T3 Edafologia AG1012

Professor
Sergi Meseguer Costa
Àrea de Cristal·lografia i Mineralogia
Departament de Ciències Agràries i del Medi Natural, Universitat Jaume I
Tema 3 Com es transforma una roca en sòl
METEORITZACIÓ DE ROQUES I MINERALS I
EDAFOGÈNESI

1. Introducció a la Geologia: estructura, elements, minerals, roques,
ambientes geològics (cicle de les roques), evolució de laTerra (T1,T12)
2. Classificació de minerals i roques i, tectònica de plaques (T3, (T2))
3. Processos que transformen les roques: geodinàmica externa,
Estratigrafia, Geomorfologia, els temps geològics. (T6,T7,T9)
4. Geologia regional: geologia estructural, cartografia geològica, El Sistema
Ibèric, preparació de l’eixida de camp (T10,T23)
5. El sòl: generalitats, factors formadors, perfil del sòl,...(T1,T2,T3,T4)
6. Física del sòl (T5)
7. Química del sòl (T8)
8. L’aigua en el sòl (T10)
9. Classificació del sòls, cartografia edafològica (T11)
Sergi Meseguer Costa Àrea de Cristal·lografia i Mineralogia-Departament de Ciències Agràries i del Medi Natural

1. Meteorització: tipus i processos
2. Productes de la Meteorització
3. Processos bàsics en la formació de sòls
4. Adicions
5. Pèrdues
6. Transformacions
7. Translocacions
8. Processos edafogènics bàsics i horitzons genètics resultants
9. Meteorització i fons geoquímic
10. Horitzons del sòl

1 Seleccionar el terme més adient d’acord el context

METEORITZACIÓ
La meteorització consisteix en la transformació parcial o total de roques i minerals a
l’entrar en contacte amb l'atmosfera, hidrosfera i biosfera, per aflorar o per estar a
prop de la superfície.
 La zona de contacte entre la roca fresca i el material resultant de la meteorització
(saprolita) constitueix el front de meteorització.

Meteorització biogeoquímica
 -Degut a l’efecte de l’aigua pura o que continga dissolts O2, CO2, o àcids orgànics
Dissolució

Hidratació
-L’absorció d’aigua origina una altra espècie mineral
-Un bon exemple és el pas d’anhidrita a guix. Augmenta el
volum un 35%

 -es deu a l’efecte de l’aigua pura o que continga dissolts O2, CO2, o àcids orgànics
Hidròlisi
-Reacció d’un mineral per donar un àcid i una base. Reorganització de
les xarxes cristal·lines Neoformació de minerals més
estables sota les noves condicions termodinàmiques
-Afecta a gran quantitat de minerals, especialment silicats.
-L’activitat microbiològica per fer que la hidròlisi siga àcida o bàsica.

Hidròlisi
Una qüestió important en la formació del sòl és la gènesis dels minerals més característics del mateix: les argiles. En
concret, la formació dels minerals de l’argila en aquest ambient està íntimament lligat a reaccions d'hidròlisi dels
minerals silicatats de les roques. Aquestes reaccions poden desenvolupar-se en el medi hidrotermal (durant la
formació d’un depòsit mineral), o com processos exògens (sota condicions atmosfèriques), una vegada que les
roques per erosió es troben en la superfície o en la seua proximitat. El CO2 dissolt en l’aigua de pluja o dels rius poden
desencadenar una sèrie de processos hidrolítics:
CO2 + H2O H2CO3
L’àcid carbònic així format reacciona amb els feldspats, induint la formació de minerals del grup de
la argila.
3 exemples que condueixen a la formació de caolinita,Al2Si2O5(OH)4:
1) Hidròlisis d’anortita (plagiòclasi càlcica):
CaAl2Si2O8 + 2 H2CO3 + H2O Ca2+ + 2 HCO3
- +Al2Si2O5(OH)4
2) Hidròlisis de la albita (plagiòclasi sòdica):
2 NaAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O 2 Na+ + 2 HCO3
- +Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO4
3) Hidròlisis de l’ortoclasa (feldspat potàssic):
2 KAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O 2 K+ + 2 HCO3
- +Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO4

Activitat
biològica
-Efecte mecànic
-Efecte indirecte (canvi d’equilibri en la dissolució
-Efecte directe
Oxidació-
reducció
-Transferència d’electrons: oxidació (pèrdua), reducció (guanys)
-Afecta aquells elements que poden actuar amb més d’una valència.
-En medis amb excés d’H2O (medi saturat) la manca d’O2 provoca
una reducció del Fe.
Fe3+ + 1e- Fe2+
Aquesta reducció representa un increment de volum del 22%
provocant tensions en la roca.
Al drenar un medi que haja estat saturat d’aigua (com ara un estuari)
s’indueix al procés contrari: l’oxidació.

PRODUCTES DE LA METEORITZACIÓ
Productes de la
meteorització
 Resistats: fragments de la roca que conserves la seua composició
mineralògica.
 Minerals heretats alliberats directament de la roca, sense
transformacions sensibles
 Minerals transformats, alteracions en les xarxes cristal·lines
 Minerals neoformats
 Elements solubles
HORITZONACIÓ

Resistats Minerals heretats
Minerals
transformats
Minerals
neoformats
Minerals solubles
ROCA
ATMOSFERA
BIOSFERA
HIDROSFERA
METEORITZACIÓ
FORMACIÓ
DEL SÒL
Pèrdues per
erosió
Pèrdues per
rentat

 Entendre el comportament dels productes de meteorització resulta molt important per a la
comprensió dels processos, els sòls que es formen i el seu comportament.
 El diagrama de Mason permet interpretar el comportament dels diferents elements en els
sòls en funció de la càrrega iònica (Z) i el radi iònic (r) de cadascun d’ells, que defineix el
potencial iònic (Z/r).
 Uns elements romanen en solució com cations solubles o com anions complexes solubles, la
qual cosa farà que presenten gran mobilitat, mentre que d’altres precipiten per hidròlisi.

 5 G2
a) Descriu l’aflorament de guix roca:
b) Com es va poder formar?
c) Quins productes es poden esperar d’aquest
procés i quin serà el seu comportament d’acord al
diagrama de Mason.

 6 A1

A1. Seleccionar el terme que millor s’adapte al context

-Físics: moviments de substàncies en suspensió, turbacions i
altres
-Químics: dissolucions, precipitacions, hidratacions, hidròlisi,
formació de complexos organo-metàl·lics i reaccions redox.
-Biològics: descomposició de la matèria orgànica, mescla de
materials per la fauna, entre d’altres.
PROCESSOS
EDAFOGÈNETICS
 Les reaccions químiques produeixen el trencament d’enllaços en els materials
que reaccionen originant nous productes.
 Generalment, les velocitats de reacció són molt baixes en els processos
edafogènetics.
 La diversitat d’actuació dels factors interns i externs produiran situacions molt
diverses en l’edafogènesi.

ADICIONS
Poden ser:
 Aigua
 Gasos
 Matèria orgànica
 Materials alliberats durant la meteorització
 Aports de sals solubles per ascens capilar (capa freàtica) i per aerosòls salins (vent marí)
 Soluts procedents de les parts altes d’una vessant amb flux lateral
 Materials transportats per escolament superficial procedents de l’erosió
 Materials coluvials
 Materials aluvials

11 G2 a) Descriu aquesta imatge presa en perspectiva en un sòl de bosc.
b) Atenent a diversos criteris, interpreta a quin tipus de procés correspon i a què
donarà lloc.

12 G2 a) Descriu el perfil de la figura que correspon a un sòl de muntanya (Alps,
Suïssa) desenvolupat arran una roca calcària dura.
b) Atenent a diversos criteris, interpreta el tipus de procés i a que ha donat lloc.

13 PÈRDUES
A) Substàncies solubles:
-Elements dissolts, perduts per la base del sòl o lateralment: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Fe2+,
Si4+, entre d’altres.
-Quelats solubles o pseudosolubles (complexos organo-metàl·lics) per rentat de Fe3+,
entre d’altres.
-Pèrdues de Fe2+ i manganés (Mn2+) en condicions reductores, originant un empobriment
i decoloració.
-Pèrdua de silici (en sòls de zones tropicals, entre d’altres)

13 PÈRDUES
B) Partícules sòlides:
-Materials de superfície arrossegats fora del sòl per l’aigua d’escolament superficial (erosió
hídrica) i pel vent (erosió eòlica).
C) Elements biodisponibles: nutrients absorbits per les plantes, i elements tòxics absorbits
per plantes tolerants
D) Gasos:
- Pèrdues de nitrogen en forma de N2 per desnitrificació
- Pèrdues de CO2 després per la respiració dels microorganismes del sòl i per la
descomposició de la matèria orgànica

La mobilitat dels diversos elements depèn, entre d’altres factors, del potencial iònic
(diagrama de Mason) i del pH. En el cas de l’alumini, el Al2O3 es troba precipitat
entre 5,5 i 8,5, mentre que la mobilització de la sílice, SiO2, augmenta amb el pH,
essent màxima en condicions alcalines (Mason, 1966).

14 G2 a) Descriu aquesta imatge.
b) Quins tipus de procés edafogenètic s’està produint?

15TRANSFORMACIONS
Val a destacar:
-Meteorització de roques i minerals.
-Descomposició de la matèria orgànica per microorganismes del sòl.
-Neoformació de minerals arran dels productes de meteorització.
-Formació del complex argilo-húmic, que constitueix una de les característiques singulars
dels sòls.
-Precipitació de CaCO3, i guix, i de sals més solubles que el guix (halita, tenardita,
mirabilita, entre d’altres) a partir de solucions saturades.
-Processos redox on hi ha un excés d’aigua temporal o permanent.
-Processos d’expansió-retracció, degut a la presència d’argiles expansives (grup
esmectites).

14 G2 a) Descriu aquestes imatges.
b) De quin tipus de procés es pot tractar?

-Argila: il·luviació
-Col·loides orgànics: de baix pes molecular que poden formar els quelats amb el ferro
soluble o pseudosolubles.Tenen lloc en sòls àcids.
-Carbonat de calci: en solució en forma de Ca2+, HCO3- i CO32-. Aquests ions poden
ser translocats i recipritats en el propi sòl.
-Guix: en solució en forma de Ca2+ i SO42-Translocacions i recipritació en el propi sòl.
-Per el cicle biològics de nutrients.
TRANSLOCACIONS
 Bioturbació (fauna del sòl)
 Crioturbació (gel)
 Argiloturbació (expansió-retroacció d’argiles expansibles
TURBACIONS (moviments de materials dins del sòl)

18 G2 a) Descriu aquestes imatges.
b) De quin tipus de procés es pot tractar. Supossa que el component de color
blanc és calcita, de tipus micrita.
c) Es poden extreure algunes conclusions respecte al clima i el règim d’humitat
del sòl?

19 G2 A l’observar al microscopi petrogràfic una làmina prima d’un horitzó d’un sòl es
la següent imatge:
a) Descriu la imatge.
b) Formula alguna hipòtesi sobre l’origen del component blanc i relaciona-ho amb
algun procés edafogenètic. Busca informació sobre els minerals lenticulars.
c) Que diries en respecte les condicions ecològiques de la zona on s’ha format
aquest sòl?

21 A1 Selecciona el terme més adient segons el context:
22 A1 Cal realitzar alguna correcció sobre el text:

Adició de matèria orgànica a la superfície per part de la
vegetació
Adicions
O (horitzó orgànic, color fosc)
Adició de m.o. a la superfície per arrels fines o a partir d’un O. A , Ah (humus) H. organomineral
Adició de materials que soterren un sòl anterior Ab (buried) H. soterrat
Adició de m.o. en condicions d’excés d’H2O molt prolongades
tots els anys.Torbera
H (histos, teixit) H. Orgànic d’un sòl
orgànic

Pèrdua de material de la part superior del sòl.
Pèrdues
E (e=eluvial) horitzo de color blanc
degut a la sorra i llim residuals.
L’estructura, composició o color de la roca canvien en la major
part del volum per meteorització de la roca i els minerals que la
composen i per acció de la fauna
Bw (weathering)
Processos redox que afecten al Fe i al Mn, principalment Ag, Bg, Cg (g= gley)
Processos d’expansió-retracció degut a la presència d’argiles
expansibles (montmorillonita, grup de les esmectites
Bss (s= slickenside) cara de
lliscament
Transformacions
Llaureig d’un hortizó amb independència de quin haja sigut el
procés edafogènic que li ha donat origen
Ap (p= plow, llaurar)

Iliviació d’argila de la part superior del sòl (zona d’eluviació) a una
part inferior (zona d’iliviació). El transport de l’argila té lloc en
suspensió en l’aigua que circula pel sòl
Translocacions
Bt (t=ton, argila)
Queluviació de matèria orgànica, Fe i Al de la part superior del
sòl a una part inferior. En zones temperades humides
Bh (humus)
Bs (s=sesquiòxids)
Dissolució del CaCO3 i translocació dels seus
ions i recipritació en forma de CaCO3, dins del
sòl. Zones àrides i semiàrides.
Bk (k=kalk, calcària)
Bkm (cimentat)
Dissolució del guix a la part superior del sòl i translocació dels
ions i reciprecitació dins del sòl. Zones àrides i semiàrides
By (y=yeso, guix)

24 G2 Observar la imatge i dir quin tipus de procés pot haver-se produït.

25 E3 Al consultar la bibliografia ens trobem que a partir d’un granit es poden formar
els tres sòls que s’indiquen. Estudia la situació proporcionant alguna explicació
edafogenètica.

25 E3A partir de tres materials originaris diferents, es pot formar el mateix sòl?

25 E3 A partir de la prospecció i anàlisi d’uns sòls formats d’un mateix material
originari amb CaCO3, s’ha construït la gràfica que relaciona l’edat del sòl amb el pH.
a) Què ha succeït amb aquests sòls?
b) En quin tipus de clima evolucionen aquests sòls?
c) Quina reacció ha ocorregut amb el CaCO3?
d) Què es pot dir sobre el temps de formació d’aquest sòl?

FONS GEOQUÍMIC
Es refereix a la concentració d’un element en un determinat medi, en absència de
qualsevol aport extern específic derivat de l’activitat humana.
L’estudi dels possibles minerals font fa palesa quin és l’aport esperable al fons
geoquímic per a cadascun dels element d’un determinat sòl.
 En la recerca de contaminació de sòls, interesa diferenciar entre l’origen dels
elements d’estudi (geogènic o antròpogènic). En aquest context s’ha introduït el
concepte de fons geoquímic d’un element.

27 E3 Estudiar la següent informació:
La meteorització d’un roca origina un material que difereix pel seu color, estructura,
granulometria, mineralogia, etc., i que es denomina regolita. Diversos factors condicionaran
els processos. No obstant, en climes humits, els sòls es diferencien més de la roca conforme va
passant el temps, que en climes àrids i semiàrids. En qualsevol cas, la roca a partir de la qual es
forma un sòl marca les característiques del sòl resultant.
Coneixent els continguts medis de roques ígnies de diverses procedències (Fuster et al, 1954):

27 E3 Estudiar la següent informació (Fuster et al., 1954):

27 E3 Estudiar la següent informació:
a) Com s’expressen els resultats de l’anàlisi d’una roca?
b) En quin cas dels basalts, el 38% correspon al quars que té aquesta roca?
c) Quina és la causa principal de la mida de gra dels minerals en una roca? Posa dos exemples
de roques de gra fi i els seus equivalents de gra groller.
d) Quines roques donaran lloc als sòls més argilosos, d’entre les indicades a la taula?
e) Utilitzant el diagrama de Mason, interpretar la tendència en el comportament dels
diversos elements alliberats en la meteorització en el cas d’un granit. Quina influència
tindrán: el règim d’humitat del sòl segons siga percolant o no percolant? Y les condicions
de drenatge?
f) A l’indicar que un granit és una roca àcida i un basalt una roca màfica, a què s’està fent
referència? Té relació amb el pH i l’acidesa del sòl?

28 A1 Identificar termes referents a la meteorització i edafogènesi i estructurar-los
segons s'indica:
 Meteorització de la roca.
 Formació d’horitzons.
 Processos que afecten: a la matèria orgànica; en zones temperades humides; en zones
àrides i semiàrides; a la base d’un vessant amb aports de col·luvis; en sòls conreats; en sòls
amb excés d’aigua; en sòls afectats per sals solubles; sòls amb propietats físiques molt
desfavorables i toxicitat per sodi.

30A1 Corregir el text, si escau:
“La gènesi d’un sòl depèn essencialment de tres factors: descomposició de la roca; acumulació
de matèria orgànica; i migracions d’elements transportats per l’aigua”
1) Hidròlisi
2) Règim d’humitat xèric
(mediterrani)
3) Crioturbació
4) Materials sulfurosos
a) Plou a la tardor i primavera, principalment, mentre els estius són
secs i calorosos.
b) Processos d’expansió-retracció lligats a canvis d’humitat del sòl.
Efectes sobre les edificacions, infraestructures i les arrels dels
arbres.
c) Procés de meteorització química que afecta a roques i minerals.
Es caracteritza per la reacció amb l’aigua dissociada (OH- i H+)
d) Acidificació a l’eliminar l’excés d’aigua per drenatge artificial, si
el medi no conté CaCO3. Risc d’ignició si est tracta d’una
escombrera de carbó amb pirita.

31 CC Seleccionar el terme més adient en cada cas:

32 G2 Observa (estudi de casos)
a) Descriu el paisatge.
b) Quins efectes poden tenir les actuacions agrícoles (posada de reg, ús de
fitosanitaris, aport de purins, etc.) en els sòls de la zona alta que es veuen al fons.

CC. 2 Amb allò explicat a classe i l’estudi d’aquesta unitat, identificar entre deu i quinze
paraules clau que resulten rellevants segons diferents criteris.
CC. 3 Proposar un altre nom per aquesta unitat que reflectisca igualment el seu
contingut.
Presentació basada en el tema 1 del llibre:
Introducción a la Edafologia: uso y protección del suelo,
de: J. Porta, M. López Acevedo, R.M. Poch

T3 Edafologia AG1012

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to T3 Edafologia AG1012

Similar to T3 Edafologia AG1012 (20)

T3 Edafologia AG1012