Limo
Clasificación del suelo o sedimento
Hilera de limo arrastrado por el viento, Territorios del Noroeste , Canadá

El limo es un material granular de un tamaño entre arena y arcilla y compuesto principalmente de granos rotos de cuarzo . [1] El limo puede presentarse como suelo (a menudo mezclado con arena o arcilla) o como sedimento mezclado en suspensión con agua. El limo generalmente tiene una textura harinosa cuando está seco y carece de plasticidad cuando está húmedo. El limo también se puede sentir con la lengua como granulado cuando se coloca sobre los dientes frontales (incluso cuando está mezclado con partículas de arcilla).

El limo es un material común que constituye el 45% del lodo moderno promedio . Se encuentra en muchos deltas de ríos y en forma de acumulaciones depositadas por el viento, particularmente en Asia central, el norte de China y América del Norte. Se produce tanto en climas muy cálidos (a través de procesos como las colisiones de granos de cuarzo en tormentas de polvo ) como en climas muy fríos (a través de procesos como la molienda glacial de granos de cuarzo).

El loess es un suelo rico en limo que constituye una de las tierras agrícolas más fértiles de la Tierra. Sin embargo, el limo es muy vulnerable a la erosión y tiene malas propiedades mecánicas, lo que hace que la construcción sobre suelos limosos sea problemática. La falla de la presa de Teton en 1976 se ha atribuido al uso de loess inadecuado en el núcleo de la presa, y la licuefacción del suelo limoso es un riesgo sísmico importante. El limo arrastrado por el viento y el agua son formas importantes de contaminación ambiental, a menudo exacerbadas por malas prácticas agrícolas.

Descripción

El limo es un detrito (fragmentos de roca erosionada y meteorizada ) con propiedades intermedias entre la arena y la arcilla . Una definición más precisa de limo utilizada por los geólogos es que se trata de partículas detríticas con tamaños entre 1/256 y 1/16 mm (aproximadamente de 4 a 63 micrones). [2] Esto corresponde a partículas entre 8 y 4 unidades phi en la escala phi de Krumbein . [3] [4] Otros geólogos definen el limo como partículas detríticas entre 2 y 63 micrones o de 9 a 4 unidades phi. [5] Una tercera definición es que el limo es material detrítico de grano fino compuesto de cuarzo en lugar de minerales arcillosos . [6] Dado que la mayoría de las partículas minerales arcillosas son más pequeñas que 2 micrones, [7] mientras que la mayoría de las partículas detríticas entre 2 y 63 micrones de tamaño están compuestas de granos de cuarzo rotos, existe un buen acuerdo entre estas definiciones en la práctica. [5]

El límite de tamaño superior de 1/16 mm o 63 micrones corresponde a las partículas más pequeñas que se pueden discernir a simple vista. [8] También corresponde a una brecha de Tanner en la distribución de tamaños de partículas en sedimentos : las partículas entre 120 y 30 micrones de tamaño son escasas en la mayoría de los sedimentos, lo que sugiere que la distinción entre arena y limo tiene un significado físico. [5] Como se señaló anteriormente, el límite inferior de 2 a 4 micrones corresponde a la transición de partículas que son predominantemente granos de cuarzo rotos a partículas que son predominantemente partículas minerales arcillosas. [5]

Assallay y sus coinvestigadores dividen además el limo en tres rangos de tamaño: C (2-5 micrones), que representa las arcillas postglaciales y el polvo del desierto; D1 (20-30 micrones), que representa el loess "tradicional" ; y D2 (60 micrones), que representa el loess muy grueso del norte de África. [5]

El limo se puede distinguir de la arcilla en el campo por su falta de plasticidad o cohesión y por el tamaño de su grano. Los granos de limo son lo suficientemente grandes como para darle al limo una sensación arenosa, [7] particularmente si una muestra se coloca entre los dientes. Las partículas del tamaño de la arcilla se sienten suaves entre los dientes. [9] Las proporciones de limo grueso y fino en una muestra de sedimento se determinan con mayor precisión en el laboratorio utilizando el método de la pipeta, que se basa en la tasa de sedimentación a través de la ley de Stokes y proporciona la distribución del tamaño de partícula en consecuencia. [10] La composición mineral de las partículas de limo se puede determinar con un microscopio petrográfico para tamaños de grano tan bajos como 10 micrones. [11]

El limo vadoso son cristales de calcita del tamaño de limo que se encuentran en los espacios porosos y cavidades de la piedra caliza . Estos se depositan a medida que el sedimento es transportado a través de la zona vadosa para depositarse en el espacio poroso. [12]

Definiciones

ASTM Norma Americana de Materiales de Ensayo: Tamiz 200 – 0,005 mm.

USDA Departamento de Agricultura de los Estados Unidos 0,05–0,002 mm.

ISSS Sociedad Internacional de Ciencias del Suelo 0,02–0,002 mm.

Los ingenieros civiles de los Estados Unidos definen el limo como un material formado por partículas que pasan por un tamiz número 200 (0,074 mm o menos) pero que muestran poca plasticidad cuando están mojadas y poca cohesión cuando se secan al aire. [13] La Sociedad Internacional de Ciencias del Suelo (ISSS) define el limo como un suelo que contiene un 80% o más de partículas de entre 0,002 mm y 0,02 mm de tamaño [14], mientras que el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos establece el límite en 0,05 mm. [15] El término limo también se utiliza de manera informal para el material que contiene mucha arena y arcilla, así como partículas del tamaño del limo, o para el lodo suspendido en agua. [8]

Aparición

El limo es un material muy común y se ha estimado que hay mil millones de billones de billones (10 33 ) de granos de limo en todo el mundo. El limo es abundante en depósitos eólicos y aluviales , incluidos los deltas de los ríos , como los deltas de los ríos Nilo y Níger . Bangladesh está sustentado en gran medida por depósitos de limo del delta del Ganges . El limo también es abundante en el norte de China, Asia central y América del Norte. [5] Sin embargo, el limo es relativamente poco común en las regiones tropicales del mundo. [16]

El limo se encuentra comúnmente en suspensión en el agua del río y constituye más del 0,2% de la arena del río. Es abundante en la matriz entre los granos de arena más grandes de las grauvacas . El lodo moderno tiene un contenido promedio de limo del 45%. [17] El limo se encuentra a menudo en la lutita como láminas delgadas , como grumos o disperso por toda la roca. Las láminas sugieren la deposición en una corriente débil que separa el limo de la arcilla, mientras que los grumos sugieren un origen como bolitas fecales . Cuando el limo se dispersa por toda la lutita, es probable que se haya depositado mediante procesos rápidos, como la floculación . [18] La roca sedimentaria compuesta principalmente de limo se conoce como limolita . [19]

El limo es común en todo el registro geológico , pero parece ser particularmente común en las formaciones cuaternarias . Esto puede deberse a que la deposición de limo se ve favorecida por la glaciación y las condiciones árticas características del Cuaternario. [5] El limo a veces se conoce como harina de roca o harina de glaciar , especialmente cuando se produce por la acción glacial. [20] El limo suspendido en el agua que drena de los glaciares a veces se conoce como leche de roca o leche lunar . [21]

Fuentes

Un arroyo que transporta sedimentos de los campos de Brastad , Suecia

Una explicación sencilla para la formación de limo es que se trata de una continuación directa, a menor escala, de la desintegración de la roca en grava y arena. [22] Sin embargo, la presencia de una brecha de Tanner entre la arena y el limo (una escasez de partículas con tamaños entre 30 y 120 micrones) sugiere que diferentes procesos físicos producen arena y limo. [23] Los mecanismos de formación de limo se han estudiado ampliamente en el laboratorio [24] y se han comparado con observaciones de campo. Estas muestran que la formación de limo requiere procesos de alta energía que actúan durante largos períodos de tiempo, pero dichos procesos están presentes en diversos entornos geológicos. [5]

Los granos de limo de cuarzo suelen tener una forma laminar o de cuchilla. [25] Esto puede ser característico de cómo los granos más grandes se desgastan, o reflejar la forma de los granos de cuarzo pequeños en la roca metamórfica foliada , o surgir del crecimiento autóctono de los granos de cuarzo paralelos a la estratificación en la roca sedimentaria . [26] Teóricamente, las partículas formadas por fracturación aleatoria de un material isótropo, como el cuarzo, tienden naturalmente a tener forma de cuchilla. [27] El tamaño de los granos de limo producidos por la abrasión o fragmentación de granos más grandes puede reflejar defectos en la estructura cristalina del cuarzo, conocidos como defectos de musgo. [28] Dichos defectos se producen por la deformación tectónica de la roca madre, y también surgen de la transición alta-baja del cuarzo: el cuarzo experimenta una fuerte disminución en el volumen cuando se enfría por debajo de una temperatura de aproximadamente 573 °C (1063 °F), [29] lo que crea tensión y defectos cristalinos en los granos de cuarzo en un cuerpo de granito que se enfría. [30]

Los mecanismos de producción de limo incluyen: [5]

  • Erosión de granos inicialmente de tamaño limo de roca metamórfica de bajo grado.
  • Producción de granos del tamaño de limo a partir de la fractura de granos más grandes durante la erosión inicial de la roca y la formación del suelo , [31] a través de procesos como la fragmentación por congelación [32] y la haloclastia . [33] Esto produce partículas de limo cuyo tamaño de 10 a 30 micrones está determinado por defectos de Moss. [5]
  • Producción de granos del tamaño de limo a partir del impacto de grano a grano durante el transporte de sedimentos más gruesos.
  • Formación de cuarzo autógeno durante la meteorización de arcilla.
  • Cristalización de las pruebas de organismos silíceos depositados en lutitas.

Los experimentos de laboratorio han producido resultados contradictorios en cuanto a la eficacia de varios mecanismos de producción de limo. Esto puede deberse al uso de cuarzo de veta o pegmatita en algunos de los experimentos. Ambos materiales se forman en condiciones que promueven el crecimiento ideal de los cristales y pueden carecer de los defectos de musgo de los granos de cuarzo de los granitos. Por lo tanto, la producción de limo a partir de cuarzo de veta es muy difícil por cualquier mecanismo, mientras que la producción de limo a partir de cuarzo de granito se produce fácilmente por cualquiera de varios mecanismos. [5] Sin embargo, es probable que el proceso principal sea la abrasión a través del transporte, incluida la conminución fluvial , la atrición eólica y la molienda glacial . [24]

Debido a que los depósitos de limo (como el loess , un suelo compuesto principalmente de limo [34] ) parecen estar asociados con regiones glaciares o montañosas en Asia y América del Norte, se ha puesto mucho énfasis en la molienda glaciar como fuente de limo. Se ha identificado a Asia Alta como un importante generador de limo, que se acumuló para formar los suelos fértiles del norte de la India y Bangladesh, y el loess de Asia central y el norte de China. [5] Durante mucho tiempo se ha pensado que el loess estaba ausente o era raro en los desiertos que carecen de montañas cercanas (Sahara, Australia). [35] Sin embargo, los experimentos de laboratorio muestran que los procesos eólicos y fluviales pueden ser bastante eficientes en la producción de limo, [24] al igual que la meteorización en climas tropicales. [36] El limo parece producirse en grandes cantidades en tormentas de polvo, y los depósitos de limo encontrados en Israel, Túnez, Nigeria y Arabia Saudita no pueden atribuirse a la glaciación. Además, las áreas de origen desértico en Asia pueden ser más importantes para la formación de loess de lo que se pensaba anteriormente. Parte del problema puede ser la combinación de altas tasas de producción con entornos propicios para la deposición y la conservación, lo que favorece los climas glaciares más que los desiertos. [37]

El loess asociado con la glaciación y la meteorización fría se puede distinguir del loess asociado con las regiones cálidas por la distribución del tamaño. El loess glacial tiene un tamaño de partícula típico de alrededor de 25 micrones. El loess del desierto contiene partículas más grandes o más pequeñas, y el limo fino producido en las tormentas de polvo y la fracción de limo grueso posiblemente representen la cola de partículas finas de la producción de arena. [5]

Impacto humano

El loess se encuentra debajo de algunas de las tierras agrícolas más productivas del mundo. Sin embargo, es muy susceptible a la erosión. [5] Las partículas de cuarzo en el limo no proporcionan nutrientes por sí mismas, pero promueven una excelente estructura del suelo , y partículas del tamaño del limo de otros minerales, presentes en cantidades más pequeñas, proporcionan los nutrientes necesarios. [16] El limo, depositado por las inundaciones anuales a lo largo del río Nilo , creó el suelo rico y fértil que sostuvo la antigua civilización egipcia. El cierre de la presa alta de Asuán ha cortado esta fuente de limo, y la fertilidad del delta del Nilo se está deteriorando. [38]

El loess tiende a perder resistencia cuando se humedece, y esto puede provocar la falla de los cimientos de los edificios. [5] El material limoso tiene una estructura abierta que colapsa cuando se moja. [39] La arcilla rápida (una combinación de limo muy fino y partículas del tamaño de arcilla provenientes de la molienda glacial) es un desafío particular para la ingeniería civil . [40]

El fracaso de la presa de Teton se ha atribuido al uso de loess de la llanura de inundación del río Snake en el núcleo de la presa. [41] El loess carece de la plasticidad necesaria para su uso en el núcleo de una presa, pero sus propiedades eran poco comprendidas, incluso por la Oficina de Recuperación de Estados Unidos , con su riqueza de experiencia en la construcción de presas de tierra . [5]

El limo es susceptible a la licuefacción durante terremotos fuertes debido a su falta de plasticidad. Esto ha suscitado inquietudes sobre el potencial daño que podría causar un terremoto en el suelo limoso del centro de los Estados Unidos en caso de que se produjera un terremoto importante en la zona sísmica de New Madrid . [42] [43]

Impactos ambientales

Un lago sedimentado ubicado en Eichhorst , Alemania

El limo se transporta fácilmente en el agua [44] y es lo suficientemente fino como para ser transportado a largas distancias por el aire en forma de polvo . [45] Mientras que las partículas de limo más gruesas (60 micrones) se sedimentan en un metro de agua estancada en solo cinco minutos, los granos de limo más finos (2 micrones) pueden tardar varios días en sedimentarse en el agua estancada. [46] Cuando el limo aparece como contaminante en el agua, el fenómeno se conoce como sedimentación . [47]

El sedimento depositado por el río Misisipi a lo largo del siglo XX ha disminuido debido a un sistema de diques , lo que ha contribuido a la desaparición de humedales protectores e islas de barrera en la región del delta que rodea Nueva Orleans . [48]

En el sudeste de Bangladesh, en el distrito de Noakhali , se construyeron presas transversales en la década de 1960, mediante las cuales el limo comenzó a formar gradualmente nuevas tierras llamadas "chars". El distrito de Noakhali ha ganado más de 73 kilómetros cuadrados (28 millas cuadradas) de tierra en los últimos 50 años. Con financiación holandesa, el gobierno de Bangladesh comenzó a ayudar a desarrollar chars más antiguos a fines de la década de 1970, y desde entonces el esfuerzo se ha convertido en una operación de múltiples agencias que construyen carreteras, alcantarillas , terraplenes, refugios contra ciclones, baños y estanques, así como también distribuyen tierras a los colonos. Para el otoño de 2010, el programa habrá asignado unos 100 kilómetros cuadrados (20.000 acres) a 21.000 familias. [49]

Una fuente importante de sedimentos en los ríos urbanos es la alteración del suelo por la actividad de construcción. [50] Una fuente importante en los ríos rurales es la erosión causada por el arado de los campos agrícolas, [51] la tala rasa o el tratamiento de tala y quema de los bosques . [52]

Cultura

El fértil limo negro de las orillas del río Nilo es un símbolo de renacimiento, asociado con el dios egipcio Anubis . [53] [54]

Véase también

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Referencias

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