tanta cantidad de materia orgánica son complejas:

  • Anoxia en los océanos (poco oxígeno).
  • Alta productividad biótica (mucha vida).
  • Sedimentación de arcillas.
  • Enterramiento.
  • Incremento de presión y temperatura.

Sin embargo, estas situaciones las hemos tenido reiteradas veces a lo largo de la evolución del planeta (en repetidas ocasiones durante los periodos Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico).

Las condiciones para la formación de petróleo se han dado repetidas veces a lo largo de la historia de la Tierra, en el Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico. Descubre cuánto abarcan estas eras en la Tabla Cronoestratrigráfica Internacional.

Y en ocasiones han afectado a gran parte del planeta al mismo tiempo; por eso hay petróleo en tantos lugares diferentes del mundo.

Las condiciones ambientales globales y geológicas favorables para la formación del petróleo se han dado muchas veces a escala planetaria. En este gráfico se puede ver la producción de petróleo en todo el mundo en el año 2019, lo que da una idea de su distribución global. Fuente de los datos: BP Statistical Review of World Energy; gráfico: https://ourworldindata.org/fossil-fuels.

Petróleo de origen vegetal

En menor cantidad también hay una serie de hidrocarburos que vienen derivados del enterramiento de materia orgánica de origen vegetal continental (árboles y similares).

El ejemplo típico: en zonas de desembocadura de ríos en deltas en las que el rio arrastra la vegetación y la acumula en zonas preferentes junto con los sedimentos del delta. Sabemos que este proceso, aunque tiene un alcance geográfico menor, también se ha producido innumerables ocasiones a lo largo de la historia del planeta.

¿En cuánto tiempo se forma el petróleo?

Es difícil saber cuánto tiempo se necesita para que tenga lugar la transformación de la materia orgánica en petróleo, ya que el tiempo geológico es un elemento que no podemos simular en un laboratorio. Pero habitualmente hablamos de cientos de miles a millones de años.

Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos bajo luz ultravioleta en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. De Israel Polonio.
Muestras tomadas de sondeos de exploración de hidrocarburos teñidas de negro (arriba) y bajo luz ultravioleta (abajo) en donde destaca la materia orgánica, el petróleo. Imágenes proporcionadas por Israel Polonio.
Geomorfología,Sedimentología,Valle del Tiétar

Paleocanales y paleogeografía. “Y sin embargo se mueve”

1 comentario

Texto, gráficos y fotografías – Ana Isabel Casado
Fotografías y modelo 3D- Javier Elez

Cuando miramos el paisaje que nos rodea, tenemos delante de nuestros ojos una postal del viaje que estamos haciendo, la instantánea de «cómo son las cosas» en este momento.

Pero observando un poco más, podemos hacernos preguntas y pensar de qué manera se ha llegado a formar este paisaje, como sucede en el abanico aluvial de la Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila (fig. 1).

Vista de la Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila, en un momento con poca corriente de agua. Fotografía de Javier Élez.
Fig.1: El río Garganta de Santa María a su paso por el puente de la Barranca (Candeleda, Ávila). En el momento de la fotografía, el río no lleva una gran fuerza, al contrario que cuando recibe aportes extra de agua (por ejemplo con el deshielo en las montañas de Gredos). Aún así, vemos grandes bloques de granito que han sido transportados por el agua hasta el lugar en el que se encuentran ahora. Por ello, podemos deducir que el agua transportó esos grandes bloques en momentos de mayor energía, formando el abanico aluvial de Candeleda.  Fotografía de Javier Élez.

No nos cuesta imaginar que esa corriente de agua, que se oye como un susurro, aumentará su caudal en momentos de avenidas torrenciales (por tormenta o tras el deshielo) teniendo la fuerza necesaria para mover grandes bloques de piedra desde las montañas.

Así bajaba el río el 07/03/2013, tras unos días de intensa lluvia junto con el deshielo de la nieve acumulada en las cumbres de Gredos. Vídeo de Luis Blázquez.

Estos bloques de piedra se irán fragmentando y redondeado al chocar unos con otros según se desplazan aguas abajo (fig. 2).

Fig. 2: Bolos redondeados aguas abajo del río Garganta de Santa María, en Candeleda, Ávila. Imagen de Ana Isabel Casado.

El agua erosiona, transporta y sedimenta

El agua es una trabajadora incansable. A veces con menos fuerza y otras con más. Manteniendo en suspensión arcillas (partículas tres veces más pequeñas que el diámetro de un pelo humano) o empujando grandes bloques. O mejor dicho, todo al mismo tiempo.

A grandes rasgos, se pueden diferenciar cuatro formas de transporte del sedimento en el curso fluvial en función de su tamaño, su forma y la energía del agua (fig. 3):

  1. Las partículas más pequeñas (habitualmente con formas laminares), las que estudiamos mejor con ayuda de los microscopios, son capaces de viajar en el agua en suspensión.
  2. Las de tamaño intermedio, las que vemos a simple vista y nos caben en la palma de la mano, pueden moverse por saltación gracias a pequeños choques con el fondo o con otros clastos (rocas o fragmentos de roca). Esto les permite continuar su movimiento hacia delante cuando aparentemente se iban a depositar.
  3. Con este mismo tamaño, o incluso algo más grandes, hay piedras que pueden rodar por el lecho del río gracias a que se van desgastando y van tomando formas cada vez más esféricas.
  4. Las rocas más grandes, por lo general también las más angulosas, se mueven por arrastre pegadas al fondo del río.
Representación esquemática de las formas de transporte de sedimento por corrientes fluviales. Figura de Ana Isabel Casado.
Fig. 3: Representación esquemática de las formas de transporte de sedimento por corrientes fluviales. Existe una relación directa entre el tamaño del material que se transporta y la energía del agua del río. No es necesaria demasiada energía para mover sedimentos de pequeño tamaño como las arcillas ya que se encontrarán en suspensión en el agua. Partículas algo mayores se mueven por saltación, siendo necesaria más energía para que esto se produzca. Si la energía aumenta, también se pueden mover bloques mayores que, dependiendo también de su forma, pueden moverse por rodadura si son más redondeados (como si fuera un balón) o por arrastre pegados al fondo cuando tienen una forma más aerodinámica (cantos planos rodados). Figura de Ana Isabel Casado.

Cuando el río baja cargado de agua, se lleva consigo todo aquello que es capaz de mover, tanto lo grande como lo pequeño, no hace distinción. Es lo que se conoce como sedimento no seleccionado.

Según va perdiendo energía va dejando a su paso las rocas más pesadas, con las que ya no puede cargar. Por eso, cuanto más aguas arriba, más grandes son las piedras. Y es aquí donde se generan las zonas diferenciadas del abanico.

Y es que no hay que olvidar que:

  • El río erosiona arrancando el material a la montaña.
  • El río transporta moviendo el sedimento con la energía del agua.
  • El río también sedimenta, soltando la carga que lleva en su viaje cuando ya no tiene fuerza para transportarla más.

Paleocanales, los canales antiguos

Cuando el río se encauza, tiene un espacio que va desde el lecho hasta la superficie del agua que se conoce como espacio de acomodación (fig. 4) y que no es otra cosa que el hueco del que dispone para fluir.

Este espacio puede disminuir o rellenarse de sedimento y no dejar hueco para el agua, que debe buscar zonas más bajas por las que discurrir.

El espacio de acomodación es el "hueco" que existe desde el lecho hasta la superficie del agua. Este espacio puede disminuir porque el caudal de agua sea menor y se puede ir rellenando progresivamente hasta desaparecer. En ese momento el agua buscará nuevos caminos por los que le resulte más fácil circular (generalmente con topografías más bajas), cambiando su curso. Figura de Ana Isabel Casado.
Fig. 4: El espacio de acomodación es el «hueco» que existe desde el lecho hasta la superficie del agua. Este espacio puede disminuir porque el caudal de agua sea menor y se puede ir rellenando progresivamente hasta desaparecer. En ese momento el agua buscará nuevos caminos por los que le resulte más fácil circular (generalmente con topografías más bajas), cambiando su curso. Figura de Ana Isabel Casado.

Estos procesos de relleno de canales fluviales y búsqueda de nuevos canales laterales, que en Candeleda suceden desde el Pleistoceno (2,5 millones de años), hacen que se sucedan lóbulos de sedimento de manera radial desde el ápice, como ya vimos en la entrada sobre qué es un abanico aluvial.

El abanico aluvial de Candeleda, la huella de una montaña vaciada.

En Candeleda se pueden reconocer al menos 7 canales anteriores al canal actual, numerados desde el más antiguo (canal 0) al más moderno (canal 6).

En la fig. 5 se muestran estos canales coloreados en escalas de verdes en el modelo 3D del abanico aluvial de Candeleda.

Sobre el mapa geomorfológico del abanico, se ha representado la paleogeografía de los distintos depósitos que han existido en el pasado y que aún podemos reconocer.

Vemos que el canal principal migró de Este a Oeste (canales 0, 1 y 2) y posteriormente de Oeste a Este (canales 3, 4, 5 y 6) hasta ubicarse donde se encuentra activo actualmente.

Modelo 3D del abanico de Candeleda con la posición de sus paleocanales (canales antiguos) numerados del 0 al 6 y el canal actualmente activo en color verde más claro. En la leyenda se pueden ver sus edades tentativas y sus relaciones temporales, ordenador del más antiguo (abajo) al más moderno (arriba) como indica la flecha rosa.  Modelo 3D de Javier Élez.
Fig. 5: Modelo 3D del abanico de Candeleda con la posición de sus paleocanales (canales antiguos) numerados del 0 al 6 y el canal actualmente activo en color verde más claro. En la leyenda se pueden ver sus edades tentativas y sus relaciones temporales, ordenados del más antiguo (abajo) al más moderno (arriba) como indica la flecha rosa.  Modelo 3D de Javier Élez.

Sabiendo cuál es la dinámica de este tipo de sistemas, podemos deducir que el abanico se ha formado por la sucesiva acumulación de bolos cuando el canal principal del río ha ido cambiando de posición.

Lo que vemos en el paisaje son los sedimentos de los paleocanales, los antiguos canales del río Garganta de Santa María, que el río fue abandonando hasta llegar al canal que vemos ahora activo (fig. 6).

Fig. 6: Paleocanal que aún conserva su morfología de canal a pesar de estar colonizado por plantas. Fotografía: Ana Isabel Casado.

Así que no debemos olvidar que, en los sistemas de abanicos aluviales, los lóbulos y sus canales cambian mucho de posición.

En la postal que vemos en este momento el canal del río parece estático pero, como hipotéticamente diría Galileo, «y sin embargo se mueve«.

¿Sabías que…

El prefijo Paleo- proviene de la palabra griega palaios (παλαιο) y significa «antiguo» o «muy viejo»? Es un prefijo que se utiliza muchísimo en Geología. Por ejemplo, en Paleontología, que etimológicamente significa «estudio de lo antiguo». Así que cuando leemos una palabra con el prefijo paleo- ya sabemos que nos define algo propio de tiempos pretéritos, no actual. En esta entrada se han explicado qué son los paleocanales (canales antiguos, que no funcionan actualmente como canales) y paleorrelieves (la forma que tenía la superficie del terreno en la antiguedad propia del sistema sedimentario que estaba funcionando en ese momento). Otros ejemplos de palabras con el mismo prefijo son: paleolago, paleoantropología, paleosistema, paleolítico, paleobotánica…

Bibliografía

Geomorfología,Hidrogeología,Minerales y rocas,Paleoclima,Riesgos,Sierra de Gredos,Valle del Tiétar

VÍDEO | La montaña vaciada. El abanico aluvial de candeleda (ávila)

Vídeo 4 comentarios
Geomorfología,Riesgos,Sierra de Gredos,Valle del Tiétar

El abanico aluvial de Candeleda, la huella de una montaña vaciada

1 comentario

Texto y figuras: Gabriel Castilla y Javier Elez

El municipio de Candeleda se encuentra asentado en el ápice de uno de los muchos abanicos aluviales que podemos encontrar en la vertiente sur de la Sierra de Gredos. Por la gran extensión del abanico y el escaso relieve, resulta difícil abarcar con la mirada su forma en conjunto, razón por la que apenas se conoce el importante papel que juega en el modelado del paisaje de la zona.


Figura 1. Panorámica del abanico aluvial del municipio de Candeleda, Ávila, España (el municipio al fondo). Imagen: Gabriel Castilla.

Qué es un abanico aluvial

Es un conjunto de sedimentos aluviales (o sea, materiales arrastrados por un río de montaña o torrente) que se extiende radialmente ladera abajo desde el punto en el que el curso de agua abandona la zona montañosa. En planta suele tener forma de cono o abanico, de ahí su nombre.

Se originan habitualmente cuando una corriente de agua que se encuentra confinada entre montañas se frena y suelta su carga de sedimentos bruscamente al entrar en una zona desconfinada de menor pendiente, normalmente una llanura a la salida de un valle donde se desplaza con menor velocidad.

Por tanto, el material erosionado en la zona montañosa y transportado por el canal de desagüe se sedimenta en el abanico aluvial.

Figura 2a. Esquema general de un abanico aluvial. Figura: Gabriel Castilla.
Figura 2b. Localización general del abanico aluvial del río Garganta de Santa María en Candeleda. Modelo 3D: Javier Elez.
Figura 2c. Modelo de distribución de alturas (modelo hipsométrico) donde podemos apreciar el relieve del abanico de Candeleda. Modelo hipsométrico: Javier Elez.

Anatomía de un abanico aluvial

Como podemos apreciar en el esquema anterior, los abanicos aluviales presentan cuatro partes bien diferenciadas. Veámoslas en detalle.

1. Zona montañosa y canal de desagüe

Por las zonas montañosas de elevada pendiente discurren arroyos y torrentes, normalmente organizados en cuencas de drenaje, que se encargan de esculpir las rocas y modelar el paisaje, formando gargantas y valles como resultado de la erosión del sustrato rocoso y el consecuente transporte de los clastos (fragmentos de rocas y minerales que componen el sedimento) que se generan (Figura 3).

Figura 3a. Garganta de Santa María en Candeleda, zona de las piscinas naturales. Observa la diferencia entre este valle encajado y el valle abierto de la Figura 4. Imagen: Gabriel Castilla.

Para saber más sobre arroyos de montaña y cuencas de drenaje: Arroyos de montaña y Qué es una cuenca hidrográfica

También hay que tener en cuenta cómo después de una fuerte tormenta, o tras un repentino proceso de deshielo, la corriente de agua principal que forma el canal de desagüe del valle aumenta su capacidad de carga, llegando a desplazar clastos de tamaño muy dispar (de menos de un milímetro hasta más de un metro).

Figura 3b. Bloque de granito (flecha roja) cayendo por una de las paredes de la garganta. Imagen: Gabriel Castilla.

Si por alguna razón la pendiente del terreno disminuye, entonces la corriente del canal se frena, pierde su capacidad transportadora y se ve obligada a depositar la carga.

2. Cabecera

La parte más alta del abanico en sentido estricto es la zona de cabecera. En ella encontramos sedimentos con clastos de gran tamaño, pues tienen su origen en flujos de agua con gran capacidad de carga.

En esta zona se sitúa el ápice, que es el lugar donde se produce el cambio de pendiente y la corriente pasa de estar confinada a abrirse en una llanura. Normalmente el ápice suele encontrarse al pie de las montañas justo en el inicio de un valle (Figura 4).

Figura 4. Imagen tomada desde el Puente Viejo de Candeleda, donde vemos cómo el río ha pasado a un régimen más abierto comparado con el valle estrecho en la Figura 3. En esta zona es donde se sitúa el ápice del abanico de Candeleda. Imagen: Gabriel Castilla.

3. Cuerpo

En la parte intermedia del abanico se sitúa la zona de cuerpo. En ella predomina el transporte de materiales por un canal principal (canal de incisión) que en algunos casos puede mostrar aspecto trenzado (braided). Este canal principal es la continuación del canal de desagüe original.

Muy pronto publicaremos el contenido sobre Tipos de canales fluviales, en el que explicaremos también el «braided» o trenzado, como la Garganta de Santa María.

En esta zona la corriente ya tiene menor energía, por lo que se aprecia una selección de clastos más pequeños. Estos además están cada vez más redondeados por los continuos impactos a los que se han visto sometidos durante el transporte (como los que se aprecian en la Figura 5).

Figura 5. Panorámica del canal principal con clastos redondeados por los impactos durante el transporte. Imagen: Gabriel Castilla.

4. Pie

La parte más alejada del ápice es la zona de pie del abanico. En ella predomina la sedimentación de clastos más pequeños (arena y grava). Por ser la zona más llana y extensa, en ocasiones termina en el borde de un lago o en la llanura de inundación de un río de mayor tamaño (Figura 6).

En el caso del abanico de Candeleda, este acaba en la llanura de inundación del Tiétar donde termina de depositar el sedimento de tamaño más fino, normalmente en pequeños deltas de desembocadura.

Figura 6. Pequeño canal activo a orillas del Embalse de Rosarito. Imagen: Gabriel Castilla.

Resumiendo…

Recuerda las partes de un abanico aluvial que acabamos de ver 😉

Dinámica general

Los abanicos aluviales son sistemas muy dinámicos y cambiantes a lo largo del tiempo. Su forma es el resultado del desplazamiento lateral de los cauces principales desde el ápice.

Los canales cambian su posición dentro del abanico por múltiples razones. Por ejemplo:

  • Episodios de alta energía o eventos catastróficos que modifican el cauce. Como tormentas, deshielos, riadas…
  • Exceso de sedimentos.
  • Erosión de depósitos más recientes.

Estos desplazamientos de los canales tienen como consecuencia el desplazamiento de las zonas en las que se produce erosión y sedimentación.

Las crecidas del río Garganta de Santa María son frecuentes tras episodios de tormentas, lluvias persistentes o deshielo. Vídeo: Luis Blázquez.

Para saber más sobre cómo influyen el clima y los eventos meteorológicos en la formación y dinámica del abanico aluvial y cómo se activa y modifica incluso en periodos de tiempo muy cortos (por ejemplo, tras la tormenta del 20 de diciembre de 2019): El microclima del Valle del Tiétar.

El reparto de sedimentos desde el ápice de forma radial es el que finalmente genera la típica forma cónica o de abanico que les caracteriza.

En el caso del abanico de Candeleda todos estos procesos se llevan produciendo desde el Pleistoceno hasta la actualidad, es decir, desde hace unos 2,5 millones de años hasta hoy mismo.

Como podemos deducir, un abanico aluvial es la forma que van adoptando a la salida de un valle los materiales que previamente han sido arrancados de una montaña. Es, por así decirlo, la huella que deja una montaña que ha sido vaciada (Figura 7).

Figura 7. Vista general de la Sierra de Gredos desde la orilla del Embalse de Rosarito. La forma actual del relieve es el reflejo de los procesos geológicos que lo han esculpido. Imagen: Gabriel Castilla.

Echemos un último vistazo al abanico aluvial, esta vez en 3D y en movimiento (Figura 8).

Figura 8. Modelo 3D del abanico aluvial de Candeleda (en verde) con el límite de la cuenca de drenaje que alimenta el río Garganta de Santa María y transporta los clastos hasta sedimentarlos en el abanico ya en la llanura de inundación del río Tiétar. Modelo 3D: Javier Elez.

Bibliografía

Geomorfología,La Moraña,Paleoclima

El paisaje de La Moraña. La geología invisible

Deja un comentario

Autor – Javier Elez

El paisaje de gran parte de la comarca de La Moraña se caracteriza por un relieve bastante plano del que sobresalen de tanto en tanto algunos cerros de dimensiones muy modestas, con pendientes suaves y un conjunto atravesado por los valles de los ríos Zapardiel, Arevalillo y Adaja. Domina en toda la comarca el cultivo del cereal y destacan en el horizonte los pinares autóctonos.

A pesar de la monotonía aparente de la llanura, desde el punto de vista geológico se sobreimponen en esta comarca una serie de procesos geológicos relevantes que le confieren su forma y características actuales. Estos procesos, la geología de los últimos millones de años, son identificables para el ojo experto. Pero si no lo eres, quizá necesites una pequeña guía para empezar a leer la geología aparentemente invisible de La Moraña. ¡Aquí va!

La formación del paisaje

La forma plana general de toda la comarca responde a un fenómeno de gran alcance geográfico relacionado con lo que los geólogos denominamos cuenca sedimentaria neógena del Duero.

¿SABÍAS QUE…? El período Neógeno comprende desde hace unos 23 millones de años hasta el comienzo del período Cuaternario hace 2,6 millones de años. Si quieres saber más sobre el tiempo geológico, consulta la tabla cronoestratigráfica internacional..

Pulsa sobre la imagen para ver la tabla cronoestratigráfica completa.

Una cuenca geológica o sedimentaria es una depresión en la corteza terrestre que tiene un origen tectónico y en la que se acumulan sedimentos. No confundir con cuenca hidrográfica. La cuenca sedimentaria del Duero tiene unos límites diferentes a la cuenca hidrográfica actual del río y un significado geológico distinto.

Para saber más, consulta: Qué es una cuenca hidrográfica

El desarrollo general y las causas de la formación de la cuenca sedimentaria del Duero son muy similares a las que explicamos en otro artículo sobre la cuenca sedimentaria de Amblés, pero en este caso los límites de la del Duero son: al sur, el Sistema Central; al este, la Cordillera Ibérica; al norte, la Cordillera Cantábrica. Mira este mapa para verlo más claro:

Figura 1. En naranja se marca el área ocupada por la cuenca geológica o sedimentaria neógena del Duero. Esta es una depresión de origen tectónico que está rellena por sedimentos del periodo Neógeno.
En rojo aparecen marcados los límites de la cuenca hidrográfica actual del río Duero.

Para saber más sobre la formación y características de la cuenca sedimentaria de Amblés, mira el artículo: Geomorfología del Valle de Amblés.

Al igual que la cuenca sedimentaria de Amblés, la del Duero se rellenó hasta arriba de sedimentos con capas prácticamente horizontales y paralelas que van marcando el paso del tiempo, con las más recientes arriba.

  1. Los sistemas montañosos circundantes aportaron sedimentos hasta que ya no cabían más. La cuenca se colmató (rellenó), dejando arriba una superficie horizontal muy extensa.
  2. Sobre esa superficie de colmatación se fue desarrollando después el resto de procesos geológicos que la modifican ligeramente, pero que han sido incapaces de borrar completamente su impronta.

A este proceso de colmatación de la cuenca sedimentaria del Duero debemos fundamentalmente el aspecto llano de la meseta castellano-leonesa.

¿SABÍAS QUE…? Los datos de subsuelo indican que amplios sectores del centro y norte de la cuenca sedimentaria del Duero tienen espesores de entre 1,5 y 2 km de sedimentos neógenos.

Sedimentación, erosión y cerros testigos

La cuenca sedimentaria del Duero era de tipo endorreico: no drenaba hacia el Atlántico y el agua y los sedimentos que entraban en la cuenca se quedaban allí. El relleno de la cuenca sedimentaria del Duero es un proceso muy largo que ocupa una parte importante del período Neógeno.

Sin embargo, desde hace unos 2,5 millones de años se rompe esta dinámica y se empiezan a desarrollar los ríos que conocemos en la actualidad. Es en este momento, a lo largo del período Cuaternario, cuando finalmente el río Duero termina conectando las cabeceras de montaña con el océano Atlántico, haciendo de cinta transportadora de agua y sedimentos y erosionando la antigua cuenca sedimentaria del Duero.

El desarrollo inicial de esta red de drenaje fluvial, precursora de la actual del río Duero, excava ligeramente la superficie de colmatación, erosiona las capas más fáciles y deja las más difíciles de erosionar prácticamente intactas, elaborando un paisaje dominantemente plano.

Esta erosión incipiente deja esparcidos pequeños cerros de suaves laderas y cimas planas que son los únicos testigos que quedan de unos sedimentos que han sido erosionados. A estas formas se las denomina cerros testigos en geología. La parte más alta de estos cerros está ocupada por capas sedimentarias más resistentes a la erosión y los protegen de ser completamente desmantelados.

Figura 2.
Formación de cerros testigos.
1) Esquema general de la disposición del relieve montañoso del Sistema Central y la cuenca geológica del Duero.
2) Modelo de desarrollo de un cerro testigo.
Figura 3. Dos imágenes en las que se pueden observar en distintos planos el relieve dominantemente llano, la superficie de colmatación, los cerros testigos y al fondo el Sistema Central. Imágenes tomadas en las cercanías de El Oso y Hernansancho, en la provincia de Ávila (España). Fotos de Gabriel Castilla.

La Geología como ciencia histórica

Sobre este relieve antiguo (paleo-relieve) de La Moraña, los cambios en el clima relacionados con el episodio climático conocido como Younger Dryas, hace unos 12.800 años, proporcionan las condiciones adecuadas para que se instalen espectaculares cinturones de dunas eólicas . Al final de este período frío, hace unos 11.700 años, el ascenso de las temperaturas deja las circunstancias ideales para que comience la «revolución neolítica» y el tránsito hacia sociedades sedentarias agrícolas. Pero esa es otra historia.

Los procesos descritos en este artículo hablan de la historia geológica de esta parte del mundo que es la comarca de La Moraña. Por esto decimos que la Geología es una ciencia histórica, porque nos cuenta cómo ha evolucionado el planeta y los procesos que le dan forma a lo largo de su propia historia, que es muy larga: unos 4.550 millones de años.

Para saber más sobre el período climático Younger Dryas: Younger Dryas: cambios climáticos que condicionaron el paisaje abulense y la vida humana.

Conoce más sobre las dunas de La Moraña y cómo y cuándo se formaron en: Un mar de dunas en La Moraña.

Fuentes de consulta

Geomorfología,La Moraña,Minerales y rocas,Paleoclima

Reconstruyendo el paisaje a partir de un puñado de arena

1 comentario

Autores – Gabriel Castilla y Davinia Díez Canseco

Cuando nos detenemos a contemplar un paisaje, ya sea en el campo o en una fotografía, hay una pregunta que surge casi de manera espontánea: ¿cómo se formó el relieve que observamos? Intuimos que las llanuras, valles y montañas debieron originarse por la acción lenta pero continuada durante mucho tiempo del agua, el hielo o el viento; agentes que pueden arrancar materiales de un sitio para reubicarlos en otros. La experiencia nos induce a pensar que las rocas que configuraban el relieve primordial fueron disueltas o arrancadas, trituradas y transportadas lejos de allí.

La siguiente pregunta también surge por sí misma: ¿dónde fueron a parar todos estos materiales? Podemos deducir que viajaron hasta un lugar tranquilo donde el agua, el hielo o el viento perdieron su energía, depositándolos en forma de sedimentos (arcilla, limo, arena o grava) en una depresión del terreno o tal vez en el mar.

Y así, razonando paso a paso, construimos las nociones de erosión, transporte y sedimentación.

Figura 1. Cárcavas del río Adaja cerca de Blascosancho. En esta imagen se aprecian los tres procesos básicos que han modelado el paisaje: erosión, transporte y sedimentación. Foto: Gabriel Castilla.

Pero estas nociones son tan generales que apenas nos permiten conocer detalles sobre el tipo de rocas que formaban el relieve desaparecido, los procesos geológicos que actuaron o la distancia que recorrieron las partículas o clastos (minerales, fragmentos de roca y fósiles) antes de sedimentar. Para aclarar cómo se formó el paisaje y dónde fueron a parar los materiales que faltan es preciso detenerse antes en dos conceptos clave: selección y madurez.

Proceso de selección de materiales

Existe una relación directa entre los clastos que encontramos en un sedimento y la roca de la que proceden. En el caso del granito, la roca más abundante de la provincia de Ávila, tres son los minerales que lo constituyen: cuarzo, feldespato y mica.

Para saber más sobre el granito y su composición: Qué es el granito y cómo se forma.

Los tres minerales son liberados cuando el granito se ve alterado por procesos químicos (como la hidrólisis del feldespato) y físicos (fracturación por cambios de presión y temperatura).

Descubre más sobre la alteración del granito en: La formación de los suelos.

En los continentes la reubicación de estos minerales la realizan fluidos como el agua (ya sea líquida o en forma de hielo) y el viento. El viaje entre el lugar donde se produce la erosión y la zona de sedimentación puede ser muy agresivo, por lo que algunos minerales se pueden romper y alterar químicamente hasta desaparecer.

Figura 2. Arena próxima a la laguna de El Ejido, formada por la erosión del granito y el transporte del sedimento. Foto: Gabriel Castilla.

Los agentes de transporte realizan un doble proceso de selección:

  1. El primero tiene que ver con la composición, pues el agua altera y degrada químicamente el feldespato y la mica mientras que mantiene el cuarzo (por ser químicamente estable y mecánicamente resistente).
  2. El segundo es una selección por tamaños, pues cuanto más baja es la energía o la densidad del fluido (como el aire) su capacidad de erosión y carga es menor, por lo que solo puede transportar clastos de unos milímetros de grosor. Sin embargo, cuando la energía y densidad del fluido es alta (como le sucede al agua líquida, al hielo o al barro), su capacidad de transportar material de todos los tamaños es mayor. 
Figura 3. Tipos de selección en función de la capacidad de carga y del medio de transporte. La selección del viento es alta (dunas) mientras que la de los ríos es más baja. Gráfico tomado de Corbí, H. y Martínez-Martínez, J. (2015).

Madurez de los materiales

Los geólogos llamamos arena al sedimento formado por clastos de rocas disgregadas cuyo tamaño oscila entre los 0,06 y los 2 milímetros de diámetro.

Cuando el viaje de la arena ha sido largo solo sobreviven las partículas más duras, cuyos bordes se van desgastando. Podemos decir entonces que:

  • Una arena es madura cuando está formada por granos de cuarzo que presentan forma redondeada y un tamaño similar entre ellos.
  • Por el contrario, diremos que una arena es poco madura cuando contiene minerales blandos (micas y feldespatos), de aspecto anguloso y con tamaños muy desiguales.

Figura 4. El grado de redondez que muestran los granos de cuarzo son un indicador del desgaste que han experimentado durante su transporte. Gráfico extraído de Carta de sorting estándar. Australian Government, Geoscience Australia (www.ga.gov.au).

¿Qué información podemos deducir del estudio de la madurez de un sedimento?

  • Una arena madura nos habla de un relieve montañoso lejano, de llanuras y zonas tectónicamente tranquilas, de un transporte largo e intenso en el que pueden haber participado muchos procesos geológicos, entre ellos el viento.
  • Una arena poco madura nos habla de un relieve montañoso cercano y de un transporte enérgico pero corto, propio de zonas montañosas tectónicamente activas, donde son frecuentes los torrentes y pueden ocurrir episodios de alta energía como las llamadas «vejigas» (deslizamientos de ladera en zonas de alta pendiente).

Para saber más sobre las llamadas «vejigas» : Reconciliando la tradición oral de las “vejigas” con la geología y el estudio de los riesgos naturales parte 1 y parte 2 (el caso concreto de Venero Claro).

Figura 5. Muestra de arena, sobre papel milimetrado, tomada en una duna al Noroeste de El Oso. Podemos apreciar una selección media-alta con partículas finas, pero también cantos de unos 2 mm tanto de cuarzo redondeado como de feldespato anguloso. Podemos comparar esta muestra con arena del desierto del Sáhara que presenta clastos redondeados y sedimento con clastos angulosos de un río seco de Black Mountain en Alberta (Canadá). Foto: Gabriel Castilla.

De dónde viene la arena de las dunas de La Moraña

Las dunas de La Moraña están formadas por cuarzo (62,5%), feldespato (35%) y fragmentos de roca y micas (2,5%).  En algunas encontramos arena de grano muy fino y bien seleccionadas, mientras que en otras las arenas son más gruesas y están peor seleccionadas. Esto significa que el viento formó las dunas movilizando clastos de dos áreas de origen muy distintas:

  1. Las arenas maduras que se encontraban en las terrazas y llanuras de inundación de los ríos de la cuenca del Duero.
  2. Y los sedimentos menos maduros formados por la erosión rápida de relieves montañosos del Sistema Central.
Figura 6. Grano de cuarzo de una duna de la Moraña visto al microscopio electrónico de barrido (MEB) a diferentes escalas. Podemos apreciar bordes redondeados, escamas en la superficie y el “piqueteo” formado por el continuo choque con otros granos de cuarzo.
Fotos realizadas por Jaime Cuevas González en el MEB de la Universidad de Alicante.

Como hemos podido ver la arena tiene historias que contarnos, relatos que han quedado escritos en la composición, forma y selección de los granos que la conforman. Además, al observar detalladamente un grano de cuarzo de una de las dunas de La Moraña con un microscopio electrónico de barrido (MEB), podemos apreciar en su superficie rasgos producidos por la acción prolongada del viento que nos hablan de las condiciones climáticas de extrema aridez que azotaron esta región hace 11.600 años.

Para saber más sobre la evolución climática de La Moraña: Youger Dryas: cambios climáticos que condicionaron el paisaje abulense y la vida humana.

Completa lo que sabes sobre las dunas de La Moraña en: Un mar de dunas en La Moraña y Descubrir los cinturones de dunas de Ávila.

Fuentes de consulta