domingo, 13 de noviembre de 2011

Geología Ciencia de la Tierra.


El SUELO.




Los procesos geológicos se deben a la interacción de la parte rocosa del planeta con la atmosfera, biosfera y la hidrosfera.
Esta interacción se manifiesta a través de la acción conjunta de agentes como el viento, la lluvia, el cauce de los ríos y los seres vivos, que modifican poco a poco las formas del relieve.
Las rocas y los minerales se forman en condiciones de temperatura y presión muy diferentes a las que se presentan en la superficie terrestre. Por ello, cuando afloran y entran en contacto con la atmósfera, la hidrósfera y la biósfera, experimentan un proceso de adaptación a las nuevas condiciones. Tal proceso implica modificaciones físicas, como la fragmentación, y químicas, como la descomposición de los minerales.
Las transformaciones físicas y químicas en conjunto forman parte de un proceso mayor llamado meteorización, por el cual la estructura y configuración superficial de las rocas sufren cambios drásticos.

Es el componente primordial de los ecosistemas terrestres, se forma a través de un proceso de desgaste de las rocas, en el cual intervienen el clima, los seres vivos, los fenómenos naturales entre otros.
*      L os suelos van formándose por el desgaste de las rocas durante muchos años.
*      La roca madre es el material geológico original sobre el cual surge el suelo. Determina los minerales que formarán parte de él.
*      Los seres vivos, por ejemplo las plantas, ocasionan un desgaste mecánico que va rompiendo la roca madre a través del tiempo.
*      El clima, a través de las variaciones de temperatura y los regímenes de lluvia, también interviene en el desgaste de las rocas.
*      Con el paso del tiempo, el polvillo que se produce de este desgaste va dando paso al nuevo suelo.
*      La topografía. Influye en la alteración del material rocoso. E n terrenos inclinados, habrá más erosión y deposiciones.
*      La tectónica y la estratigrafía. Los pliegues, las fallas, secuencia y potencia de los estratos favorecen la meteorización física o química.
*      Las aguas subterráneas. Por su intensa acción movilizadora de los iones, son de suma importancia en el desarrollo de los estratos que forman el suelo.
Los suelos se estudian y se clasifican de acuerdo con su capacidad productiva. Para esto se toman en cuenta aspectos como el clima y características permanentes del suelo. Entre estas características están: declive, profundidad, textura, efectos de erosión, tipo de minerales y fertilidad.
FORMACIÓN Y COMPOSICIÓN DEL SUELO.
Entre los factores bióticos que favorecen la meteorización de la roca están los líquenes. Estos organismos se adhieren a las rocas y gracias a su capacidad fotosintética, son capaces de producir su propio alimento. Además, desintegran gradualmente las rocas en las que se fijan. Gracias a ello, se forman hendiduras y concavidades que permiten la acumulación de materia orgánica y mineral. Sobre este sustrato recién formado, pueden germinar semillas que darán paso a la nueva vegetación.
La acumulación progresiva de materiales minerales y orgánicos lleva a una diferenciación de estratos u horizontes, como el B, que es el resultado de dos procesos: el lavado de materiales desde el horizonte A y la alteración de los minerales contenidos en el horizonte C. 
El suelo puede acumular en su superficie restos de vegetación y, por ende, producir un mayor volumen de materia orgánica, lo que da lugar al horizonte O.

COMPOSICIÓN DEL SUELO.
Nuestro planeta posee una gena cantidad de minerales y rocas como resultado, se han formado distintas clases de suelos. A su  vez, estos suelos han sufrido diversos procesos de transformación, entre los cuales están:
*      La erosión y deposición. Muchos suelos erosionan debido a la fuerza del agua y el viento, perdiendo sus horizontes superficiales.
Las partículas minerales que se transportan en este proceso se depositan en otros lugares, formando nuevos horizontes en otros suelos. Esto ocurre en las vegas de los ríos, donde es común encontrar suelos aluviales, producto de la erosión del suelo de las montañas.
*      El uso del suelo. La agricultura intensiva, la urbanización y la explotación minera han transformado el suelo. Estas actividades lo compactan y remueven materia orgánica,  eliminando muchas veces el horizonte O. También reducen su fertilidad.

Todos estos factores dan como resultado una enorme variedad de tipos de suelo. Además, en la superficie terrestre ocurren constantes fenómenos de meteorización, movimiento de placas tectónicas, entre otros los cuales continúan el proceso de formación y transformación de los suelos.

De acuerdo a su textura, el suelo puede clasificarse como arenoso, si posee un alto porcentaje de arena; limoso, si posee un alto porcentaje de partículas de limo; o bien arcilloso, si predomina la cantidad de arcillas en el suelo. Las partículas arenosas son más gruesas que las limosas y arcillosas, siendo estas últimas las más finas.

El suelo también puede clasificarse según su estructura, ya sea dispersa, agregada o floculada. Asimismo, su clasificación puede basarse en sus propiedades químicas, las cuales dependerán del material que  lo compone. Así, los suelos autóctonos se sitúan sobre su roca madre, y los suelos auloctonos poseen minerales provenientes de otros lugares, debido a procesos geológicos y físicos.
 TIPOS DE SUELO.
Según su estado de desarrollo, los suelos pueden clasificarse en:
Suelos no evolucionados. Sus horizontes superficiales están muy cercanos  a la roca madre. Poseen muy poca cantidad de materia orgánica. Algunas veces son suelos aluviales. Otros ejemplos de este tipo de suelo son los suelos polares, las playas y los desiertos.

Suelos poco evolucionados. Consisten en dos o tres horizontes. Por lo general carecen de horizonte B.

Suelos evolucionados. Algunos poseen abundante materia orgánica, así como diversos horizontes fácilmente distinguibles. Son característicos de lugares donde existe alta precipitación, como los bosques. En la actualidad, estos suelos se encuentran muy degradados, por la alta explotación agrícola a la que han sido sometidos.
TOPOGRAFÍA DEL SUELO.
Los suelos se estudian y se clasifican de a cuerdo a su capacidad productiva. Para esto se toman en cuenta aspectos como el clima y características permanentes del suelo. Entre estas características están:   declive, profundidad, textura, efectos de erosión, permeabilidad, capacidad de campo , tipos de minerales y fertilidad natural.
LOS MINERALES Y CICLO DE LAS ROCAS.
Un mineral es una sustancia natural inorgánica. En ciertas condiciones, los minerales adquieren formas geométricas definidas, es decir, tienen un orden tridimensional. Cuando un mineral cumple con esta característica, se le denomina cristal.
Cuando dos o más minerales se asocian estructuralmente, se forman las rocas.  La mayoría de ellas están constituidas por varias clases de minerales. Sin embargo, existe un pequeño grupo de rocas que se forman de un solo mineral.
El origen de las rocas se debe a distintos factores, entre ellos:
*      La presión de las capas superiores de la Tierra sobre aquellas que se encuentran debajo.
*      Factores químicos, como la acción del agua y de algunos ácidos sobre los minerales.
*      Factores climáticos, como lluvias, viento, etcétera.




TRANSFORMACIONES QUIMICAS DE LA MATERIA

ÁTOMOS Y MOLÉCULAS Átomo El átomo es la menor fracción en que puede dividirse un elemento simple sin que pierda sus propiedades químicas y pudiendo ser objeto de una reacción química. Está formado por un conjunto de nucleones (protones y neutrones), situados en el núcleo, que concentra la casi totalidad de la masa atómica y a cuyo alrededor gira, en distintos orbitales, un número de electrones igual al de protones. El concepto de átomo como partícula indivisible se encuentra ya en la Grecia presocrática, en las concepciones de Leucipo y Demócrito acerca del mundo material, quienes anticiparon además los principios de cuantificación y conservación de la materia. En 1803, Dalton emitió su hipótesis atómica: los elementos están formados por átomos, y los compuestos por grupos de éstos (moléculas). Los experimentos de Thomson (1897) con rayos catódicos y la identificación de éstos con los corpúsculos llamados electrones, constituyentes de la electricidad, indicaron la posibilidad de que el átomo fuera divisible en componentes (partículas) más elementales. Los trabajos de Rutherford (1911) bombardeando láminas metálicas con partículas alfa llevaron a distinguir en el átomo un núcleo pequeño (diámetro del orden de 10-12 cm) y pesado y una nube electrónica dispuesta en capas concéntricas que abarcaban un diámetro de 10-8 cm. El átomo más sencillo, el de hidrógeno, consta de un solo nucleón (protón) y un solo electrón en su corteza; los átomos más complejos tienen en el núcleo tantos nucleones como indica su masa atómica, de los cuales son protones (con carga positiva) en cantidad igual al número atómico (número de orden en la tabla periódica) y neutrones (sin carga) el resto. La carga positiva del núcleo se contrarresta con una igual de sentido contrario correspondiente a los electrones de la corteza atómica. En 1913, N. Bohr, basándose en los conocimientos que facilitaba la mecánica cuántica, y para explicar de modo adecuado las líneas espectrales, presentó un modelo atómico que establecía y cuantificaba (mediante los números cuánticos) la distribución de los electrones alrededor del núcleo, la forma orbital en que se movían y las condiciones bajo las cuales éstos saltaban de una a otra órbita. Posteriormente, Sommerfeld completó el mencionado modelo con un tercer número cuántico, con el que precisó que las órbitas electrónicas eran elípticas y no coplanarias. Molécula Partícula formada por una agrupación ordenada y definida de átomos, que constituye la menor porción de un compuesto químico que puede existir en libertad. Las moléculas sólo se hallan perfectamente individualizadas en los gases en estado de movimiento rectilíneo desordenado, en cuyo caso su interacción se limita a choques muy breves. En los líquidos, si bien las moléculas se desplazan libremente, existe un mayor contacto intermolecular. En los sólidos, las moléculas ocupan por lo general posiciones fijas en los nudos de redes cristalinas. Los agregados atómicos moleculares pueden ser polares o no polares. En el primer caso, las moléculas forman pequeños dipolos y es la atracción que se manifiesta entre éstos lo que causa la unión intermolecular. En las moléculas no polares, la unión es debida únicamente a las fuerzas de Van der Waals, que, por ser más débiles, corresponden a compuestos de bajo punto de fusión. Las dimensiones de la molécula dependen de las características y del número de los átomos que la forman, y pueden ir desde 2,4 ångström (molécula de hidrógeno) hasta longitudes perceptibles a simple vista (moléculas orgánicas o macromoléculas). La masa de las moléculas es extremadamente pequeña, ya que guarda relación con sus dimensiones, lo que hace evidente la necesidad de recurrir a unidades de masa especiales, tales como la molécula gramo o mol, que equivale a la masa de un cuerpo que en estado gaseoso ocupa el mismo volumen que 32 g de oxígeno (dado que la molécula de este elemento consta de dos átomos). Por su parte, el volumen molecular, volumen ocupado por una molécula gramo de gas a 0 °C y a la presión atmosférica (760 mm de mercurio), es de 22,4 litros. Así, el número de moléculas de que consta una molécula gramo es una constante universal (conocida como «número de Avogadro»), cuyo valor es 0,023. 1023. En el transcurso de las reacciones químicas a las que se ven sometidas, las moléculas experimentan todo tipo de transformaciones (divisiones, uniones, cambios de parte de sus átomos, etc.), lo que permite la formación de nuevas moléculas (es decir, de nuevos cuerpos). LAS REACCIONES QUIMICAS Las reacciones químicas son procesos en los que una o más sustancias se transforman en otra u otras con propiedades diferentes. Para que pueda existir una reacción química debe haber sustancias que reaccionan y sustancias que se forman. Se denominará reaccionante o reactivo a la sustancia química que reacciona. A las sustancias que se generan debido a una reacción química se les denomina sustancia resultante o producto químico. Los cambios químicos alteran la estructura interna de las sustancias reaccionantes. Generalmente, se puede decir que ha ocurrido una reacción si se observa que al interactuar los "supuestos" reaccionantes se da la formación de un precipitado, algún cambio de temperatura, formación de algún gas, cambio de olor o cambio de color durante la reacción. A fin de expresar matemática una reacción química se hace necesario utilizar una expresión en la cual se señalan los reactivos y los productos. Esta expresión recibe el nombre de ecuación química. Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (reactivos o reactantes) y las sustancias o productos que se obtienen. Las reacciones también pueden ser clasificadas en:a) Reacción química homogénea y b) Reacción química heterogénea. Veremos tres tipos de reacciones: a) COMBINACIÓN: En las reacciones de combinación, dos o más sustancias reaccionan para formar un producto. Existen numerosos ejemplos de tales reacciones, en especial aquellas en las que diferentes elementos se combinan para formar compuestos. Por ejemplo, el metal magnesio arde en el aire con un brillo deslumbrante para producir óxido de magnesio, como puede verse a continuación: 1) 2Mg(s) + O2(g) ---> 2MgO(s) 2) 2CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(ac) b) DESCOMPOSICIÓN: En una reacción de descomposición, una sustancia sufre una reacción para producir dos o más sustancias. Muchos compuestos sufren reacciones de descomposición cuando son calentados. Por ejemplo, muchos carbonatos metálicos se descomponen para formar óxidos del metal correspondiente y bióxido de carbono. CaCO3(s) ---> CaO(s) + CO2 (g) c) Neutralización: En ella un ácido reacciona con una base para formar una sal y desprender agua. H2SO4 (ac) + 2NaOH(ac) → Na2SO4(ac) + 2H2O(l) d) Desplazamiento: Es una reacción en la cual los átomos de un elemento sustituyen o reemplazan los átomos de otro en un compuesto. A + BX= AX + B Ej. METAL + AGUA → HIDRÓXIDO + HIDRÓGENO El litio (un metal) desplaza 1 átomo de hidrógeno de la molécula de agua. 2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2 METAL + ACIDO → SAL + HIDRÓGENO El litio (un metal) desplaza 1 átomo de hidrógeno de la molécula de ácido. 2 Li + 2 HCl2 → LiCl + H2 e) Intercambio o doble desplazamiento: Se realiza por intercambio de átomos entre las sustancias que se relacionan. K2S + MgSO4 → K2SO4 + MgS
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