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Geología Page 1 of 1 GEOLOGIA DEL PETROLEO Búsqueda de Petróleo - Métodos y Técnicas Problemas para la Generación de Petróleo Formación y Preservación de la Materia Orgánica Tipos de Materia Orgánica - En la Generación de Hidrocarburos La Química de los Hidrocarburos Hidratos de Gases Evolución y Maduración de la Materia Orgánica El Kerógeno Migración de Hidrocarburos El Almacén (1...) Porosidad, Permeabilidad y Textura El Almacén (..2..) Diagénesis. EbAlmacén (..y 3) Continuidad del Almacén. http://www.geocities.com/CollegePark/1306/ipetrol.htm 4/30/99

GEOLOGIA PETROLERA

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Page 1: GEOLOGIA  PETROLERA

Geología Page 1 of 1

GEOLOGIA DEL PETROLEO

Búsqueda de Petróleo - Métodos y Técnicas

Problemas para la Generación de Petróleo

Formación y Preservación de la Materia Orgánica

Tipos de Materia Orgánica - En la Generación de Hidrocarburos

La Química de los Hidrocarburos

Hidratos de Gases

Evolución y Maduración de la Materia Orgánica

El Kerógeno

Migración de Hidrocarburos

El Almacén (1...) Porosidad, Permeabilidad y Textura

El Almacén (..2..) Diagénesis.

EbAlmacén (..y 3) Continuidad del Almacén.

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Búsqueda de Yacimientos Petrolíferos Page 1 of 7

Búsqueda de Petróleo (Basado en "Métodos de Correlación en Hidrocarburos", trabajo de la asignatura

Correlaciones Estratigráficas, realizado por J. M. Piqueras, M.J. Romanos y R. Sahogar)

A nadie se le escapa que los combustibles fósiles son, hoy por hoy, el motor que mueve el mundo industrializado. Durante más de 100 años ninguna otra fuente de energía ha demostrado la capacidad suficiente como para poder sustituir la que generan el carbón y, sobre todo, el petróleo; o bien se han mostrado poco efectivas (eólica, solar), o su extrema peligrosidad desaconseja su uso a gran escala (energía nuclear). Mientras se desarrollan nuevas energías (fusión fría), está claro que el petróleo es, hoy por hoy, la mayor fuente, y su exploración la que más trabajo da a los geólogos. Por ello vamos a ver someramente los pasos habituales para encontrar, evaluar, y explotar un yacimiento de petróleo.

- Que es el Petróleo?

El petróleo es un sedimento líquido formado principalmente por hidrocarburos. Se genera por la acumulación de sustancias orgánicas ricas en carbono, en ambiente someros y reductores y caracterizados por tasas de sedimentación muy altas, como pueden ser deltas. El petróleo se genera en fases diagenéticas llamadas eodiagé catadiagé y metadiagé en las cuales las cadenas de hidrocarburos se van acortando, generando en primer lugar un compuesto llamado kerógeno, que se va transformando en petróleo y gas; a 4.000 m de profundidad el crudo se convierte en metano.

Una característica a tener en cuenta es que el petróleo no se encuentra en la roca en que se genera, llamada roca madre, sino que se traslada a otra roca llamada roca almacén, en un proceso llamado migración primaria. La razón es que la roca madre suele ser impermeable y, al ser compactada por la presión, provoca que el petróleo migre a rocas más porosas y permeables.

Pero el petróleo no se queda en la parte de la roca almacén a la que llega, sino que se traslada en el seno de la roca almacén en un proceso llamado migración secundaria. Es entonces cuando el petroleo queda atrapado en lo que se llaman trampas petrolíferas.

Las Trampas Petrolíferas

Las trampas (zonas de acumulación) pueden tener varios orígenes : estructurales, estratigráficos o mixtos (como los domos de sal). Las trampas son, proporcionalmente:

• El 58.2 % anticlinales. Esto es debido a que la trampa ideal se compone de dos planos

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ANTÍCUNALES Y DOMOS DE SAL

FALLAS DISCORDANCIAS ARRECIFES

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convergentes hacia arriba, para que los fluidos se canalizen selectivamente. En general el orden de aparición de fluidos depende de su densidad : el gas en la zona superior, debajo el petróleo y más abajo el agua.

• El 7.8% fallas. • El 6% discordancias. • El 4.9% arrecifes. • El 11.2% en otros tipos.

Tipos de Trampas (Ancochea et al . 1990)

Búsqueda de Yacimientos Petrolíferos

De cara a la búsqueda de petróleo debemos definir una serie de etapas a cumplir :

1. Estudio general de la zona. 2. Estudios geofísicos. 3. Sondeos Mecánicos.

Estudio General de la Zona

Lo primero que debemos hacer es realizar un estudio geológico general de la zona, para comprobar si su litología es favorable para la aparición de petróleo. Esto incluye :

• Estudio de los mapas geológicos. • Estudio de las fotografías aéreas. • Correlación de columnas estratigráficas. • Estudio de indicios directos sobre el campo, como pueden ser :

o Filtraciones. o Rocas porosas impregnadas. o Depósitos asfálticos. o Crecimiento de determinados tipos de plantas asociadas al petróleo, o bien en círculos,

que indiquen domos de sal. • Estudio de métodos indirectos :

o Depósitos de azufre. o Formaciones superficiales de yeso pulverulento. o Terrenos sedimentarios que indiquen antiguos ambientes reductores.

Estudios Geofísicos

Consiste en una serie de métodos de estudio :

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Método Magnético

Basado en el registro de anomalías en el campo magnético, que suelen indicar la litología subyacente. Las rocas sedimentarias, que son las que nos interesan, vienen marcadas por anomalías negativas, aunque debe tenerse en cuenta que los anticlinales (estructuras favorables) vienen marcados por anomalías positivas.

Método Gravimétrico

Basado en isolíneas que marcan zonas de igual "gravedad", asociadas a las densidades de los materiales. Así, los anticlinales presentan anomalías positivas, mientras que los sinclinales, los arrecifes y los domos salinos viene marcados por anomalías negativas muy características.

Método Sísmico

Basados en la velocidad de las ondas sísmicas al atravesar los distintos materiales, que "dibujan" perfiles del subsuelo muy fiables, en los que podemos observar fallas, diapiros, y una gran cantidad de estructuras. Además las litologías que presentan fluidos ofrecen una mayor resistencia al paso de las ondas sísmicas, lo que se traduce en retardos que se marcan en los perfiles.

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Perfiles Sísmicos mostrando un anticlinal productivo (Link, 1987)

Sondeos Mecánicos

Es la última fase, y, debido a su costo, se realiza cuando hay razones fundadas para creer que se pueden encontrar un yacimiento de petróleo. Puede realizarse dos procesos de estudio sobre el sondeo : estudio del material extraido y diagrafias.

Material Extraido

Según el método de perforación podemos tener :

• Lodo de perforación: la mezcla del lodo inyectado (utilizado para lubricar y enfriar el equipo de perforación) con el material arrastrado a la superficie al extraer el lodo, nos permite obtener una idea de la litología que estamos atravesando, aunque, dado que el material asciende machacado, no podemos percibir estructuras de ningún tipo. Además debe tenerse en cuenta que material de las paredes del sondeo puede caer al fondo de éste, con lo cual ascenderán

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que material de las paredes del sondeo puede caer al fondo de éste, con lo cual ascenderán litologías que ya han sido perforadas anteriormente, dado una falsa imagen de repetición.

• En ocasiones se recuperan los testigos de sondeo, es decir, muestras de la litología que han sido entubadas para poder recuperarlas con sus estructuras originales. Es como, por ejemplo, introducir una pajita dentro de un pastel. Los ripios, son de gran utilidad, dado que se están recuperando verdaderas muestras con su litologías, espesor de cada capa, estructuras sedimentarias y tectónicas, etc..

Una alternativa es el estudio del contenido micropaleontológico, que puede indicar desde la edad del sondeo hasta el ambiente de formación.

Diagrafías

Las diagrafias son registros de diversos parámetros físicos de las rocas que se obtienen mientras se desliza por el pozo una sonda que contiene una serie de sensores. Así se consigue una serie continua de parámetros a todo lo largo del sondeo. Los tipos más importantes son :

• Perfil Eléctrico (ES-LL) : mide la resistividad eléctrica de las rocas. Los hidrocarburos presentan resistividad muy altas, pero debe tenerse en cuenta que también la presentan las rocas no porosas.

• Potencial Espontáneo (SP) : determina las diferencias de potencial espontáneo entre el agua del sondeo y los fluidos presentes.

• Perfiles Sónicos (BHS) : dan información sobre litología, fluidos y porosidad, por lo que capas con velocidades bajas pueden ser almacenes de hidrocarburos.

• Perfiles Neutrón (SNP-CNL) : Determina el contenido en hidrógeno, asociado al agua existente en la roca y por lo tanto a su porosidad.

• Perfiles de Rayos Gamma (RG) : miden el contenido en materiales radioactivos y, a partir de éstos, se marca la abundancia en arcillas, lo que puede indicar ambientes de sedimentación.

• Caliper : mide la variación del diámetro del sondeo, lo que a su vez implica la dureza de las rocas perforadas, ya que, si una roca es blanda, tiende a ensancharse más tras ser perforada.

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Bibliografía

• ANCOCHEA, E. et al (1990) "Geología de Procesos Externos" De. Edelvives.

• DABRIO, C.J., HERNANDO, S. (1993) Estratigrafia. En Prensa.

e LINK, P.K. (1987) "Basic Petroleum Geology" . OGCI Publ.

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Problemas para la Generación de Petróleo Page 1 of 2

PROBLEMAS PARA

LA GENERACION DE PETROLEO

A pesar de que, por su abundancia, el petróleo parezca una materia prima fácilmente generable, debe darse una larga serie de condiciones para su generación.

En primer lugar debe existir una roca que contenga materia orgánica en cantidades suficientes; a estas rocas se les llama rocas madre y suele ser arcillas. A pesar de todo, en general las rocas madres contienen sólo entre 1% y 2% de materia orgánica.

A continuación la roca madre debe ser enterrada a una profundidad suficiente como para que la materia orgánica contenida pueda madurar hasta convertirse en petróleo. Para ello es necesario que la roca se encuentre dentro de una cuenca sedimentaria que sufra procesos de subsidencia (hundimiento por su propio peso) y enterramiento, con un aporte suficiente de sedimentos; esto limita el número de cuencas en el mundo al 50% de las existentes.

Dentro de la roca madre, no toda la materia orgánica se transforma en petróleo. De hecho, se estima que el 70% de la materia orgánica no se transforma, y permanece como un residuo insoluble, por lo que el rendimiento de las rocas madres es aproximadamente el 30%.

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obtenemos, pues se estima que sólo el 1% del petróleo generado es capaz de migrar hacia la roca almacén (la roca en que finalmente lo encontraremos) y acumularse en ella, mientras que el 99% no llega a migrar o se pierde debido a que no existe un sello que impida que el crudo escape de la roca almacén.

Y hay que añadir otro factor más: la cantidad de petróleo recuperable; en general menos del 60% del petróleo es económicamente recuperable, por problemas de presión, cantidad, viscosidad...

Bibliografía

• HUFF, K.F. (1980) "Frontiers in World Exploration" in Facts and Principies of World Petroleum Geology, Miall, A.D. Canadian Society of Petroleum Geology, memoir 6, p. 343-362.

• LEVORSEN, A.I. (1979) "Geology of Petroleum" 2nd. ed. W.H. Freeman and Co.

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Problemas para la Generación de Petróleo Page 2 of 2

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 101 - Basic Concepts on Petroleum Geology" International Human Resources Developement Company.

• TISSOT, B.P. & WELTE, H.T. (1978) "Petroleum Formation and Occurrence" Springer-Verlag.

• WAPLES , D.W. (1981) "Organic Geochemistry for Exploration Geologists" Burgess Publishing Co.

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Formación y Preservación de la Materia Orgánica Page 1 of 2

FORMACION Y PRESERVACION

DE LA MATERIA ORGANICA

La materia orgánica proveniente de los seres vivos es reciclada en el Ciclo del Carbono, pero alrededor del 0.1% escapa de él y es enterrada. Se estima que ese 0.1% supone un total de 20x10 35 Tm3 de materia orgánica fósil. A pesar de la magnitud de esas cantidad, sólo una molécula de CO 2 de cada millón se convierte en económicamente explotable.

Las condiciones que llevan a la acumulación de combustibles fósiles son:

• Abundancia de materia orgánica. En determinadas ocasiones es también importante la diversidad.

• Aporte de materia orgánica a los sedimentos.

• Medio de baja energía en que pueda sedimentar.

• Alto potencial de preservación.

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Formación y Preservación de la Materia Orgánica Page 2 of 2

El principal contribuyente a la materia orgánica es el fitoplacton, y su producción está relacionada a variable física y químicas:

• Así, la luz es fundamental, pues determina la zona fótica

• También es importante el aporte de nutrientes, de los que los más importantes son fosfatos y nitratos, que se generan a través de descomposición bacteriana. En este sentido son muy importantes en los océanos las zonas de productividad, en las que las corrientes provocan el ascenso de los nutrientes.

No sólo es importante la producción de materia orgánica, sino su preservación, que se da con dos condiciones:

• Zonas con altas tasas de deposición que entierran los restos orgánicos impidiendo que los carroñeros los consuman. De todos modos, este punto ha sido puesto en duda en los últimos años, dado que en presencia de las otras condiciones, el enterramiento puede ser lento.

• Cuerpos de agua estratificados con fondos anóxicos, que se generan cuando un cuerpo de agua dulce llega a otro salado más denso y flota por encima de él, impidiendo la mezcla de aguas y, por tanto, la renovación del contenido en oxígeno.

En medios continentales la acumulación se da en lagos estratificados o pantanos anaeróbicos.

Bibliografía

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 104 - Generation and Migration of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

• WAPPLES , D.W. (1981) "Organic Geochemistry for Exploration Geologists" Burgess Publishing Co.

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Page 13: GEOLOGIA  PETROLERA

El origen del Petróleo: Tipos de Materia Orgánica Page 1 of 2

Tipos de Materia Orgánica en la Generación de Hidrocarburos

El tipo de materia orgánica es muy importante de cara a la generación de hidrocarburos. Por su composición y origen se puede dividir en cuatro tipos:

• Tipo I:

o Esquistos bituminosos de alta calidad.

o El origen es planctónico-lacustre, es decir, se acumula en lagos y pantanos habitualmente anóxicos.

o Es muy poco poco frecuente, dado que las zonas de acumulación (lagos) presentan un área limitada con respecto a las áreas de acumulación de otros tipos.

o Presentan un rendimiento excelente como roca madre.

• Tipo II:

o Esquistos bituminosos de baja calidad.

o Su origen es planctónico-marino, habitualmente acumulado en plataformas oceánicas.

o Es mucho más frecuente que el tipo I.

o Presenta en general una buena calidad.

• Tipo III:

o Vegetales superiores continentales, habitualmente acumulados en pantanos o deltas.

o Frecuentes.

o Su calidad es mediocre, y generan hidrocarburos de poco valor energético.

• Tipo IV:

o Residual, restos de materia orgánica diversa.

o Presentan una alteración fuerte tras su sedimentación.

o Muy poco productivos.

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El origen del Petróleo: Tipos de Materia Orgánica Page 2 of 2

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La Química de los Hidrocarburos Page 1 of 3

LA QUIMICA DE LOS HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos pueden presentarse como gas natural, aceite crudo líquido o asfalto sólido o semisólido. Son compuestos básicamente formados por hidrógeno y carbono, aunque también pueden presentar en su estructura nitrógeno, azufre y oxígeno.

De ellos el azufre es el más abundante en crudos y asfaltos, aunque también puede presentarse en gases como H2S; según la concentración de éste último decimos que un gas o hidrocarburo es dulce o agrio.

El nitrógeno suele ser alto en gases y asfaltos, pero no en crudos. En los gases suele aparecer como N2, que provoca un descenso en la capacidad calorífica del gas natural.

En asfaltos son habituales los hidrocarburos de alto peso molecular conocidos como NSO, debido a la presencia de nitrógeno, azufre y oxígeno.

Componentes de los Hidrocarburos

Los hidrocarburos puede dividirse, según las estructuras que forman, en cuatro componentes:

• Parafinas o alcanos: estructuras en cadena con la fórmula general C nH2n+2, donde n puede variar entre 1 (el metano) y 40, lo que determina algunas de sus propiedades:

o Las parafinas con n=1 forman gases secos (compuestos en exclusiva de metano).

o Las que tienen n<5 forman gases húmedos (compuestos de varios elementos).

o Las que tienen 5<n<15 son en general líquidas.

o Las que presentan valores muy altos son casi sólidas.

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Por lo tanto podemos apreciar cómo el número de carbonos presentes en la estructura determina directamente la viscosidad de los hidrocarburos.

• Naftenos o cicloalcanos: estructuras en anillo con fórmula CnH2n' Sus propiedades son equivalentes a las de las parafinas y, junto a ellas, son los principales componentes (60%) de la mayoría de los crudos.

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• Aromáticos: anillos hexagonales de carbono con enlaces simples y dobles alternantes. Las unidades básicas son los anillos de benceno. Son líquidos en condiciones normales y su presencia se incrementa según el crudo es más pesado

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• Resinas y asfaltenos: compuestos de cadenas de anillos bencénicos enlazados, con gran cantidad de otros elementos, los llamados NSO. Las resinas y los asfaltenos son los componentes más pesados de los crudos y los principales en asfaltos.

Los crudos suelen ser clasificados en base a estos cuatro componentes, habitualmente utilizando el diagrama triangular de Tissot y Welte (1978).

La química de los hidrocarburos es muy importante, pues dependiendo de ella se obtienen los diferentes productos; así, por ejemplo, la gasolina se obtiene de hidrocarburos con n entre 7 y 12. En general, cuanto mayor número de carbonos en las estructuras, se obtendrán componentes más pesados, desde los gases a los asfaltos.

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La Química de los Hidrocarburos Page 3 of 3

Gases Licuefactados

Una parte importante de los hidrocarburos son los gases licuefactados, que podemos dividir en tres tipos:

• LGN, líquidos de gases naturales: son hidrocarburos líquidos que se obtienen de los gases extraidos del yacimiento. Un tipo importante de LNGs es el de los condensados, que son crudos muy ligeros extraidos por exolución de hidrocarburos disueltos en gases.

• GLP, gases licuados del petróleo: son gases pesados disueltos en el petróleo que se licuefactan a altas presiones para su transporte.

• GNL, gas natural licuado: es una mezcla de gases, con una proporción de metano superior al 70%. Se encuentra en la naturaleza como una fase propia, bien acompañando al petróleo, bien como yacimiento exclusivo.

• También existe una forma poco usual de gases de hidrocarburos atrapados en celdillas de hielo: los hidratos de gases.

Bibliografía

• LEVORSEN, A.I. (1979) "Geology of Petroleum" 2nd. ed. W.H. Freeman and Co.

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 101 - Basic Concepts on Petroleum Geology" International Human Resources Developement Company.

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 102 - Physical & Chemical Properties of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

• TISSOT, B.P. & WELTE, H.T. (1978) "Petroleum Formation and Occurrence" Springer-Verlag.

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Page 18: GEOLOGIA  PETROLERA

Hidratos de Gases Page 1 of 2

Hidratos de Gases

Los hidratos de gases son una forma poco usual de gases de hidrocarburos atrapados física y químicamente en celdillas de hielo llamadas clatratos. El resultado es una masa con aspecto de nieve mojada.

Dentro de la estructura puede haber dos tipos de celdilla:

• Una más pequeña que sólo puede contener metano.

• Otra más grande que también puede contener sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y moléculas de etano, propano y butano.

¿Cuál es el origen de los hidratos? Posiblemente biogénico, generado en zonas subsuperficiales de presiones relativamente altas y temperaturas bajas; de hecho los hidratos sólo son estables en un rango muy específico de temperaturas, nunca superiores a 5° C.

Por lo tanto, los hidratos se pueden encontrar en zonas de bajas temperaturas como el permafrost de Siberia y Alaska o depósitos oceánicos profundos, como la Blake Plateau, en la costa este de Estados Unidos.

Los hidratos son fácilmente identificables en perfiles sísmicos porque presentan un reflector paralelo a la costa y discordante con los reflectores generados por los contactos litológicos.

Los hidratos, como se ha mencionado antes, se presentan en grandes cantidades en los fondos marinos y suelos árticos y, wo , aunque potencialmente podrían ser OF

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Bibliografía

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Quizás sea, entonces, la baja permeabilidad de estos hidratos la baza a jugar, pues esta propiedad les permite ser una eficaz barrera para evitar la migración de bolsas de gas que se puedan encontrar debajo. A pesar de ello, y dado el avance continuo de la tecnología de prospección, conviene no perder de vista estos peculiares depósitos de gas.

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Page 19: GEOLOGIA  PETROLERA

Hidratos de Gases Page 2 of 2

• PIMENTEL, G.C., McCLELLAN, A.L. (1960) "The Hydrogen Bond" W.H. Freeman and Co.

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 102 - Physical and Chemical Properties of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

• SHIPLEY, T.H. et al (1979) "Seismic Evidence for Widespread Possible Gas Hydrate Horizons on Continental Slopes and Rises" A.A.P.G. Bull., V. 63, p. 2204-2213.

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Page 20: GEOLOGIA  PETROLERA

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Evolución y Maduración de la Materia Orgánica Page 1 of 3

EVOLUCION Y MADURACION

DE LA MATERIA ORGANICA

Cuando la materia orgánica es entenada, empieza a sufrir importantes procesos hasta convertirse en hidrocarburos. Estos procesos pueden dividirse en tres etapas: diagénesis, catagénesis y metagénesis.

La diagénesis es la serie de procesos que sufre la materia orgánica desde su enterramiento hasta que se transforma en kerógeno y empieza la generación de petróleo.

La materia orgánica incluida en arcillas que se compactan sufre reacciones bastantes complejas. El punto de inicio de estas reacciones son los cuatro biopolímeros principales: carbohidratos, proteinas, ligninas y lípidos.

En los primeros estados de la diagénesis los biopolímeros son fragmentados en estructuras más simples llamadas geomonómeros, los cuales, más tarde, vuelven a polimerizarse y se transforman en geopolímeros. Durante estos procesos la materia orgánica pierde casi todo el N, mucho O y S, y algo de H y C.

Estos procesos se dan en un principio por la acción de bacterias y procesos químicos no biológicos, y más tarde por cracking térmico. En general la transición a geopolímeros es muy rápida: de cientos a miles de años.

El producto final de la diagénesis es el kerógeno: materia orgánica insoluble en disolventes orgánicos a causa de su gran peso molecular. La parte soluble es el bitumen.

Según el kerógeno es calentado pasa a la segunda fase de su evolución, la catagénesis, que es el estado en que a partir del kerógeno se genera petróleo y gas.

El último estado es la metagénesis, en que cesa la generación de petróleo y gas, pero se sigue generando mucho metano por alteración del crudo previamente generado. El kerógeno remanente es casi grafito.

La generación de los hidrocarburos está fuertemente asociada a la profundidad de enterramiento. La profundidad de generación depende del gradiente geotérmico local, del tipo de kerógeno y de la historia de enterramiento:

• A pocas profundidades sólo se genera metano biogénico.

• Entre 1 y 2 km de profundidad empieza la catagénesis.

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Evolución y Maduración de la Materia Orgánica Page 2 of 3

• Antes de los 3 km comienza la zona de formación de petróleo; a esta zona se le llama la ventana de hidrocarburos.

• Entre los 3 y 3.5 km se pasa a la catagénesis tardía; es la principal zona de formación de gas, y se generan tanto gas húmedo como metano.

• A más de 4 km la roca madre se transforma en supermadura. En este punto empieza la metagénesis y sólo se genera metano.

En este proceso la temperatura es muy importante, Generaiion tntensily por

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• Con el incremento de temperatura los petróleos se van haciendo sucesivamente más ligeros.

• A los 100° C se produce la máxima generación.

• Por encima de 100° C la generación disminuye y se forman condensados (gases con petróleos mezclados).

• La ventana de hidrocarburos se cierra a unos 1 75° C.

• La generación directa desde el kerógeno acaba a 225° C.

• La generación de metano acaba a 315° C, aunque la reducción de porosidad puede provocar

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Evolución y Maduración de la Materia Orgánica Page 3 of 3

que el gas no sea económicamente explotable.

El tiempo y la temperatura se compensan de modo que una cuenca joven caliente y una vieja fría pueden generar hidrocarburos, aunque la segunda tardará mucho más tiempo que la primera.

Bibliografía

• DOW, W.G. (1977) "Kerogen Studies and Geological Interpretations" Jour. Of Geochem. Expin., Vol. 7, N°. 2, Elsevier Publishing Co., p. 79-99.

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 104 - Generation and Migration of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

• TISSOT, B.P. & WELTE, H.T. (1978) "Petroleum Formation and Occurrencc" Springer-Verlag.

• WAPLES , D.W. (1981) "Organic Geochemistry for Exploration Geologists" Burgess Publishing Co.

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El Kerógeno: Componentes y Tipos Page 1 of 2

EL KEROGENO

Componentes y Tipos

El kerógeno es la fracción de la materia orgánica insoluble en disolventes orgánicos que queda tras la diagénesis. Se compone de fragmentos orgánicos diseminados, que pueden agruparse en unidades llamadas macerales:

• Vitrinita: principal tipo en muchos kerógenos, y principal componente del carbón. Aparece en casi cualquier medio deposicional.

• Exinita: derivado de algas, esporas, polen y ceras. No es muy común. Indica un medio lacustre o marino somero.

• Inertinita: proviene de varias fuentes que han sido muy oxidadas durante la deposición.

• Amorfinita: no es un componente "real" de los macerales, ya que incluye todos los componentes amorfos. Son los componentes más interesantes de cara a la formación de petróleo, pues, al estar más machacados, madura a menores temperaturas.

El kerógeno, según su origen y composición, se puede dividir en cuatro tipos:

• Tipo I: derivado sobre todo de lípidos; tiende a producir crudos ricos en hidrocarburos saturados. Es el kerógeno más productor de petróleos.

• Tipo II: derivado de fuentes marinas mezcladas. En general se compone de partículas amorfas, provenientes de la descomposición del placton y de los animales superiores. Tiende a producir aceites ricos en aromáticos y nafténicos, y genera más gas que el tipo I.

• Tipo III: rico en vitrinita, tradicionalmente se ha pensado que tenía poca capacidad para formar petróleo y generaba sobre todo gas seco. En los últimos años se están descubriendo yacimientos de petróleo basados en kerógeno del Tipo III.

• Tipo IV: rico en inertinita; casi no produce petróleo ni gases.

En general las rocas sedimentarias contienen mezclas de todos los tipos.

Bibliografía

http://www.geocities.com/CollegePark/1306/kero.htm 4/30/99

Page 24: GEOLOGIA  PETROLERA

El Kerógeno: Componentes y Tipos Page 2 of 2

• DOW, W.G. (1977) "Kerogen Studies and Geological Interpretations" Jour. Of Geochem. Expin., Vol. 7, N°. 2, Elsevier Publishing Co., p. 79-99.

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 104 - Generation and Migration of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

• TISSOT, B.P. & WELTE, H.T. (1978) "Petroleum Formation and Occurrence" Springer-Verlag.

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Page 25: GEOLOGIA  PETROLERA

Migración de Hidrocarburos Page 1 of 3

Migración de Hidrocarburos

El petróleo no suele encontrarse en el lugar en el que se genera. La generación de petróleo se produce a partir de la materia orgánica que se encuentra en sedimentos de grano fino, como arcillas; a estos sedimentos se les llama rocas madre. Posteriormente el petróleo se traslada a sedimentos de grano más grueso, como areniscas, por medio de un proceso llamado migración; estas rocas suelen llamarse rocas almacén.

Existen dos tipos de migración: primaria, desde la roca madre a la almacén, y secundaria, dentro de la roca almacén. Mientras que la migración primaria se produce siempre a través de cortas distancia, la secundaria se puede dar a distancias muy largas.

Migración Primaria

Es un proceso poco conocido, al existir dos problemas: el pequeño tamaño del poro y la baja solubilidad de los hidrocarburos en el agua.

En cuanto al problema de la porosidad se sabe que se suele formar una serie de pequeñas fracturas que pueden actuar como vías de transporte.

Con respecto a la solubilidad, el transporte en solución puede ser válido para los aromáticos ligeros y las parafinas.

Existe otra teoría, la del protopetróleo, que supone que en la migración primaria no se transporta petróleo, sino precursores que contienen compuestos NSO, como ácidos y alcoholes. De todos modos la presencia de estos componentes en rocas madre inmaduras es baja, y además parece complicado que estos precursores generen petróleo en la roca almacén.

Otra teoría posible es la formación de micelas, en las que las moléculas orgánicas polares se unen y orientan. Estas estructuras puede llevar, según el tamaño, hidrocarburos adheridos o en su interior. Estas micelas forman jabones que aumentan la solubilidad del petróleo. De todos modos, las micelas aparecen en los yacimientos a nivel de trazas, y además, en general, son demasiado grandes (60 Á) para pasar a través de los poros, problema que también se presenta para el paso del petróleo por medio de gotas. A pesar de todo, la sobrepresión incrementa la separación entre poros y podría permitir el paso de gotas y micelas.

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Migración de Hidrocarburos Page 2 of 3

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También se ha desarrollado dos modelos sin implicación de aguas:

• El primero implica la expulsión de gas con soluciones a altas presiones. Esto ocurre en rocas profundamente enterradas, bajo la ventana de hidrocarburos, y sería importante en condensados e hidrocarburos muy ligeros.

• El segundo modelo implica migración a través de una red tridimensional orgánica, aunque es poco posible debido a la escasez de materia orgánica.

Migración Secundaria

Es mucho mejor conocida que la primaria. Se produce dentro de la roca almacén y el petróleo migra en forma de gotas a través de conductos hacia zonas de acumulación, como techos de anticlinales o fallas. La gran porosidad de la roca almacén permite el paso de grandes gotas.

Existen tres factores principales en la migración secundaria:

• La flotabilidad (buoyancy ), que provoca que las gotas se muevan hacia arriba con una fuerza dependiente de la diferencia de densidad entre el petróleo y el agua de formación.

• La presión capilar impide a las gotas pasar a través de pequeños poros, deformándose.

• Los gradientes hidrodinámicos, según su sentido, favorecen o impiden el ascenso de las gotas.

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Generalmente la migración secundaria ocurre a lo largo de la dirección de las capas, y puede cubrir lateralmente distancias de hasta 100 km.; la migración lateral suele ir acompañada de la vertical, siendo a veces la predominante.

http://www.geocities.com/CollegePark/1306/migra.htm

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Page 27: GEOLOGIA  PETROLERA

Migración de Hidrocarburos Page 3 of 3

Bibliografía

• BARKER, E. G. (1962) "Distribution of Hydrocarbons in Petroleum" A.A.P.G. Bull. Vol. 46, p. 76-84.

• LEVORSEN, A.I. (1979) "Geology of Petroleum" 2nd. ed. W.H. Freeman and Co.

• McAULIFFE C.D. (1980) "Oil and Gas Migration: Chemical and Physical Constraints" Problems in Petroleum Migration, A.A.P.G. Studies in Geology 10, p. 89-108.

. SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 104 - Generation and Migration of Hydrocarbons" International Human Resources Developement Company.

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Page 28: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Porosidad, Permeabilidad y Textura Page 1 of 4

EL ALMACEN Porosidad, Permeabilidad y Textura

Cuando encontramos hidrocarburos, no lo hacemos en la roca en la que se han generado (roca madre) sino en otra a la que han migrado posteriormente (roca almacén). Por lo tanto el conocimiento de los procesos que afectan a las rocas almacén resultan fundamentales para conseguir el máximo rendimiento en la exploración y producción de hidrocarburos.

Porosidad

La porosidad es la medida de los espacios huecos en una roca, y resulta fundamental para que ésta actúe como almacén:

Porosidad = % (volumen de huecos / volumen total) x 100

La porosidad se expresa como o. Casi todos los almacenes tienen un o entre 5% y 30%, y la mayoría entre 10% y 20%.

Existen varios tipos de porosidad según la conexión de sus poros:

• Conectada: poros conectados por un solo lado.

• Interconectada: poros conectados por varios lados. Las corrientes de agua pueden desalojar el gas y el petróleo.

• Aislada: poros aislados.

Los poros conectados e interconectados constituyen la porosidad efectiva.

También podemos clasificar la porosidad, en función de su origen, como:

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EL ALMACEN: Porosidad, Permeabilidad y Textura Page 2 of 4

• Porosidad primaria: se forma durante la deposición.

• Porosidad secundaria: se forma por procesos postdeposicionales.

La porosidad primaria puede ser de varios tipos:

• Intergranular: típica de areniscas, en general presenta buenas interconectividad y permeabilidad. La porosidad efectiva es casi equivalente a la total.

• Intragranular: es la más típica de fragmentos esqueléticos, y raramente se conserva.

La porosidad secundaria se forma tras la deposición. Los tipos son:

• Fenestral: se desarrolla donde hay espacios en la roca mayores que los poros normales. Es característica de pelmicritas de lagoon en las que las deshidratación causa fractura y plegamiento. Es rara de encontrar.

• Intercristalina: se da entre cristales, y es la más general en muchos depósitos. Se da sobre todo en dolomitas.

• Solución: es común en carbonatos, aunque también se puede dar en areniscas. Puede ser de dos tipos: móldica o vuggy (que puede extenderse hasta hacerse cavernosa). La porosidad efectiva puede ser baja al no estar conectados los poros.

• De fractura: se da en cualquier roca que sea frágil a los esfuerzos, aunque también puede deberse a descarga de sobreenterramiento y erosión subsiguiente, o bien por reducción de volúmenes debido a enfriamiento. Las fracturas son a veces rellenadas por cementos.

Permeabilidad

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Page 30: GEOLOGIA  PETROLERA

Permeability

EL ALMACEN: Porosidad, Permeabilidad y Textura Page 3 of 4

Es el segundo factor importante para la existencia de un almacén. La permeabilidad (k) es la capacidad de una roca para que un fluido fluya a través de ella y se mide en darcys, que es la permeabilidad que permite a un fluido de un centipoise de viscosidad fluir a una velocidad de 1 cm/s a una presión de 1 atm/cm. Habitualmente, debido a la baja permeabilidad de las rocas, se usan los milidarcies.

La ley de Darcy sólo es válida cuando no hay reacciones química entre el fluido y la roca, y cuando hay una sola fase rellenando los poros.

La permeabilidad media de los almacenes varía entre 5 y 500 milidarcies, aunque hay depósitos de hasta 3.000 - 4.000 milidarcies. Para ser comercial, el petróleo debe fluir a varias decenas de milidarcies.

Porosidad, Permeabilidad y Textura

La porosidad es independiente del tamaño de grano, al contrario que la permeabilidad, que desciende con el tamaño de grano; además, tanto permeabilidad como porosidad son directamente dependientes de la granoselección de un depósito.

Otro parámetro textural importante es la fábrica, es decir, el modo en que los granos se colocan. Así, debemos considerar dos aspectos: el empaquetamiento y la orientación:

• El empaquetamiento depende sobre todo de los procesos postdeposicionales.

• La orientación tiene un papel importante en la permeabilidad.

Bibliografía

• CHOQUETTE, P.W. & PRAY, L.C. (1970) "Geologic Nomenclature and classification of Porosity in Sedimentary Carbonates" A.A.P.G. Bull., v. 54, p. 207-250.

• MURRAY, R.C. (1960) "Origin of Porosity in Carbonate Rocks" J. Sedim. Petrol., V. 30, p. 59-84

• POTTER, P.E. (1962) "Late Mississippian Sandstones of Illinois Basin" Illinois Geol. Surv. Circ. p. 340

• PRYOR, W.A. (1973) "Permeability - Porosity Patterns and Variations is Some Holocene Sand Bodies" A.A.P.G. Bull., v. 57, p. 162-189.

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Page 31: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Porosidad, Permeabilidad y Textura Pago 4 of 4

• SELLEY, R.C., MORRILL, D.C. (1983) "Fundamentals of Petroleum Geology: GL 105 - The Reservoir" International Human Resources Developement Company.

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Page 32: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Diagénesis Page 1 of 4

EL ALMACEN Diagénesis

Diagénesis: conjunto de procesos químicos, bioquímicos y físicos que se dan en los sedimentos desde la sedimentación hasta el metamorfismo y antes de los procesos de erosión. La diagénesis se acaba cuando no hay fluidos y empiezan las reacciones en sólido.

Diagénesis en Areniscas

Cuando las arenas se depositan, su porosidad se encuentra entre el 40% y el 50%. Con el enterramiento la porosidad se pierde. Alguno de los factores que controlan esta pérdida son :

• Litología.

• Composición química

• Gradiente geotermal.

• Sobrepresiones, que pueden ayudar mantener la porosidad.

• Presencia de hidrocarburos.

La porosidad se pierde fundamentalmente por compactación y cementación.

Compactación

Es la pérdida de volumen de sedimento debido a la carga suprayacente y a la reordenación de granos. La consolidación es la adquisición de competencia estructural por parte de un sedimento debido a la reducción en columen por endurecimiento, cementación, etc... Para algunos es equivalente a litificación, pero no es lo mismo.

La compactación se mide:

• En arenas por porosidad.

• En arcillas por contenido en agua.

Los factores que controlan la compactación son:

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EL ALMACEN: Diagénesis Page 2 of 4

• Selección

• Composición; es importante el contenido en dúctiles.

• Presión vertical de carga con el enterramiento.

• Tiempo.

• Temperatura.

La compactación puede ser química (sobre todo por presión-disolución) o mecánica (rotura, deformación de granos).

Cementación

Es un proceso muy importante. Los cementos más comunes son:

• Silicatos: cuarzo, calcedonia y ópalo.

• Carbonatos: calcita, dolomita, siderita, ankerita.

• Arcillas: caolinita, dickita, clorita, illita, esmectita, interestratificados.

• Zeolitas: analcima, heulandita, laumontita.

• Feldespato: potásico y plagioclasa.

• Sulfatos: anhidrita.

• Óxidos de hierro: hematites.

• Sulfuros: pirita, marcasita.

Los más importantes son sílice, arcillas, feldespatos y óxidos de hierro. Los procesos y cementos están muy relacionados con la profundidad de enterramiento y, además, la aparición de cementos es función de los fluidos y de las condiciones flsico-químicas.

Casi todos los cementos aparecen en casi todos los ambientes:

• Se da un primer cemento arcilloso.

• Después hay cemento silíceo, excepto en ambientes fluviales (donde aparecen illita en clay rims y caolinita en pore fillings).

• Luego aparece la caolinita y, en marinas, calcita.

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Page 34: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Diagénesis Page 3 of 4

Por tanto, la aparición de cementos es común en los ambientes, pero varía el orden de aparición.

Podemos ver la relación de algunos ambientes sedimentarios con la sucesión de cementos. Todas estas secuencias son en profundidad. Podemos resumir esto como :

Offshore Transicional 1 Fluvial

Cementos tempranos de clorita e Illita/Esmectita

Clorita Illita y Siderita (normalmente continental)

Cemento Sintaxial de Cuarzo Cemento Sintaxial de Cuarzo

Caolinita

Caolinita Cemento de Cuarzo Cemento de Calcita Cemento de Calcita Dolomita y Siderita

Hidrocarburos en Porosidad Hidrocarburos en Porosidad

Hidrocarburos en Porosidad

La generación de una secuencia de cementos es:

• Se alteran el feldespato potásico y las micas, incluso en el área fuente, y pierden K. Hasta 50-70°.

• El K puede pasar a esmectitas que se transforman en illitas. En esta reacción se liberan sílice, Mg y Fe2+ (cuanta más temperatura más Fe y Mg liberan). Se empiezan a formar los cementos sintaxiales de Q, overgrowth, a partir de 180°C.

• Las esmectitas también han perdido Ca que dará cementos de calcita en etapas tempranas y en mesodiagénesis, al juntarse con Fe y Mg, dan lugar a ankerita.

• Si se forma el cemento de caolinita, también reaccionará con el Fe y el Mg de las esmectitas dando una clorita alumínica. En este gráfico no se considera, pero la caolinita también puede dar illita.

La cementación viene controlada en cierta medida por la tasa de sedimentación

• A baja tasa de sedimentación tenemos cementos dominados por procesos aeróbicos. Los cementos poseerán la composición homogénea.

• A alta tasa de sedimentación tenemos cementaciones de carbonatos zonadas. Hay paso por procesos aerobios --> anaerobios --> fermentación.

Diagénesis en Carbonatos

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EL ALMACEN: Diagénesis Page 4 of 4

Dentro de la diagénesis de carbonatos podemos distinguir entre la de la calcita y la de la dolomita:

Las arenas calcíticas tienen, al depositarse, porosidades que rondan el 45-50%, pero en la mayoría de las calizas antiguas la porosidad primaria ha sido destruida.

Las dolomitas primarias se forman asociadas a otros sedimentos, en general calizas y a menudo evaporitas, en zonas tipo sabkhas. A menudo son porosas, pero suelen tener baja permeabilidad debido a su pequeño tamaño de grano.

Las dolomitas secundarias se forman por dolomitización. La porosidad intercristalina puede exceder el 30%, y la permeabilidad también es buena.

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Page 36: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Continuidad del almacén Page 1 of 4

EL ALMACEN Continuidad del Almacén

El 90% del petróleo aparece en areniscas y carbonatos en proporciones similares. La mayoría de las acumulaciones se dan en almacenes heterogéneos con barreras de permeabilidad.

Existen varias geometrías en los almacenes:

• Ideal: en ella el radio de anchura es igual al radio de longitud.

• Elongado: la longitud es mayor que la anchura.

• Cinturón: lámina arenosas con huecos rellenados por arcillas.

• Dendroide: el largo es más de tres veces mayor que el ancho. Es típica de áreas fluviales y deltáicas perpendiculares a la paleocosta.

• Cinta: barras arenosas marinas, habitualmente paralelas a la paleocosta.

• Pods: se ha erosionado la mayoría de la arena y ha sido sustituida por arcillas, dejando lentejones de arena aislada.

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Page 37: GEOLOGIA  PETROLERA

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EL ALMACEN: Continuidad del almacén Page 2 of 4

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La continuidad del almacén en perfil también es importante. Para ver esto, consideraremos los cuerpos arenosos como canales:

• El caso ideal es el de cuerpos arenosos con historia múltiple, que presenta gran continuidad vertical y buen flujo. La producción de petróleo y gas es fácil y la recuperación se hace por inyección de agua.

• El segundo ejemplo presenta una serie de canales que coalescen, con lo que hay una gran continuidad lateral y el entrampamiento es estratigráfico.

http://www.geocities.com/CollegePark/1306/almacen3.htm 4/30/99

Page 38: GEOLOGIA  PETROLERA

EL ALMACEN: Continuidad del almacén

Page 3 of 4

continuidad lateral y el entrampamiento es estratigráfico.

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• También podemos considerar cuerpos arenosos aislados, sin comportamiento vertical. El entrampamiento es estratigráfico, salvo que exista deformación posterior. No hay comunicación de fluidos.

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Estos casos sólo son válidos para depósitos de areniscas, en los que a partir del ambiente de formación se pueden calcular estructuras, porosidades y permeabilidades. En depósitos carbonáticos existen procesos posteriores que destruyen la porosidad primaria y generan secundaria.

Bibliografía

• CHOQUETTE, P.W. & PRAY, L.C. (1970) "Geologic Nomenclature and classification of Porosity in Sedimentary Carbonates" A.A.P.G. Bull., v. 54, p. 207-250.

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Page 39: GEOLOGIA  PETROLERA
Page 40: GEOLOGIA  PETROLERA

ROCAS SEDIMENTARIAS Page 1 of 7

ROCAS SEDIMENTARIAS Compuestas por diversos materiales geológicos.

PROCESOS:

• Intemperismo • Erosión • Transporte • Depósito • Acumulación • Litificación • Diagénesis • Disolución y precipitación

Intemperismo:

• Descomposición superficial de las rocas.

Erosión:

• Disgregación de las rocas formando partículas. • Movimiento de partículas.

Sedimentos son los productos del intemperismo depositados por los agentes de erosión: insolubles: - fragmentos de roca - cuarzo - feldespato - minerales arcillosos solubles: - minerales precipitados a partir de materiales en solución acuosa Transporte:

• deslizamientos • acarreo por viento • acarreo por agua • acarreo por glaciar

Depósito:

• Cambios de velocidad del agente de transporte • Tamaño del sedimento

Acumulación:

• Formación de capas o estratos

Litificación: Procesos por los cuales un sedimento depositado se convierte lentamente en una roca sedimentaria sólida.

http://geologia.igeolcu.unam.mx/academia/Temas/Sedimentos.html 4/30/99

Page 41: GEOLOGIA  PETROLERA

ROCAS SEDIMENTARIAS Page 2 of 7

Diagénesis: Cambios físicos, químicos y biológicos que afectan al sedimento después de su depósito, durante y después de la litificación.

• Compactación • Cementación • Recristalización

Disolución y precipitación:

• Cambios fisico -químicos

TIPO DE SEDIMENTOS:

• Clástico (detrítico) o rocas o minerales o organismos

• No Clástico o químico o bioquímico o evaporítico

TIPOS DE SEDIMENTOS CLASTICOS Su clasificación depende de:

• Composición • Tamaño • Clasificación de granos • Forma

o Redondez o Esfericidad

Tabla 1. Definición de partículas elásticas y sus rocas sedimentarias.

Nombre de la partícula

Tamaño (mm) Nombre del sedimento

Nombre de la roca

bloque > a 256 grava conglomerado

guijón 64 a 256 grava conglomerado

guijarro 2 a 64 grava conglomerado

arena 1/16 a 2 arena arenisca

limo 1/256 a 1/16 limo limolita

http://geologia.igeolcu.unam.mx/aeademia/Temas/Sedimentos.html

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Page 42: GEOLOGIA  PETROLERA

ROCAS SEDIMENTARIAS

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arcilla < a 1/256 arcilla lutita

TIPOS DE SEDIMENTOS NO CLASTICOS

1. Sedimento Químico

No contiene clastos, pero el material ha sido transportado. Los componentes fueron:

o disueltos o transportados en solución

precipitados quí

Se forma de dos maneras:

1. a través de reacciones bioquímicas como resultado de la actividad de plantas y animales en el agua.

2. a través de reacciones orgánicas en el agua.

2. Sedimento Biogénico

Formado por restos de plantas y animales que al morir se incorporan y preservan al acumularse el sedimento. Sí puede contener clastos. Existen dos tipos principales:

1) Sedimento biogénico calcáreo y silíceo.

corales, algas y organismos coloniales radiolarios y diatomeas

1. Sedimento inorgánico.

Formación de substancias debido a la descomposición parcial de materia orgánica:

hidrocarburos

ESTRUCTURAS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

• Estratificación

o paralela o cruzada

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ROCAS SEDIMENTARIAS Page 4 of 7

• Arreglo de partículas en las capas

o capas uniformes o capas no clasificadas o capas gradadas

• Características superficiales

o marcas de oleaje o grietas de desecación o concreciones o fósiles o color

TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS --- Origen Detrítico --- Origen Químico

ROCAS SEDIMENTARIAS DE ORIGEN DETRITICO Textura: Clástica Composición:

• fragmentos de roca • cuarzo • feldespatos • arcillas

Tamaño de partícula:

• Conglomerados: grava (bloque, guija, guijarro) • Brechas ▪ Areniscas: arena • areniscas de cuarzo • arcosas • grauvacas • Limolitas: limos • Lutitas: arcilla

ROCAS SEDIMENTARIAS DE ORIGEN QUIMICO Resultan de la litificación de precipitados químicos inorgánicos y orgánicos. Textura: generalmente no clástica, pero también clástica.

Tabla 2. Clasificación de rocas sedimentarias químicas.

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ROCAS SEDIMENTARIAS

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ORIGEN TEXTURA COMPOSICION MINERAL NOMBRE DE LA ROCA

Inorgánico clástica y no clástica

calcita CaCO3 Caliza

clástica y no clástica

dolomita CaMg(CO 3 )2 Dolomita

no clástica sílice SiO2 Chert

no clástica halita NaC1 Sal de roca

no clástica yeso CaSO4 2H20 Yeso

Bioquímico clástica y no clástica

calcita CaCO3 Caliza

no clástica sílice SiO2 Chert

no clástica restos de plantas Carbón

Calizas

• inorgánicas o bioquímicas • clásticas:

• coquina • creta

• no elásticas: • travertino • estalactitas y estalagmitas • oolitas

Dolomitas

• inorgánicas

Chert

• inorgánico o bioquímico o pedernal negro o jaspe

Evaporitas

• inorgánicas o sal de roca

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ROCAS SEDIMENTARIAS Page 6 of 7

o yeso . o anhidrita

DEPOSITOS MINERALES EN ROCAS SEDIMENTARIAS --- Depósitos de Fierro --- Depósitos de Fósforo --- Depósitos Evaporíticos --- Carbón, gas natural y petróleo

FACIES SEDIMENTARIAS Y AMBIENTES DE DEPOSITO Ambientes de depósito definidos por: Condiciones de depósito Cambios laterales Sedimentos distintivos y sus organismos asociados

Facies sedimentaria

Conjunto de caracterí de un cuerpo sedimentario:

Tamaño de grano Forma de los granos Tipo de estratificación Color Estructuras Fósiles

AMBIENTES DE DEPOSITO Es el lugar de acumulación de los sedimentos

A. CONTINENTAL B. TRANSICIONAL C. MARINO

A) CONTINENTAL

1. No Marinos a. Fluvial b. Lacustre c. Glacial d. Eólico e. Pantanos

B) TRANSICIONAL

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ROCAS SEDIMENTARIAS Page 7 of 7

2. Plataforma Continental

a. Cercano a Costa

i. Estuarino ii. Deltaico

iii. Playa

b. Alejado de Costa c. Plataforma Carbonatada y Arrecifes d. Cuencas Marinas Evaporíticas

C) MARINO

3. Talud Continental

a. Turbiditas b. Abanicos Marinos

4. Fondo Marino

a. Sedimentos Terrígenos b. Oozes Marinos

i. Sedimentos pelágicos ii. Ooze calcáreo y silíceo

c. Sedimento Volcánico

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GEODINAMICA EXTERNA

Acción de tos agentes geológicos sobre la corteza terrestre, responsable de los- carábios y alteraciones que suffe e rekeve,

AGENTES

• Aguas superficiales y subterráneas - E riar • I viento

La temperatura hiele

- Los seres vivos

CICLO DE LOS FENOMENOS GEOLOGICOS

GLIPTOGENESIS

OROGENESIS

LITOGENESIS

GUPIDGENESIS ; Erosión / MeteOrlación

LrTOGENESIS : Sedimentación - Litificación

OROGENESIS Fenórneno interno que ongna rriontallas y depresiones

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FENOMENOS GEOLOGICOS EXTERNOS GLIPTOGENESIS Y LITOGENESIS )

EROSION METEORIZACION TRAMSDOP,TE - SEDIMENTACION DIAGENIESIS

TRANSPORTE

EDIMENTOS UBERADOS POR LA METEORIZACION SON MOVIDOS EN:

SIJSPENSION MECANICA SOLUCION CAIDA SIMPLE DESLIZAMIENTO/RODAMIENTO

- MEDIOS DE TRANSPORTE

AGUA - VIENTO - HIELO

AGUAS CORRIENTES SUPERFICIALES

- PROCESO MAS PODEROSO DEL MODELADO TERRESTRE - FACTORES QUE DETERMINAN SU ACCION:

íNCLINACION DEL TERRENO CAUDAL DE FLUJO TOPOGRAFIA VELOCIDAD VEGETACION

ORIGEN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES

CICLO HIDROLOGICO

11V117. .

SEDIMENTOS: Materiales sin cohesión primaria formados por la depositación de partículas de minerales o de rocas, conchas o esqueletos de animales, algas, corales o restos vegetales; o por la precipitación química de sales o materiales disueltos en el agua. Las rocas sedimentarias se forman por consolidación o litificación de los sedimentos. La sedimentación de grandes espesores de material requiere de una gran depresión Que pueda ser rellenada nor sedimentns nn reciben el nnrnfirø tip

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CUENCAS.

• ROCAS SEDIMENTARIAS: Rocas formadas por la fitificación de los sedimentos través de la DIAGÉNES1S. Las rocas sedimentarias ocupan aproximadamente el 75% de la superficie de los continentes, aunque solo forman un 5% de los 15 Km ma! superficiales de la corteza. proveen de energia a la humanidad 1, y guardan información de lo! eventos geológicos que ocurrieron en el pasado. En ella podemos encontrar fósiles. Se clasifican en dos tipos principales: CLÁSTICAS y No CLÁSTICAS (o QUIMICAS , incluyendo las orgánicas)

. Se forman en la superficie terrestre por el sistema hidrológico. Su origen involucra] principalmente: • Meteorización de rocas preexistentes.

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•Transporte del material meteorizado • Depositación de este material (como en los mares, lechos de ríos, etc.) • Diagénesls.

COMPOSICION DE LAS RQCAS SEDIMENTARIAS Generalmente se expresa en términos minerálogicos o químicos. De acuerdo a su origen, los minerales de estas rocas pueden ser: •MINERALES DETRITICOS: Fragmentos de otras rocas y minerales. Partículas transportadas al lugar de depositación por transporte mecánico, Las mas comunes son Cuarzo, Feldespato, Micas. • MINERALES QUIMICOS: Precipitan de soluciones acuosas mediante procesos químicos o biológicos, acumulándose en o cerca del sitio de depositación. Ejemplo: Carbonatos de Ca-Mg-Fe, cloruros, sulfatos, óxidos, fosfatos, etc. • MINERALES AUTIGENICOS: Se forman químicamente, pero luego de la depositación, como producto de la diagénesis. Constituyen los cementos de las rocas sedimentarias. Ejemplo: Cuarzo, Feldespatos, Arcihias, Carbonatos.

ELEMENTOS TEXTURALES EN LAS ROCAS S£DIY1ENTARIA$ Son 3: Granos, Matriz y Cemento. La porosidad y permeabilidad no se consideran elementos texturales, pero son propiedades muy importantes de las rocas sedimentarias.

GRANOS: Forman el esqueleto de la roca, están formados por partículas de minerales o de rocas o fragmentos de conchas o esqueletos fósiles. Cuando una roca posee dos rangos bien diferenciados de tamaño de grano, los granos serán los del rango de mayor tamaño, Los granos se componen generalmente de cuarzo, calcita, feldespatos, fragmentos de rocas y micas.

MATRIZ: Si hay dos rangos de tamaño de grano en la roca, la matriz estará constituida por las partículas más finas, las cuales rellenarán parcialmente los intersticios o poros entre los granos. Las micas de grano fino (sericita, clorita), las arcillas y el cuarzo-feldespato finamente divididos son comunes constituyentes de la matriz.

CEMENTO: Son precipitados químicos que se forman en los espacios intergranulares (entre los granos y la matriz) como producto directo de los procesos diagenéticos, y que ayudan a mantener las partículas unidas. El cuarzo, los carbonatos de Ca-Mg-Fe, las arcillas y óxidos son los cementos más comunes.

* Los sedimentos (que posteriormente originarán mc sedimentarias ) pueden tener dos tipos de texturas: CUSTICAS y NO CUSMAS.

La Textura °ártica caracteriza a aquellos sedimentos formados por la acumulación mecánica particulas devalúo. Esta textura está influenciada por el tamaño y la forma de las paitleu: originales de minerales y rocas o por los tipos de organismos cuyos esqueletos o concitas acumulen. Los sedimentos formados por la acumulación de partículas de minerales y rocas

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limos y arcillas. Aquellos sedimentos formados por la acumulación de restos orgánicos variad (como bivalvos, corales, plantas) se denominan DIOCLÁSTICOS. Las rocas clásticas son las q se componen r más de 50% de partículas detríticas.

ek 1 Di metro..,, RogkStdinur

LuTurültilik GRAVAS

> 2 mm CONGLOMERADO ARENAS

1/16 a 2 mm ARENISCA LIMOS

1i256 a 1/16 mm UMOLITA ARCILLAS

< 11256 rnm LUTITA Organismos Dioclásticog

Composición Química /loca Bioclástica Rivalvos, Corales. al

Polimorfos de CaCO3 Calizas Bioclásticas Radiolarios, Díatomeas

Si02 Chem, Ilanitas Plantas Verdes

Celulosa (14,0,C,N) Carbones

La textura No r14stico se caracteriza por un intercrecimiento de cristales minerales depositados precipitación química o por evaporación del agua en cuencas de circulación restringida. Entre sedimentos químicos encontramos Precipitados (óxidos de Fe y Mn; carbonatos de Ca-Mg fosfatos de Ca, Fe) y Evaporitas (cloruros de Na, K, Mg; carbonatos de Ca, sulfatos, etc).

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< 45

0. 31 1.5 Med luan ;and .:05 50 0.30 1,75 o°

025 1/4 10

70 0210 2.25 so 0.177 25 Fine land

100 0.149 2,75 120 0 125 1/1 30 140 0.105 3.25 170 0,088 3,5 Very line aiurci 200 0.074 3,75 230 0.0625 1/16 4.0

270 0,053 4.25 325 0,044 4.5 Coarle li

0,037 4,75 0 031 1/32 30 0.0156 60 Medium ult _____ 1/64 0.0078 1/128 7,0 Fine sili Use 0,0039 1/256 Z; Very line silt _ _ _ ____-.. pipette 0.0020 9.0 or

hydro- 0.00398 =

meter

10.0 Clay 0.00049 I LO

2 0.00024 12,0 0,00312 13.0 0.00306 14.0

TJPQS PE „ROCAS_SEDIMENTARIA$ Las rocas sedimentarias son clasificadas en base a su COMPOSECIÓN Y TEXTURA. Hay 2 grandes grupos: CLASTICAS (formadas por fragmentos de otras rocas) y NO CLASTICAS(formadas por procesos biológicos y químicos).

. Rocas CLASTICAS: Son subdivididas en base al tamaño de los granos que las constituyen. Estas son de mayor a menor tamaño de grano: Conglomerados, Areniscas, Litnolitas y Lutitas.

CONGLOMERADOS : Consisten de depósitos consolidados de gravas (partículas mayores a los 2 mm de diámetro), generalmente con variadas proporciones de arena y arcilla rellenando los poros. Los conglomerados son las rocas elásticas menos abundantes_

AlIEN1SCAS: Ocupan cerca de un 20% de todas las rocas sedimentarias, son muy familiares ya que son fácilmente identificables y están bien expuestas por su resistencia a la meteorización.. El tamaño de grano está entre 0.006 y 2 111111 de diámetro. Pueden estar formada de cualquier mineral, pero el más común es el cuarzo, dada su abundancia y resistencia a la abrasión química y mecánica. La composición de las areniscas es una clave importante de su historia, así como su morfología. Las areniscas forman importantes yacimientos de petróleo.

LIMOLITAS: Son rocas de grano fino, entre 0.004 y 0.062 mm. Generalmente es laminada, y muestra evidencia de bioturbación (horadaciones). Generalmente los limos son transportados en suspensión por los nos..

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la consolidación de arcillas (<0.062 mm). Generalmente es estudiada por rayos x. Usualmente es erosionada fácilmente. Las lutitas negras son generalmente orgánicas, de ambientes reductores (poco oxigeno). Las rojas tienen óxidos de Fe lo cual sugiere ambientes oxidantes (con oxigeno).

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CARACTERISTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Litologia

Geometria

Textura

Mineralogia

Estructuras Sedimentarias

Relaciones de campo

Contenido Fosil

Paleocorrientes

Color

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AMBIENTES SEDIMENTARIOS Page 1 of 2

AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Una definicion amplia del medio sedimentario es la de "lugar de la superficie terrestre en que se realizan procesos sedimentarios que pueden individualizarse en zonas limitrofes por sus caracteristicas fisicas. quimicas y biologicas que van también a determinar las propiedades del sedimento".

Entre las características fisicas que individualizan los medios, se incluyen aspectos dinamicos como la velocidad. direccion y variaciones en el movimiento del fluido que condicionan el medio; corrientes de agua. oleaje, mareas. vientos. etc.. asi como los parámetros geográficos y climáticos del mismo, como tipo de meteorización, clima, temperatura. humedad. frecuencia de las heladas, precipitación. etc.

Entre las caracteristicas químicas hay que considerar las condiciones de pH y eH del medio, la geoquimica de la roca madre y la interacción quimica entre el sedimento y el ambiente; principalmente en los subacuáticos.

Entre las caracteristicas biologicas hay que destacar todo lo referente a la flora y su influencia en los procesos sedimentarios, formación de suelos, erosion, etc., y a la fauna, asi como las correspondientes interacciones con el ambiente que puede motivar la individualización de algún medio sedimentario.

Desde el punto de vista estratigráfico, los medios sedimentarios adquieren importancia al ser el lugar y conjunto de condiciones físicas, quimicas y biologicas en que se realiza la acumulación de sedimentos, refiriendose a los medios sedimentarios. Las masas de sedimentos y rocas sedimentarias acumuladas se pueden subdividir y distinguir unas de otras por sus características litológicas, geometricas, estructuras sedimentarias, red de paleocorrientes, fósiles, etc.. definiendose como "facies sedimentarias" y siendo el resultado de la existencia de un medio sedimentario cuyas caracteristicas han condicionado las propiedades de las facies.

Una parte importante de la Estratigrafia presenta como problema fundamental el interpretar y reconstruir los medios sedimentarios a partir de las caracteristicas de las facies sedimentarias. El análisis genético de las facies es la base para el estudio de medios sedimentarios antiguos, relacionándose entre si en forma de proceso-respuesta.

El agrupamiento de las variadas posibilidades de medios sedimentarios que se dan sobre la superficie terrestre, han tenido fundamentalmente una base geografica. La división en medios continentales, marinos y transicionales queda perfectamente justificada a la vista de la curva hipsográfica de la superficie terrestre, formada por dos tramos, uno continental y otro marino, enlazados sobre la plataforma marina, que representa la minima energia potencial de las condiciones continentales. Las subdivisiones presentan una gran influencia de las caracteristicas climáticas en los medios continentales y la batimetria, procesos de transporte y origen del sedimento en los medios marinos.

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AMBIENTES SEDIMENTARIOS

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AMBIENTES SEDIMENTARIOS

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VI.- Las Facies Sedimentarias

Las facies sedimentarias, se pueden definir como el conjunto de sedimentos que pueden ser definidos y separados por otros por su geometría, litología y estructura sedimentaria y fósiles asociados.

El concepto de facies ha sido utilizado en muchos sentidos diferentes, tanto en un sentido descriptivo como en un sentido interpretativo.

Así por ejemplo las Biofacies y Litofacies constituyen ejemplos de facies descriptivas, ya que tiene que ver con aspectos concretos de los cuerpos sedimentarios como su composición, su estructura interna, su granulometría, etc.

En el sentido interpretativo se pueden mencionar las facies turbiditicas o facies deltaicas en las cuales se le asigna a cada uno de estos dos cuerpos un mecanismo de formación.

Para el estudio de las facies, se debe considerar un principio básico del análisis en el cual los parámetros de las facies antiguas, de origen desconocido, pueden compararse con las de los depósitos actuales, de los que si se conoce el medio sedimentario actuante y los procesos que las originan.

También es necesario tener presente que una facie individual puede tener poco valor para realizar una interpretación de un medio sedimentario específico. Así por ejemplo la presencia de Ripples, indica solo un proceso, pero nada o muy poco puede decir de la corriente que lo provocó, o bien del medio de depósito.

Sin embargo, puede ser muy significativo si en el análisis se relaciona con las facies que eventualmente pudieran encontrarse por encima y por debajo, formando una sociación de facies que estaría formada por dos o más facies ligadas genéticamente y que podrían reflejar la actividad de un proceso o procesos en un determinado medio o asociación d emedios, que actuando en un tiempo suficiente han producido un depósito.

Por lo tanto, cuando aparece una secuencia vertical continua de Facies relacionadas genéticamente y cuando se reconocen los límites, se puede establecer que, las facies que se encuentran en una sucesión vertical contínua se formaron en medios adyacentes lateralmente y que las facies que están en contacto normal, en la vertical, deben proceder de medios adyacentes lateralmente.

Este principio es el fundamento del análisis de facies, sin embargo, la aplicación de este principio solamente es correcto en la medida que se aplique a sucesiones sin rupturas importantes y que la comparación con los medios actuales es la base de la interpretación de las facies antiguas.

Es fundamental tener presente además que los medios sedimentarios no se distribuyen de forma homogénea en su sentido horizontal y que las zonas de sedimentación, activa o no, pueden variar rápidamente. En consecuencia, el concepto, a veces generalizado de que los sedimentos se depositan unos sobre otros en estratus relativamente homogéneos y de gran extensión lateral es casi siempre una ficción.

Finalmente y en la práctica, al analizar un determinado cuerpo sedimentario se debe de tratar su evolución geodinámica con las características geodinámicas y volcánicas, cuando corresponda y su evolución posterior, considerando la diagénesis y la evolución de la materia orgánica.

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Generalmente esto se hace en una secuencia que en primer lugar descsribe las facies, ya sea en el terreno o bien a partir de muestras obtenidas en Cores.

Luego se agrupan estas facies en secuencias compuestas de dos o más miembros, limitadas en general por superficies netas. Incluir en la secuencia obtenida los datos de paleo corrientes, fauna encontrada y la composición litológica; determinar los cambios laterales y verticales de las secuencias; tratar de interpretar el medio de sedimentación y los procesos generaron la secuencia, por comparación con modelos de otras cuencas bien descritas y asociar las secuencias individuales, en ciclos cada vez más complejos integrando, en las interpretaciones los datos de actividad tectónica, y climatológicas, y finalmente la representación gráfica cartog rafica mente.

Las facies pelágicas se encuentran en los flancos de la dorsal, las colinas abisales, sobre montes submarinos y en todas las partes profundas de las cuencas oceánicas a las que no pueden llegar los sedimentos del margen continental por flujo directo de corrientes de turbidez deslizadas en cañones submarinos o en el talud continental. Se caracterizan por una tasa de sedimentación muy lenta, cifrada entre 1 y 15 mm de espesor cada 1.000 años y un contenido bajo en materia orgánica, inferior al 1%. Se distinguen las de origen inorgánico, que constituyen las facies arcillas rojas y las esqueléticas orgánicas, calcáreas o silíceas, entre las que destacan las facies de barros de globigerinas, barros de pterópodos, barros de diatomeas y barros de radiolarios.

Las arcillas rojas apenas contienen carbonatos, menos del 10%, y están constituidas por granos minerales de procedencia diversa de escasas micras de diámetro. Algunos de ellos son silicatos resultantes directamente de la alteración química de terrígenos continentales (feldespatos) y transportados por vía atmosférica y corrientes oceánicas, que se han mantenido en suspensión en el aire o agua en su viaje a través de centenares o millares de kilómetros. Otros son silicatos, sulfatos, fosfatos y óxidos autígenos. Entre ellos destacan diversos minerales arcillosos, que les imprimen el típico tono rojo oscuro, pardo o chocolate que da nombre al fango fino y plástico. Esta facies ocupa un 28% del océano y se distribuye por los fondos de más de 4.000m de profundidad no dominados por barros esqueléticos orgánicos, en los que no se han podido integrar los esqueletos a causa de la disolución experimentada durante su decantación.

Los barros de radiolarios, de tonos grisáceos, interrumpen la facies de arcillas rojas en un cinturón bastante continuo que aproximadamente coincide con la productiva divergencia ecuatorial a lo ancho del Pacífico, entre 10 0 N y 100S, a profundidades similares a las de las arcillas rojas, entre 4.000 y 8.000m. Sin embargo, sólo cubren un 4% de la extensión de los océanos, ya que la sílice de sus caparazones tiende a disolverse y sólo llegan al fondo de los esqueletos más gruesos.

La misma o mayor disolución experimentan las frústulas de diatomeas y los diminutos esqueletos de silicoflagelados, pero, debido a su abundancia y a la menor profundidad de los fondos, en los que se decantan masivamente barros de diatomeas, de textura limo arcillosa y tonos grises, se extienden entre 1.000 y 6.000 m en un 7% del océano a lo largo de dos cinturones de latitudes altas, el antártico de orientación E- W, en torno a 60 0 S, y el Pacífico Norte de orientación SW-NE entre 35 0 N y 55 0 N. Las aguas superficiales menos productivas del Atlántico Norte no dan una banda clara de diatomeas en el fondo, tal vez a causa de la mayor influencia de terrígenos en la sedimentación.

Las facies de barros calcáreos de foraminíferos ocupan el 36% del océano y dominan las profundidades comprendidas entre 800 y 5.000 m en el Pacífico y algo mayores en el Atlántico. Presentan tonos blancos allí donde dominan los géneros Globigerina o Globorotalia y tonos rosados en latitudes intertropicales sin divergencia a causa de la abundancia de la especie Globigerinoides ruber, de caparazón asalmonado. Pueden contener más de 90% de carbonatos.

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La fracción arena y limo está constituida por foraminíferos, de los cuales menos del 10% son bentónicos, en cambio la fracción fina está dominada en muchos casos por plaquitas de cocolitofóridos, que miden entre 1 y 50 micras y sólo se observan bien al microscopio electrónico. Los barros de pterópodos, de tonos blancos o amarillentos, sólo forman depósitos reducidos. Estos se distribuyen a profundidades menores, en general en el Atlántico, donde estos moluscos de caparazón aragonítico dominan en la fracción arena gruesa o grava, ya que algunos alcanzan más de 2 mm.

La parte central y la más próxima al continente de las llanuras abisales comparte con la elevación continental y el talud inferior la recepción de terrígenos de grano medio y fino arrastrado por corrientes de turbidez; estas se precipitan por lo cañones submarinos que nacen en la plataforma continental o bien son resultado de desplomes y turbulencias en la parte alta o media del talud. En épocas de tranquilidad sólo se decantan los materiales pelágicos suspendidos en el agua. De ello resulta la alternancia de turbiditas y esqueletos orgánicos y la contribución de formas bentónicas de la profundidad correspondiente. Las turbiditas se distinguen porque la masa sólida de una corriente de turbidez encajonada en un cañón submarino o deslizada talud abajo se decanta ordenadamente en función del tamaño de grano, dando una secuencia de abajo arriba: gravas, arenas, limos y arcillas terrígenas, con barros pelágicos encima.

Las cuencas como el Mediterráneo y las fosas oceánicas adyacentes a continentes y arcos insulares atrapan los terrígenos en mayor medida que las llanuras abisales; en ellas los restos pelágicos quedan diluidos entre el conjunto, aunque las formas concretas de su fauna bentónica siempre responden a las condiciones específicas. Por ejemplo, los foraminíferos bentónicos de fosas muy profundas suelen tener el caparazón arenáceo, dada la activa disolución que experimenta el carbonato cálcico.

Las facies de margen continental comprenden diversas modalidades de plataforma, de talud y de elevación continental.

El contexto común de cercanía a las tierras emergidas, sujetas a erosión subaérea, se refleja en casi todas ellas; no sólo contienen abundantes terrígenos, sino que, entre ellos, son importantes los tamaños de grano limo grueso y arena, que requieren una energía mucho mayor para su movilización que los tamaños limo fino y arcilla. Otra característica general es el predominio de los restos esqueléticos bentónicos sobre los planctónicos en casi todas estas facies.

Puesto que el aporte de terrígenos disminuye gradualmente desde la costa hasta la elevación continental y las fosas marginales, el tránsito de una facies a otra se comprende mejor considerando en primer lugar algunos aspectos que influyen en el suministro y la distribución de los terrígenos, como el carácter transgresivo o regresivo de una costa, su modalidad rocosa y abrupta o fangosa y llana, la presencia e importancia de desembocaduras fluviales, la existencia de cañones submarinos en la plataforma y talud, la presencia en la plataforma continental de microrrelieve y materiales vinculados a los cambios que experimentó el nivel del mar durante las glaciaciones pleistocénicas, y la productividad biológica de la zona nerítica.

Una costa transgresiva es la que tiende a adentrarse hacia el continente; una regresiva tiende a retirarse del continente. La transgresiva genera nuevas facies costeras y marinas que se emplazarán sobre facies continentales subaéreas. La regresiva determina la deposición de materiales de ambientes costero y somero sobre facies anteriores de ambiente marino más profundo.

Una costa alta y recortada constituye un ambiente de gran energía y movilización de partículas de tamaño grueso, mientras que una costa baja y rectilínea dificulta la dispersión de material, en el que predominan las partículas finas.

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La desembocadura de un sistema fluvial importante supone el aporte de un gran volumen de terrígenos, generalmente de grano fino, que se dispersan en un abanico selectivamente, tanto en función de la distancia de transporte y decantación según el tamaño de grano como por los efectos de floculación de las arcillas en el contacto entre el agua dulce y la salada, a causa de la atracción entre cargas eléctricas de los iones.

La existencia de cañones submarinos, en especial en los casos en que su cabecera se halla cerca de la costa, constituye un elemento de gran repercusión en las características de los sedimentos que se acumulan en la elevación continental y, de haberlas en las fosas marginales.

La presencia en la plataforma continental de microrrelieves y materiales pleistocénicos es importante porque estos pueden subdividir la plataforma en subunidades cóncavas y convexas que inciden en la capacidad de dispersión mar adentro de los terrígenos, así como en su exposición a la erosión por las largas olas internas oceánicas que agitan el fondo del talud superior y la plataforma, al pasar del ambiente pelágico profundo al ambiente nerítico somero.

Las terrazas submarinas que forman escalones en la plataforma corresponden a antiguas posiciones de la línea de costa o a formaciones coralinas o de otros tipos generadas durante episodios de estabilidad en las fases glaciales e interglaciales. Asimismo, en muchos lugares del planeta, la ruptura de pendiente entre plataforma y talud coincide con el nivel de máximo descenso del nivel del mar durante la última glaciación pleistocénica, y en su fondo se hallan aflorando en superficie arenas de la playa pleistocénica más baja, las llamadas arenas transgresiva basales.

Con el ascenso del nivel del mar, la playa fue ocupando líneas contiguas progresivamente más próximas a la posición que hoy ocupa y fue dejando sus arenas sobre la actual plataforma en el barrido transgresivo hacia el continente que inició el mar tras el comienzo de la fusión de los casquetes de hielo.

El calificativo relicto se aplica a todos los materiales orgánicos, terrígenos o autégenos que no están relacionados con las condiciones ambientales o con los patrones de transporte y deposición actuales.

La productividad biológica de la zona nerítica influye en las facies del margen continental porque de ella depende el volumen de esqueletos y de materia orgánica que puede integrarse en los sedimentos, y con ello, la textura, acidez, nivel de oxígeno libre, características de las partículas autígenas y de las formas orgánicas bentónicas, etc. En las zonas muy productivas ni siquiera se requieren concavidades en el relieve del fondo para que se acumulen fangos, finos, mientras que en las zonas pobres en plancton sólo las depresiones de barros interrumpen en la plataforma las áreas de sedimentos gruesos y bien oxigenados.

En la plataforma continental los factores locales se combinan bajo la máxima diversidad de modalidades, y en especial sus partes interna y media presentan facies muy variadas.

Las más próximas al continente son las playas y barras arenosas submarinas, los frentes sumergidos de deltas, los llanos fangosos de marea, las formaciones rocosas desnudas frente a acantilados sujetos a abrasión y las construcciones coralinas cada una de caracteres específicos dependientes de la zona latitudinal climática y biogeográfica y de factores locales.

Algo más allá de la costa, tres facies de plataforma interna permiten una cierta generalización. Son los fangos de plataforma, las arenas transgresivas basales y las facies carbonatadas.

La facies de fangos de plataforma tiene una textura fina, abundante terrenos de tamaño arena

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fina, abundantes restos esqueléticos bentónicos, en especial de foraminíferos, es rica en materia orgánica, con un alto contenido en nitrógeno y en algunos casos incluye minerales autígenos, como pirita. Refleja bien las condiciones actuales de sedimentación, ya que los restos esqueléticos se corresponden con la flora y fauna que habita en el área, los terrígenos se relacionan con fuentes de aporte actual de sedimento desde la costa y los autígenos responden al equilibrio biogeoquímico que reina en la superficie de contacto agua-fondo. En los fondos cóncavos de leves depresiones de la plataforma el principal factor que controla la depositación es el microrrelieve, que permite que los sedimentos quedan al abrigo de la dinámica de las aguas. En los fondos planos o levemente convexos el factor dominante es la velocidad de deposición de materia orgánica, por lo que esta facies sólo se encuentra en ellos si la productividad es muy alta, como ocurre en áreas de afloramiento. Esta casi nunca recubre toda la plataforma; se extiende entre las facies litoral y la transgresiva basal en plataformas que reciben aportes moderados o importantes de terrígenos.

La facies de arenas transgresivas basales la constituyen arenas gruesas terrígenas bien seleccionadas, con minerales análogos a los de la región costera, y elementos esqueléticos de organismo que en su mayoría son fragmentarios y rodados y no pertenecen a los que habitan actualmente en la zona; escasea la materia orgánica y abunda la glauconita; sólo un bajo porcentaje de esqueletos se corresponde con la fauna actual, bentónica y planctónica.

Las facies carbonatadas de plataforma sólo se encuentran en regiones no afectadas por aportes importantes de terrígenos. En la zona litoral, hasta una profundidad de unos 20 m, se produce una distribución en bandas más o menos paralelas a la costa de sedimentos arenosos, fangosos y arrecifales; moluscos y foraminíferos dominan en la arena costera de la playa emergida y sumergida, precipitados químicos finos u oolitos de aragonito forman la banda fangosa y formaciones pétreas de corales asociados a algas calcáreas se extienden en cordones discontinuos flanqueados a ambos lados por las gravas resultantes de su fragmentación. Estas facies se hallan en equilibrio con el medio, y en ellas prácticamente no se encuentran relictos. Abundan alrededor de islas oceánicas y en enclaves transparentes de algunas plataformas continentales de latitudes intertropicales, allí donde prosperan los arrecifes coralinos (atolones y otras islas del Pacífico e Indico, Antillas, costas de Florida y las Bahamas y algunas islas mediterráneas).

Entre 20 y 200m, en cambio, las facies carbonatadas de plataforma suelen estar compuestas por una mezcla de relictos y actuales. Los elementos actuales suelen consistir en caparazones de foraminíferos bentónicos y algunos planctónicos, mientras que los relictos pueden ser cualquiera de los integrantes de las bandas de las facies litorales; en particular, los corales y oolitos de borde de plataforma que se encuentran entre 100 y 180 m de profundidad se consideran relictos y se confunden con una facies transgresiva basal prodominantemente esquelética carbonatada.

Las facies del talud continental y elevación continental se caracterizan por la mezcla de sedimentos neríticos actuales y relictos, autóctonos o desplazados desde la plataforma, y sedimentos pelágicos. En el talud superior los elementos desplazados y retrabajados predominan. En el talud inferior se acumulan masas desordenadas desplomadas por gravedad. En la elevación continental son características las alternancia vertical de turbiditas con esqueletos de planctontes, en especial frente a cañones submarinos, y las arenas rizadas por las corrientes de fondo que discurren paralelamente a la falda del talud.

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Rocas Metamorficas Procesos Metamorficos

El metamorfismo constituye el complejo de las reacciones químicas y físicas, en estado sólido, por el que todo tipo de roca se adecúa a un nuevo ambiente. Es causa de los cambios de posición sobre la corteza terrestre que toman el nombre de diastrofismo.

Generalmente el metamorfismo se produce durante el hundimiento de las masas rocosas superficiales en la corteza profunda y para ello basta el efecto del incremento de temperatura, debido al gradiente geotérmico, y a la presión originada por el peso de los sedimentos situados superiormente (metamorfismo de carga). Sin embargo, a menudo entran en juego presiones tangenciales originadas por movimientos diferenciales de masas geológicas en perpetuo movimiento en la corteza (metamorfismo regional).

Otro tipo completamente distinto de metamorfismo tiene lugar cuando una masa magmática de elevada temperatura rodea rocas metamórficas o sedimentarias o, más raramente, magmáticas preexistentes.

En tal situación suelen darse condiciones de elevada temperatura y presión en general bastante baja, lo que facilita la expulsión de los componentes volátiles de las rocas encerradas y su infiltración a una distancia más o menos grande del punto de contacto (aureola). Se forman entonces minerales de alta temperatura, frecuentemente en grandes cristales ya que el crecimiento se ve facilitado por el transporte de materia en el flujo gaseoso en movimiento. Ello constituye el termomorfismo o metamórfismo de contacto que, si se introduce en magmas ya ricos en gases raros, puede producir magníficas cristalizaciones de minerales no comunes, y a veces, incluso concentraciones de minerales útiles

Mucho más frecuente, aunque también más localizadas, son las condiciones del denominado metamorfismo cataclástico, que tiene lugar cuando dos masas de rocas se desplazan una con respecto a la otra por efecto de empujes y fuerzas geológicos. Ello conlleva la formación de zonas más o menos fracturadas, hasta llegar a producir verdaderas y propias refusiones debidas al calentamiento por rozamiento . El metamorfismo de impacto es completamente excepcional y está provocado por los meteoritos que se estrellan sobre la superficie terrestre.

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Los Procesos Sedimentarios

La fuente y base de todos los sedimentos son las Rocas, que son objetos heterogéneos formados por una aglomeración de minerales.

La clasificación y nomenclatura de las rocas es compleja y puede basarse en algún rasgo dominante acerca de su origen, su química, y su textura o fábrica.

En general, existen tres tipos mayores de rocas, las rocas Igneas, que se derivan de la solidificación de silicatos líquidos. Las rocas Sedimentarias, que se forman en la superficie por transporte y procesos químicos y las rocas Metamórficas formadas por la recristalización de rocas ígneas o sedimentarias a consecuencia de cambios en el régimen de presión/temperatura, o en la posición de las rocas en la tierra.

Los procesos principales de formación de rocas implican la participación de líquidos, Así, en el caso de las rocas ígneas, es un fundido de silicatos a altas temperaturas. En las rocas sedimentarias participan activamente los fluidos acuosos superficiales, los océanos, los ríos etc. y en los procesos metamórficos participan normalmente fluídos acuosos a elevadas temperaturas.

Las rocas ígneas o sus equivalentes metamórficos forman la mayor parte de la corteza terrestre.

Por su parte las rocas sedimentarias y particularmente los sedimentos, representan un recubrimiento relativamente delgado que rara vez tienen un espesor superior de unos cuantos kilómetros.

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I.- Los Procesos Sedimentarios

• Las Rocas Igneas

• Las Rocas Sedimentarias

• Las Rocas Metamorficas

• Rocas Igneas - El Proceso Magmatico

• Proceso Sedimentario .

• La Diagenesis

• Rocas Metamorficas - Procesos Metamorficos

• El Ciclo Petrogenetico

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La Diagenesis

La Diagénesis puede ser claramente definida como la inclusión de los procesos físico-químicos que toman lugar dentro de un sedimento después de su depositación y antes que comience su metamorfosis como producto del tiempo. Los primeros cambios diagenéticos tienen lugar en la superficie del sedimento y a menudo a través de desequilibrios inherentes entre las partículas sedimentarias y los depósitos medios.

Algunos cambios diagenéticos tienen lugar debajo de la superficie donde la conexión con los depósitos medios es restringida, siguiendo el desarrollo local del ambiente químico dentro de los poros producidos por el agua. Los cambios en los poros por acción química resulta de la sedimentación química de los componentes sedimentarios. Pero la influencia dominante en los sedimentos de tipo sepultados, está en la actividad bacteriana. La bacteria produce su energía por oxidación de la materia orgánica de la cual extrae oxígeno, ambos como resultado de la acción sobre los poros desde donde reducen realmente iones y moléculas, Los resultados de la deflexión de oxigeno e incremento de dióxido de carbono son factores dominantes en la primera diagénesis de algunos depósitos acuosos.

Los procesos así referidos pueden ser incluidos en la diagénesis química. Ellos son acompañados por una variación degradativa de la diagénesis física, involucrando la reorganización y compactación de estructuras primarias y resultando una reducción en las distancias interpartículas. En depósitos subacuosos los espacios porosos reducidos causan expulsión o migración de fluidos a través de los poros, los cuales pueden llegar a involucrarse en diagénesis química.

Con el incremento de la profundidad de entierro, los sedimentos están sujetos a condiciones de mayor temperatura y presión. Eso favorece en gran medida la solución intergranular y recristalización junto con la formación de nuevos minerales, con estabilización del terreno, que es considerablemente diferente de aquel que una diagénesis de origen primaria.

Los efectos de circulación agua-tierra dependen de la mineralogía de las rocas. Por ejemplo la roca arenisca (conteniendo cuarzo) puede llegar a tener pequeñas modificaciones o cambios debido a desintegraciones físicas producidas por el tiempo, donde algunos reactivos químicos de la roca, como los depósitos salinos, pueden causar una diagénesis química.

Para ello actúa la Solución que incluye a todo el mineral removido sin que este haya sido reemplazado por otro y la Cementación que involucra la precipitación de material mineralógico en los espacios vacíos de sus depositaciones de origen diagenético. La modificación de la textura del mineral durante la diagénesis es denominado Neomorfismo.

Hasta donde la evidencia lo permite, los cambios neomórficos pueden ser adscritos a la recristalización involucrando modificaciones texturales sin cambio en la composición del mineral. La precipitación de materia mineral durante la diagénesis es conocida como Autogénesis y el mineral constituyente de las rocas sedimentarias pueden ser clasificado como Primario o Autogénico.

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Proceso Sedimentario

Las Rocas Sedimentarias, son el producto de la transformación de rocas preexistentes, debido a la actuación de la gravedad, de los agentes atmosféricos y también de las actividad de algunos organismos vivos. Las rocas sedimentarias son el producto de la consolidación de los sedimentos, es decir de minerales sueltos debidos al acúmulo mecánico de fragmentos de tamaño variable (sedimentos clásticos) o a la precipitación de disoluciones, con o sin la actividad de organismos que fijan las sales disueltas en el agua (sedimentos organogénicos y químicos).

El proceso sedimentario clásico comprende varios estadios. Se inicia con la alteración del material procedente de parte de los agentes mencionados anteriormente; ello conlleva a la formación, encima de la roca intacta, de un suelo, cuyo espesor es función del tipo de agente de alteración, de la duración del fenómeno, de la naturaleza del material y de la posibilidad de aportación de los productos.

El transporte se realiza generalmente mediante el agua, en primer lugar en los arroyos, después en los ríos y finalmente en el mar (corrientes y oleaje), pero puede deberse también al viento, a los glaciares, a la gravedad e incluso a los organismos. Ello conduce en general a una clasificación del material en base a las dimensiones, al peso específico o bién a la composición química.

En el transporte mediante el agua conviene distinguir el material que simplemente es rodado del que es transportado en suspensión o directamente en solución.

El tercer estadio del ciclo de erosión viene representado por el depósito y es el más importante ya que confiere al sedimento las carácterísticas de textura definitiva.

En base al ambiente de depósito, los sedimentos se distinguen en Continentales y Marinos. Los primeros pueden ser subáereos, y subacuáticos

Los subacuáticos se distinguen en Fluviales, formados principalmente por cascajos y arena bastante trabajada, Lacustres en base a áreas, limos y arcillas, Lagunares constituidos sobre todo de limos y arcillas con intercalación ocasional de evaporitas, es decir sales precipitadas a partir de soluciones sobresaturadas y Deltaicos, formados por materiales diversos bien seleccionados según un orden de tamaño.

Los sedimentos marinos están formados por una mezcla de material detrítico de tamaño más o menos grande, frecuentemente recompuesto a partir de sedimentos continentales preexistentes junto a minerales derivados de la precipitación química o bioquímica de las sales presentes en el agua de mar y por residuos de la actividad orgánica presente en la columna de agua (esqueletos, conchas,etc.)

Se distinguen, según la profundidad en la que se depositan en Pelágicos, preferentemente finos y de composición silícea, Neríticos, de tamaño mayor, con estructura compleja debido a la circulación del agua y a la actividad de los organismos, y los Intermareales en deltas, lagunas, arrecifes coralinos, frecuentemente depositados de modo caótico y a menudo mezclados con material orgánico.

Estos depósitos, inician el proceso sedimentario químico y bioquímico que consiste en la precipitación de las sales inorgánicas o de sustancias que los organismos necesitan para su supervivencia. Se trata sobre todo de carbonato cálcico, y en menor proporción, fosfato de calcio e hidróxidos de hierro y sílice. El primero precipita tanto en ambiente continental como

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marino, frecuentemente mezclado con carbonato de magnesio y limos silicatados finísimos, a profundidad no excesiva. En su fijación desempeñan una importante labor los organismos animales y vegetales que lo utilizan para la formación del esqueleto, de la concha o para la formación de caparazones; después de la muerte de los organismos, derivan en masas estratificadas a veces de gran extensión.

A partir de una cierta profundidad, el carbonato de calcio se residisuelve, razón por la cual los depositos abisales están formados, casi exclusivamente de sílice procedente en gran parte del acúmulo de restos de organismos o a la precipitación de soluciones cálidas de origen volcánico que contienen también manganeso y hierro (cherts). Los depósitos fosfatados y ferrosos muestran en cambio un origen primordialmente continental: los primeros derivan del acúmulo de esqueletos de vertebrados o de excrementos y los segundos de la fijación bacteriana del hierro en solución en el agua de los pantanos.

Otro tipo , de sedimento químico está formado por las Evaporitas, procedentes, como su nombre lo indica, de la evaporación de aguas saladas preferentemente marinas en cuencas cerradas, con precipitación de sales ( en especial cloruros y sulfatos de elementos alcalinos) que en las aguas normales y en climas que no favorecen la evaporación permanecen en solución.

El estadio final del proceso de sedimentación está constituído por la Litificación, es decir la transformación del sedimento suelto en roca coherente por eliminación de los vacíos intergranulares; este proceso se realiza bien por simple compactación o por precipitación química de un elemento cementante de los gránulos detríticos. Esta fase se complementa con la Diagénesis, que es la recristalización parcial debida a la presión de los sedimentos dispuestos en las capas superiores, a la disolución y al intercambio químico selectivo operado por las aguas congénitas, que a menudo lleva a la formación de rocas de composición particular (por ejemplo las dolomitas)

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Morfologia dos Oceanos

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Morfología do Fundo Oceánico

As principais unidades morfológicas do fundo oceánico sao: Plataforma Continental, Talude, Elevacáo Continental, Bacia Oceánica, Cordilheira Meso-Oceánica, Fossas Marginais e Morros Submarinos

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Figura 1 - DistribuiQdo das bacias oceánicas com algumas das principais unidades topográficas: Plataforma Continental (laranja), Cordilheiras Mesooceánicas (verde), Bacias Abssais (azul escuro) e Elevaffio continental (azul claro e verde no limite com as plataformas continentais). Cadeias de Morros Submarinos sao observados no Pacífico Norte (linha de pontos verdes e alaranjados)

Plataforma Continental:

o localizadas ás bordas dos continentes, mais comumente observadas ao longo de margens continentais passivas

o largura média = 50 km (máx. 800 km na Sibéria) o profundidade média = 150 m (máx. 350 m na Antártica) o declividade média 1:500 e relevo < 20 m o limite externo defmido por gradiente @ 1:20 o sedimentos continentais (neríticos)

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FoSSA MARGINAL

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Morfología dos Oceanos Page 2 of 5

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Figura 2 - Perfil esquemático representando a morfologia submarina em um transecto entre a América do Sul e África

Talude o largura média de 20 km o desníveis médios de 4000 m entre plataforma e bacia oceánica, geralmente + declivosas que

vertentes terrestres o presenta de canyons e escorregamentos o gradientes no Pacífico maiores que no Atlántico e Índico

Figura 3 - Aspecto do talude na costa NE dos EUA, mostrando aspecto bastante erodido devido a

resenpa de vários canyons (fonte: Scientific American http://www.sciam.com/0697issue/0697pratsonbox I. html)

Elevag'áo Continental o larguras entre 100 e 1000 km o gradientes entre 1:100 e 1:700 e espessa acumulnáo de sedimentos (mais desenvolvidas no Índico

e Atlántico) o origem - sedimentagáo

NEW ORLEANS •

MISSISSIPPI DELTA Figura 3 - Esta imagem de

radar de parte do golfo do México com alinha de costa em cinza escuro, a plataforma continental (em cinza claro), o talude (em laranja) e a elevagdo continental em amarelo, verde e azul claro). A gradne etensdo da elevapero continetnal deve-se ao acumulo de sedimentos continentais (erodidos das montanhas

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Morfologia dos Oceanos Page 3 of 5

rochosas) e depositados como um avental sobre a bacia oceánica (fonte: Scientific

merican http://www.sciam.com 0697issue/0697pratsonboxl.html).

Bacia Oceánica ou Planicie Abissal

■ urna das áreas mais planas do planeta (gradientes de até 1:50.000) ■ a acumulacáo de sedimentos promove suavidade da superficie. O bacia do Oceano Atlántico é menos

rugosa que a do Oceano Pacífico devido ao menor aporte sedimentar (menores bacias hidrográficas) neste último (consequéncia da tectónica de placas)

Cadeia Oceánica

• maiores feiciSes topográficas do globo: largura @1000 km, Comprimento @80.000 km, Profundidade @2 km

• ocorre no centro das bacias oceánicas, com excecá'o do Pacífico norte, onde funde-se com a Califórnia

• emersáo nos Atores e Islándia • falhamentos transversais decorrentes de diferentes taxas de expansáo do assoalho oceánico

(tectónica de placas) (veja Figura 1)

Morros Submarinos

feic'óes vulcánicas da planicie abissal com alturas superiores a 1 lan, mostrando evidéncias de afundamento (veja Figura 3). (De urna olhada no "Ponto Quente" das Ilhas Galápagos)

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Morfologia dos Oceanos Page 4 of 5

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Figura 3 - Arco de montes submarinos no Pacifico norte, mostrando a variacdo de idades (em milhdes de anos) crescentes á partir da ilha do Hawai no sentido NW e NN a direclio do delsocamento da placa tectónica na regido. Abaixo o diagrama ilustra o resfriamento crosta com o aumento da distáncia em relapdo ao ponto quente ("hotspot"), onde se situa hoje o a ilha do Hawai.

W, de acordo com

e afundamento da

Fossas Marginais

• estreitas e profundas calhas paralelas aos continentes (margens continentais ativas) (ver Figura 2) • todas no Pacífico, com exceeáo da Fossa de Sandwich, Porto Rico e Java

O PROBLEMA DA ESCALA

Os desníveis topográficos exitentes na superficie da Terra sáo muito pequenos se comparados com a dimensáo do planeta, e todos os diagramas de representnáo morfológica do relevo apresentam um grande exagero vertical. Para se ter urna idéia, um transecto ao longo do equador com de 3 m de comprimento deveria mostrar um desnivel 1,5 mm entre o ponto mais alto (Everest com + 8500 m) e a o mais baixo (Fossa de Mindanao com - 11.500 m) utilizando-se urna escala de 1:1 (sem exagero vertical).

PARA SABER MAIS sobre a morfologia do fundo oceánico, dique aqui para acessar um artigo da Scientific American sobre "Panoramas do Fundo Submarino", por por Lincoln F. Pratson e William F. Haxby.

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Técnicas de Investignáo Page 1 of 9

Sedimentos Marinhos

FORMAS DE INVESTIGACÁO

DIRETAS:

• Amostradores ("samplers") - o objetivo dos amostradores é coletar arrostras de material superficial do fundo. Sáo varios os tipos existentes, que possuem em comum o fato de "morderem" urna fatia do fundo (guando constituido por mateiral inconsolidade - areia e lama). O amostrador é lan9ado do navio com as "mandíbulas" abertas e travadas, que se destravam após atingirem o fundo, guando entáo o aparelho é i9ado novamente ao barco.

EM PREPARnÁ0 Figura 1 - Amostrador Van Veen

A textura do sedimento de fundo pode variar bastante em urna pequena regiáo (poucos metros quadrados) dependendo da natureza do sedimento e do regime hidraúlico ao qual este é submetido. Sendo assim, é conveniente poder contar com informaceies extras sobre a natureza do fundo, que podem ser adquiridas através de filmagem ou fotografia. Esta figura do Servico de Geologia Norte-Americano (USGS) mostra urna estrutura equipada com máquinas de vídeo e fotográfica bem como um amostrador do tipo Van Veen mostado ao centro.

• Dragas ("dredge") - as dragas diferem-se dos amostradores pela forma de opernáo (arraste junto ao fundo) e pela capacidade de amostrarem sedimentos de maior calibre (granulos e seixos). Normalmente sáo construidas com uma entrada (cilindrica ou retangular) de metal, com urna rede de coleta ao fundo (por onde passa a água mas o material é retido).

• Sondagens:

• Sondagem por Gravidade ("gravity corer") e Sondagem a Pistáo ("piston corer") - sáo tubos de metal com diámetro de até 70 mm e comprimento de 0,5 m ("gravity corer") e 6,0 m ("piston corer") que, lan9ados do barco, penetram no subsolo por efeito de gravidade (levam um peso ao topo). Nas sondagens a pistáo, urna sonda de gravidade serve como gatilho para liberal"áo do pistáo e reten9áo de rolha interna (Figura 2 B e C) que auxilia na forma9áo de vácuo interno, suc4o dos sedimentos e poder de penetra9áo da sonda.

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Figura 2 - Esquema de funcionamento de urna sonda a pistcio acoplada a urna sonda de gravidade (D. Ross, Introduction to Oceanography, Prentice Hall, pg. 92)

Nas operaOes do Projeto de Perfurnáo do Mar Profundo ("Deep Sea Drilling Project" ), que opera nas bacias oceánicas (profundidades da ordem de 2000 a 4000 metros), utiliza-se um sonda com pistáo hidráulico ("Hidraulic Piston Corer"), cujo principio de funcinamento é demostrado no diagrama da Figura 3. Através de sondagens sucessivas em um mesmo furo, profundidades de váris centenas de metros sáo alcan9adas durante a sondagem.

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Técnicas de Investignáo Page 3 of 9

Sequencia operacional de um testemunhador hidráulico (fonte: DSDP Initial

.giReports 1987, pg. 9).

A opernáo desta sonda é feita á partir do navio Joides Resolution (Figura 4), com 143 m de comprimento, 21 metros de largura e altura de 61 metros acima da linha d'água. Doze motores auxiliares distribuidos ao redor do navio matem-no sobre o local de sondagem em águas com profunidade de até 8.235 meters.

Figura 4 - Navio Joides Resolution, parte do Programa de Sondagem Oceánica ("Ocean

Drilling Program9, e esquema de funcionamento da sonda dentro do navio (fonte da foto e diagrama: http://www.geo.nsfgov/oce/ocdrill/atsea.htm)

• Sondagem de Queda Livre (free-fall corer) - de funcionamento semelhante á sonda por gravidade, esta sonda é lan9ada do navio sem qualquer conexáo. Quando penetra no substrato, um peso libera uma passagem por onde flutuadores saem, puchando urna luya de plástico que revestia internamente o tubo de sondagem. Os flutuadores levam a luya plástica com a amostra á superficie, e o aparato de sondagem é perdido

• Sonda a Jato (jet-probe) - um tubo é abaixado até o assoalho marinho e água é bombeada sobre pressáo, erodindo o fundo. O fluxo com o sedimento erodido retorna através de urna compartimentnáo interna do tubo de sondagem

• Testemunhador a Vibracáo (vibro corer) - o tubo de sondagem penetra no subsolo por meio de vibra9eies de alta frequIncia. As vibra9óes podem ser produzidas de diversas forma, como por exemplo através de um pistáo pneumático ou um mangote utilizado no assentamento de lajes de concreto (Figura 5). Tubos de alumínio ou PVC com 6 m de comprimento sáo normalmente utilizados (maior penetra9áo pode ser conseguida emendando-se 2 tubos com arrebites), e a profundidade de sondagem fica na dependéncia do comprimento das mangueiras que transmiten a forra para

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Técnicas de Investignáo Page 4 of 9

fucionamento do vibrador (limitado a poucas dezenas de metros).

Figura 5 - Sondagem com testemunhador a vibrapd o na

lanície costeira. Neste caso a vibrageí o é roduzida

através de rotaq5es (geradas por um motor - canto inferior esquerdo) de urna barra de

ferro dentro de um mangote, que é preso ao tubo de sondagem por urna braqadeira. Aqui a retirada do tubo é feita com o auxilio de urna talha presa ao tripé (foto do autor).

INDIRETAS:

• Monitoramento por Video e Fotografias - Imagens detalhadas de pequenas se9óes do fundo marinho podem ser feitas cámaras de vídeo e camaras fotográficas, fornecendo informa0es sobre a natureza dos sedimentos os processos de sedimentnáo que ocorrem no local (através da análise das formas de fundo). As cameras podem ser puxadas próximo ao fundo, acopladas em submersíveis (Figura 6) ou entáo operadas por veículos com controle remoto.

VIDEO CAMERA

STILL CAMERA

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Figura 6 - Esquema de um submersível equipado com cámeras de

vídeo e fotográfica

STEREO CAMERA

Técnicas de Investigagáo Page 5 of 9

• Ecobatimetria ("echosounding") - Até a década de 20, a investigagáo da profundidade dos oceanos baseava-se em cabos de sondagem (cujo uso mais antigo data de 85 A.C.). Nesta época foi inventado o primerio ecobatimetro. Uma onda sonora é emitida por um transdutor (preso ao casco do barco) em frequéncias que variam de 3,5 a algumas centenas de kHz. A onda propaga-se através da coluna d'água até encontrar uma variagáo de densidade no meio, guando será enviada de volta e captada pelo mesmo transdutor emissor. As diferengas de densidade (água/rocha, águalsedimento, água/lama fluida) sáo marcadas por marcas negras em um papel registrador (ver Figura 7). Quanto menor a frequéncia de operagáo do aparelho maior a capacidade da onda sonora ultrapassar limites de densidade. No caso da Figura ??, o registro corresponde a um sinal de 3,5 kHz, e mostra o contorno da superficie submarina com algumas diferentes camadas sedimentares em subsuperficie.

Figura 7 - Registrador de 3,5 kHz e resultado de uma perfilagem ecobatimétrica mostando a topografía submarina e camadas sedimentares subsuperficiais.

Sonar de Varredura Lateral (side scan sonar) - Este aparelho (Figura 8), rebocado atrás do navio, emite dois fachos de ondas sonoras de varredura (um de cada lado do aparelho). Assim como as ecosondas, trabalham em diferentes frequéncias capazes de fornecer vários graus de resolugáo da topografía de fundo. Os mais sofisticados sonares sáo capazes de imagear trechos de até 70 km de cada lado do aparelho.

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Técnicas de Investigarlo Page 6 of 9

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Figura 8 - Sonar de varredura lateral, central de processamento de dados e monitor de visualizaqdo das imagens.

Esta figura do Servico de Geologia Norte-Americano (USGS) ilustra a forma de operarlo do sonar de varredura lateral e o imageamento do fundo resultante. Se o fundo do mar é rugoso, a onda sonora será espalhada em todas as direcízles, e algumas retornarlo ao receptor. Ao equacionar a amplitude dos ecos registrados a diferentes tonalidades de cinza e mostrando o resultado na sua posicáo correpsondente ao sonar (bandas dispondo-se lado a lado), pode se obter urna imagem da textura do fundo muito parecida com urna fotografia preto e branco. O processamento das várias passagens do sonar de varredura, necessárias para se mapear urna área, gera um foto mosaico (nesta imagem com pixels de 1m) do fundo submarino (veja ainda .

• Sísmica de Multicanais (seismic system) - utiliza baixa fregancia e grande potencia na geracáo de ondas (de choque ou sonoras) para penetrarlo mais profunda (Figura 9). As ondas produzidas pelo transdutor (rebocado pela embarcarlo) penetram nas camadas sedimentares retornando com frequéncias diferentes cada vez que encontram um substrato de natureza diferente. O retorno dos sinais é captado por hidrofones e enviados á embarcarlo para processamento.

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Técnicas de Investigacáo Page 7 of 9

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Figura 9 - Técnicas acústicas de investigaq¿io submarina. Em A a ernbarcavdo é equipada com urna ecosonda de alta frequéncia para investigaodo da batimetría, urna ecosonda de baixa frequéncia para investigaqd o em alta resolupd o da carnada lamosa subsuperficial, e um "Sparker" ou "Air Gun" para investigavdo de alta penetraqd o para resolug'do da estratigrafia profunda. Em B observa-se um sonar de varredura lateral puxado pela embarcaqdo e o imageamento resultante do fundo (fonte: C.H. Nelson, Marine Techniques, In: SEPM Short Course no. 14, pg. 9).

o Sonares Orbitais (Mutibeam orbital sonar) - o mais recente método de visualizacáo do fundo subamrino reside nos sonares de multiplos feixes colocados em órbita ao redor da Terra. Estes satélites náo medem o fundo do mar diretamente, mas percebem as sutis variacóes de elevacáo da superficie marinha (resoluc'áo de até 5 cm). Pulsos de radar

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SAN FRANCISCO e

POINT REYES

MONTEREY BAY

DAVIDSON SEAPAOLINT

Técnicas de Investignáo Page 8 of 9

rebatem na superficie e sáo captados pelo satélite - principio identico ao utilizado pelas ecosondas. A superficie dos oceanos pode variar em altura em até 200 m, varia95es essas que refletem difererwas da foro, de gravidade da Terra de local para local, e que causam a distribukáo desigual da água. Mais comumente essas varia95es induzidas pela gravidade sáo causadas por um relevo acidentado do fundo submarino (Figura 10). Por exemplo, um vulcáo submerso com 2.000 de altura e 40 km de diámetro, provoca urna atra9áo na massa de água ao redor capaz de causar urna varia9áo de 2 m na superficie. Apenas fekóes com mais de 10 km de A comprimento tém condiOes de serem

mapeadas pelos radares. Durante a interpretnáo dos resultados, é necessário contemplar o fato de que varia9"óes da ele9áo do nivel marinho podem ser causadas por regióes com densidades de rocha diferentes, como próximo ás margens continentais (veja ainda o artigo de Pratson e Haxby em Scientific American). Figura 10 - Morfologia submarina sendo refletida na superficie do oceano. As variaceies

de elevacdo silo detectadas pelo radar, que tem sua posicdo no espato conhecida (fonte: Scientific American http://www.sciam.com/0697issue/0697pratsonboxl.html).

A Figura abaixo mostra o mapeamento do fundo subnmarino ao largo da Califómia, submetido a um levantamento detalhado por radar.

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Técnicas de Investigacáo Page 9 of 9

A figura abaixo mostra a área dos oceanos coberta pela rota de navios de pesquisa. Notar a diferenca de cobertura entra as diversas áreas do globo (Atlántico-Pacífico, hemisfério norte e sul), bem como o grande interesse em determinadas áreas como as cadeias meso-oceánicas)

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SEDIMENTnÁ0 NAS BACIAS OCEÁNICAS

de fonte

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ATMOSFERA CaCO3 OCIAN()

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sedimentos madi-dios glaciais

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Figura 1 - Diagrama mostrando as fontes de sedimento para a sedimentando dos mares profundos

COMPONENTES L P r 1 TIPO DE

SEDIMENTO Terrigenos e detritos

vulc'ánicos Esqueletos calcáreos

Silte e argila

Esqueletos silicosos

Componentes autigénicos

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biogénico calcareo transicional - > 30 > 30 <30 -

terrígeno > 30 <30 r - <10 <10

VAZA BIOGÉNICA

o Composta por esqueletos calcáreos (mais que 30% do total de peso) e silicosos ou testas (carapa9as calcáreas) de organismos marinhos planctónicos como cocolitos, foraminíferos e pterópodos.

o Composi9áo afetada pela profundidade de compensnáo dos minerais calcáreos, que é a profundidade abaixo da qual CaCO3 n'ao e acumula devido á igualdade entre suprimento

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OCEANO ATLÁNTICO

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mineral e dissolucáo devido ao aumento de pressáo, queda da temperatura e aumento do tero de gás carbónico. No Ocenao Atlántico, a aragonita possui urna profundidade de compensacáo em torno de 1500 metros, enquanto a profundidade de compensacáo da calcita é de aproximadamente 5000 metros (Figura 2).

o A composicao da vaza calcárea reflete condicóes ambientais pretéritas, e sao desta forma importantes para estudos paleoambientais. Análises de sondagens do Deep Sea Drilling Project mostram que a posicao da profundidade de compensacáo tem variado com o tempo. As variacóes estariam relacionadas a alteracóes do padráo de circulacáo oceánica (com a bertura e fechamento de comunicacties entre bacias oceánicas), congelamento das águas superficiais em altas latitudes e variacties do nivel do mar (Tucker, 1990).

GRAU DE SATURACAD

2.0 4,0 5.0

1 1

Figura 2 - Profundidade de saturavdo da aragonita e calcita no Oceano Atlántico (fonte: MTucker, Carbonate depositonal systems II: Deep-water facies of pelagic and resedimentated limestone. In: M Tucker e V. P. Wright (Ed), Carbonate Sedimentology, Blackwell Sci. Pub., pg 230 e 231).

o A espessura dos depósitos de vaza biogénica varia de algumas centenas de metros sobre as cordilheiras mesooceánicas a alguns milhares de metros nas bacias, onde a taxa de sedimentacáo varia de 1 cm a 5 cm por 1000 anos, ou 0,01 a 0.05 mm por ano, o mesmo que acumular 1 grao de silte por ano. Entretanto, considerando-se a área da bacia oceánica envolvida, o volume de sedimentos é colossal, correspondendo a 10 9 latas de refrigerante por ano, somente na bacia do Pacífico.

VAZA INORGÁNICA OU SILICICLÁTICA

o Composta por material biogénico (radiolários e diatomáceas), terrígeno (erodido dos continentes e transportados pelos ríos, ventos e gelo) e cinzas vulcánicas

o Argilas vermelhas - enriquecimneto por óxidos de ferro de origem continental e cósmica

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o Taxa sedimentnáo de partículas de meteoritos = 0.1 a 1.0 mm / 10 6 anos

DISTRIBUICÁO DOS DIFERENTES TIPOS DE SEDIMENTOS

o Clima e padráo de circula9á'o marinha o Distribukáo de nutrientes e produtividade biológica o Solubilidade relativa da calcita e aragonita (fulkáo da profundidade e temperatura - ver

acima) o Nódulos de manganés

■ tamanho - esferas até 20 cm, placas de até 1 m ■ constitukáo - Mn (24%) e Fe (14%) ■ origem - precipitná'o química de elementos dissolvidos na água, com fonte

relacionada ao intemperismo de rochas oceánicas e vulcanismo ■ taxa de sedimenta* - « lmm / 1000 anos ■ ocorréncia - em todo o assoalho oceánico abaixo de 100 m (com pouca

sedimentnáo continental), associados a vários tipos de sedimentos

ÁREAS NÁO DEPOSICIONAIS

o "Pillow lava" - fluxos basálticos geradas na regiáo de "rift", no centro das cordilheiras oceánicas.

RETORNA AO 1

BIBLIOGRAFIA

Tucker, ME., 1990. Carbonate depositonal systems II: Deep-water facies of pelagic and resedimentated limestone. In: M Tucker e V. P. Wright (Ed), Carbonate Sedimentology, Blackwell Sci. Pub., pg. 228-283.

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TALUDE E ELEVAIÁO

CONTINENTAL

Imagem digital inostran o a poredo terminal da plataforma continental e o talude na costa de Oregon (EUA). Um grande desmoronamento no centro da imagem, formou uma cicatriz (com 6 km de largura) em forma crescente no talude e criou

uma trilha de detritos (com largura de 6 km) que se extende em direqtio á hacia oceánica. O maiores blocos tem altura de poucas centenas de metros (fonte: Scientific American

http://www.sciam.com/0697issue/0697pratsonboxl.html)

Aelevagáo continental é formada exclusivamente pela deposigáo de sedimentos, constituindo-se na realidade de um a coalescéncia de legues submarinos originados dos processos de sedimentagáo associados aos movimentos de massa e correntes de turbidez que ocorrem no talude (Figura 1). Perfis sísmicos ao longo da elevagáo continental revelam um pacote de sedimentos em forma de cunha, que se torna espesso em direg'áo ao continente, onde chegam a alcangar espessuras de até 10 km (Ross 1982).

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Figura 1 - Ilustracdo de diversas geracdes de leques submarionos na base todo talude. A coalescéncia de Jeques e depósitos associados a movimentos de massa originados do talude formam a elevacdo continental (Figura 11.1 - Nelson and Nielsen - SEPM Short Course No./ 14)

Em taludes expostos (sem incisóes como canyons), processos de transporte de massa originados de escorregamentos sáo a norma. O escorregamento perdura até a base to talude, mas guando a energia do fluxo ou quantidade de material é grande, esses fluxos originam correntes de turbidez que depositarán sedimentos nas partes distais da elevac'áo continental e bacía oceánica (Figura 2) (Nelson 1989). Essas correntes de turbidez tipo fluxo de lencol podem transportar sedimentos até as bacias oceánicas.

Figura 2 - Ilustracdo de movimetno de massa de grande magnitude sobrepondo-se a depósitos de legue. Observar a gradacdo longitudinal entre fluxo de lama e detritos ("debris and mud flows'9,fluxo de grdos ("grain flow'9 e torrente de turbidez em forma de fluxo em lencol ("sheet flow turbidity current") (FIGURA 7.2, C. Hans Nelsonb 1989 -SEPM Short Course No./ 14)

A erosáo remontante do talude, iniciada por um processo de fluxo de massa, constitui um importante processo para a formacáo de canyons submarinos. Urna vez que um canyon é formado por este processo, a captura de urna célula de deriva de sedimentos ou distributário fluvial faz com que o desenvolvimento subsequente sej a mantido através da canalizac'áo do fluxo de sedimentos por gravidade, gerados em situacóes de tempestade na cabeceira da feicáo. Nas paredes ao longo do canyon, movimentos de massa continuam a ocorrer, disparados pela instabilidade da encosta devido a processos de erosáo no fundo do vale e abalos sísmicos. Desta forma, todos os estágios de fluxos de massa sáo encontrados no fundo dos vales (Nelson 1989).

Dependendo do tamanho da hacia onde se processa a deposicáo dos sedimentos, 3 tipos de depósitos podem ser formados (Figura 3): i) avental de detritos ("debris aprons"), em pequenas bacias (diámetros inferiores a 10 km) como as dos mares interiores; fi) legues radiais, em bacias de tamanho intermediário (10 km a 100 km de diámetro) localizadas em bacias restritas alimentadas por ríos locais ou deriva litoránea de sediementos, e iii) legues alongados, com diámetro superior a 100 km, encontrados nas bacias oceánicas e caracterizados por vários lobos deposicionais e extenso sistema de canais de escoamento. Os dois grandes fatores que causam o desenvolvimento de legues submarinos alongados sao i) urna importante fonte de sedimentos fiuviais dominados

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por lama e o transporte deste sedimento talude abaixo por um único canyon (Nelson 1989).

FIGURA EM ELABORnÁ0

Figura 3 - Morfologia e e caracterizaqiio dos ambientes deposicionais associados a avental de detritos (`debris aprons'), legues radiais (`radial fan') e legues alongados eelongated fan') (figura 7.14 C. Hans Nelson 1989b - SEPM Short Course No./ 14)

Sondagens realizadas ao longo de legues submarinos alongados ( Amazonas, Reno e Mississipi) mostram semelhantes padróes de deposiláo, com teores de areia no sedimento aumentando em direl'áo á porláo distal dos legue (Figura 4). Sedimentos mais grossos sáo transportados mais longe pelas correntes de turbidez fluindo ao longo do sistema de canais distributários.

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Figura 4 - Disposiedo do Legue Astória (NW dos EUA - em cinza no desenho inferior esquerdo) com vários canais de escoamento em linhas pontilhadas. Acima á direita está a intepretaedo

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estratigráfica e taxas de sedimentacdo (em cm/mil anos - em itálico) em sondagens realizadas sobre o legue (idades em anos A.P. á esquerda do testemunho). direita um diagrama mostrando o aumento do teor de areia nos sedimentos subsuperficiais nas porf 'des distais do legue (ao longo do perfil A-A' tia figura) (fonte: C. Hans Nelsona, 1989 - SEPM Short Course No./ 14)

CORRENTES DE TURBIDEZ

As correntes de turbidez sáo definidas como fluxos gravitacionais de sedimentos, oposto a fluxos gravitacionais de fluidos. Nestas correntes o sedimento é movido por gravidade, sendo a movimentaláo do sedimento a responsável pelo deslocamento do fluido intersticial. Essas correntes foram sugeridas pela primeira vez em 1885 para explicar depósitos encontrados no fundo do Lago Genebra (Suila), mas só foram aceitas no meio académico na década de 50. Correntes de turbidez clássicas representam o produto final de um espectro de processos de fluxo de gravidade (Kelling e Stanley 1976), que pode se iniciar com um fluxo de detritos ou fluxo de graos. No fluxo de graos a energia que sustenta o movimento deriva das interaláes entre os graos, e geralmente ocorrem na parte superior dos canyons.

O fluxo de sedimentos fluidizados, se caracteriza como urna forma intermediária de transporte entre o início do processo de instabilidade dos depósitos sedimentares e o efetivo deslocamento como corrente de turbidez (que é sustentado pelo movimento ascendente do fluido). A energia que mantem o fluxo deriva do excesso de pressáo nos poros intersticiais - a fluidizaláo de areias molhad as mediante vibrado é um bom exemplo deste processo.

O fluxo de detritos envolvem uma ampla variedade de tamanho de sedimentos, os maiores sendo suportados por urna densa mistura de água e lama. Sto originados do remodelamento de escorregamentos e movimentos de massa. Estes fluxos podem gerar correntes de turbidez através da mistura com a água circunjacente á frente do fluxo (Figura 5).

Figura 5 - Perfil diagramático de um flux() de detrito induzindo turbuléncia ea geravdo de urna corrente de turbidez (fonte: Kelling and Stanley 1976 - In Stanley & Swift, Marine Sediment Transport and Environmental Management, John Wiley & Sons, pg 415)

Evidéncias da Existéncia de Correntes de Turbidez

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A comprovagáo da existéncia de correntes de turbidez tem que ser feita de forma indireta, j á que se tratam de processos esporádicos ocorrendo em curtos espacos de tempo e em regióes de difícil acessibilidade. Evidéncias que comprovam a existéncia destas correntes sao:

• existéncia de depósitos gradacionais (com material continental) e morfología de canais nas planícies abissais

• fauna de regióes rasas encontradas nas planícies abissais e fossas oceánicas • rompimentos de cabos submarinos • mudancas de profundidades nas cabeceiras (aprofundamento - máximo registrado de 100 m) e base de

canyons (assoreamento) em investigagóes batimétricas sucessivas

Exemplo: Aeroporto de Nice - colapso e buraco com 50 m prof. - cabos telefónicos partidos 4 e 8 horas após a distancias de 80 km e 100 km, respectivamente.

Causas:

Sedimentológicas - Geram fluxos constantes, uniformes e lentos

• queda de rochas e escorregamentos (movimentos de massa) devido a instabilidade da encosta - instabilidade provocada por por fatores intrínsecos á encosta

• propagaláo de fluxos e alta densidade provenientes do continente

Episódicas

• varialáo da pressáo sobre o fundo, liquefagáo dos sedimetnos em tempestades e circulacáo - fluxos lentos originados na margem continental

• instabilidades causadas por terremotos - fluxos rápidos geralmente iniciados por um fluxo de detritos

Dimensóes de urna Corrente de Turbidez

• velocidade - 101 km/h (vel. máx. inferida de 108 km/h) • espessura - 101 m (máx. estimado de 200 m) • comprimento - 101 a 102 km (máx. estimado de 350 km)

Morfologia das Correntes de Turbidez

• A corrente é subdivida em 4 zonas, com base em características morfológicas e hidráulicas: cabeca, pescoco, corpo e cauda (Figura 6)

• na cabeca a energía do fluxo provoca erosáo e marcas de cizalhamento, com concentrac'áo progressiva de sedimentos grosseiros

• deposicáo gradual e rápida do material sedimentar ocorre ao longo do pescoco, corpo e rabo, gerando sequéncias gradacionais de material sediementar (granodecrescéncia para cima) denominadas por SEQUENCIA BOUMA (Figura 7 e Figura 4)

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Figura 6 - Morfologia de uma torrente de turbidez e suas subdivisdes, mostrando que a velocidade do fluxo é diretamente proporcional á dzferenva de densidade desta com o meio (velocidade na cabeca) bem como á inclinactio do substrato (velocidade média) (modificado de Nelson C.H., 1989, In: Turbidity currens observations and experimenttal studies, - SEPM Short Course No./ 14, pg 34)

contat °erosivo

Figura 7 - Sequencia idealizada de texturas e estruturas sedimentares num turbidito clássico (modificado de Middleton & Hampton 1976, In: Stanley & Swift, Marine Sediment Transport and Environmental Management, John Wiley & Sons, pg 199 )

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BIBLIOGRAFIA

Kelling, G. e Stanley, D.J., 1976. Sedimentation in canyon, slope, and base-of-slope enviroments. In: D.J. Stanley and D.J.P. Swift (Eds), Marine Sediment Transport and Environmental Management. Wiley & Sons, Nova Iorque, pp. 379-435.

Hampton, M.A., 1972. The role of subaqueous debris flow in generating turbidity currents. J. of Sed. Petrology, 42:775-793

Nelson, C.H., 1989 (a). Modern deep-sea-fan depositional processes and patterns. In: C.H. Nelson and T.H. Nielson (Eds), Modern and Ancient Deep-Sea Fan Sedimentation. SEPM Short Course No. 14, pp. 136-169.

Nelson, C.H., 1989 (b). Modern fan morphology. In: C.H. Nelson and T.H. Nielson (Eds), Modern and Ancient Deep-Sea Fan Sedimentation. SEPM Short Course No. 14, pp. 136-169.

Nelson, C.H. e Nielsen, T.H., 1989. Synthesis and applications to petroleum geology. In: C.H. Nelson and T.H. Nielson (Eds), Modern and Ancient Deep-Sea Fan Sedimentation. SEPM Short Course No. 14, pp. 136-169.

Ross, D.A., 1982. Introduction to Oceanography. Prentice-Hall, New Jersey, 3a. Ediyáo, 544 p.

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Plataforma Continental Page 1 of 8

PLATAFORMA CONTINENTAL

Para abordarmos o assunto da sedimentnáo na plataforma continental, é necessário primeiramente identificar sua repartkáo (Figura 1). Sáo várias as subdivisóes propostas, que se baseiam em critérios morfológicos e hidráulicos. De uma forma geral a plataforma se inicia na PRAIA, que consiste de uma por9áo submersa e outra subaérea. Na por9áo subaérea encontram-se as Dunas e o Pós-Praia, considerado como a zona de sobrelavagem acima do limite da maré alta. A por9áo submersa subdivide-se em FACE DA PRAIA (zona intermareal de espraiamento das ondas) e ANTEPRAIA (entre a zona de quebra das ondas e o início do espraiamento). O fluxo na FACE DE PRAIA é quase que exclusivamente normal normal á linha de costa, enquanto que o fluxo na ANTEPRAIA apresenta a superposkáo de fluxos normais (ondas) e longitudinais (corrente de deriva) á linha de costa. Além da zona de arrebentnáo até a profundidade a partir da qual as ondas médias sáo capazes de erodir o fundo, é denominado por FACE DA COSTA. O limite inferior da face da costa é também denominado por Profundidade de Fechamento do Perfil. Morfologicamente a FACE DA COSTA tem seu limite estabelecido pelo gradiente de 1:200 (Swift 1976a). Além desse ponto inicia-se a PLATAFORMA INTERNA, que seria, junto á parte distal da FACE DA COSTA, a zona de transkáo entre a regiáo da plataforma dominada pelo movimento orbital das ondas e aquela dominada pelos fluxos unidirecionais da plataforma, que seria a PLATAFORMA EXTERNA. O limite entre as PLATAFORMAS INTERNA e EXTERNA seria dado pela profundidade máxima de influencias do movimento orbital das ondas na sedimenta0o.

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Figura 1 - Subdivis5es da plataforma continental. Setas bidirecionais indicam fluxos oscilatórios normais á costa, e círculos concéntricos indicam fluxos unidirecionais paralelos á costa.

Os sedimentos de plataforma continental podem ser definidos como sedimentos subaéreos e submarinos depositados em uma superficie relativamente rasa, uniforme, ligeiramente inclinada incluindo al a linha de costa (Brooks et al. 1969).

A natureza dos sedimentos na plataforma é influenciada pelo

- Clima

• controla o modo como as rochas continentais sáo intemperizadas e o tipo de sedimentos que sáo trazidos para o mar (intemperismo físico gera sedimentos mais grossos que intemperismo químico)

• os processos erosivos atuantes na plataforma durante as regressóes

- Geologia e extensáo do continente drenado pelos ríos

• quantidade e tipo de sedimentos

No que se refere á sedimentnáo carbonática, sua extensáo é determinada pela temperatura da água (grau de saturnáo do carbonato aumenta c/ temperatura) e quantidade relativa de água doce (que dissolve o carbonato) e sedimentos continentais (que pode recobrir as fácies carbonáticas).

Limite Externo da Plataforma Continental

A quebra da plataforma continental é definida como o ponto onde ocorre uma mudan9a significativa do gradiente do fundo na parte distal da plataforma continental (Wear et al., 1974). A distancia da costa e profundidade média da quebra da plataforma sáo de 75 km e 132 m (Shepard 1963), mas variam consideravelmente. Profundidades máxima e mínima da quebra da plataforma, por exemplo, sáo de 200 m e 20 m respectivamente.

Esta variabilidade regional de localiznáo do limite da plataforma sugere que a quebra da plataforma, bem como margem adjacente, sejam uma fekáo reliquia (Southard e Stanley, 1976). Existe um consenso de que a poskáo da quebra seja determinada por vários fatores estruturais (rifteamento, flexuras, distensiks, etc) e registros sísmicos mostrara que as quebras estáo geralmente associadas a represamentos sedimentares promovidos por altos estruturais, recifes de coral e fek¿Ses vulcánicas.

Modelos Deposicionais

Até o advento da sísmica de refiexáo, a morfologia da plataforma era relacionada a processos erosivos e deposicionais associados ás ondas. As ondas erodiriam o fundo oceánico ao propagarem-se até a praia, e o sedimento erodido seria depositado no limite externo desta (Figura 2). A superficie seria mais inclinada próximo á praia, onde os sedimentos sáo mais grossos, e menos inclinada na por9áo distal, onde os sedimentos sáo mais finos (Jonhson 1919). Em qualquer ponto, o gradiente da

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plataforma seria precisamente aquele requerido para possibilitar que a energia das ondas naquele ponto pudesse movimentar o volume de material sedimentar em tránsito na área.

Figura 2 - Morfologia resultante dos processos de erosáo e deposipei o promovido pelas ondas na plataforma .

Shepard (1932) foi uns dos primeiros a criticar o modelo acima, verificando, junto ás cartas náuticas das plataformas continentais, que estas sá'o cobertas por um complexo mosaico de sedimentos, bem diferente da simples granodecrescéncia costa-afora proposta pelo modelo anterior. Shepard relacionou a existéncia destas diferentes granulometrias á oscilnáo do nivel do mar Pleistocénica.

A partir destas novas idéias Emery (1960) propós um novo modelo conceitual, classificando as plataformas dentro de um arcabou90 genético. Classificou os sedimentos como

• autigénicos - formados por glauconita e fosforita • orgánicos - derivados de carapnas de foraminíferos • residuais - resultado da erosáo da rocha sobrejacente • relictos - remanescente de um ambiente de sedimentnáo anterior, podendo se

encontrar em discordáncia com as características do atual ambiente deposicional (ex: depósitos na superficiais de cascalho na plataforma externa)

• detritais - sedimentos recentes fornecidos pelos ríos, erosáo de falésias, ventos e atividade glacial.

Emery propós que cerca de 70% dos sedimentos recobrindo as plataformas continentais atuais fossem relictos, sendo o restante representados por sedimentos modernos (detritais) ocorrendo principalmente como um estreito cinturáo de areias e lama adjacente aos deltas e desembocaduras fluviais. Sabe-se atualmente que a propor9áo de sedimentos relictos náo deve ser maior que 50%.

Mais recentemente estabeleceu-se urna diferencia9áo entre os sedimentos relictos náo retrabalhados e aqueles retrabalhados. Os primeiros continuam com a designa9áo de relictos, enquanto aqueles retrabalhados passaram a ser classificados corno sedimentos palimpsestos, que apresentam características tanto do ambiente de sedimentnáo passado corno do atual. Com o advento da sísmica foram elaborados modelos dinámicos, enfatizando as mudanos relativas da linha de costa que é entáo classificada como urna cerca energética, onde o movimento das ondas em dire9áo ao continente tende a empurrar o sedimento contra a costa. Esses modelos deram énfase á história das flutunbes do nível relativo do mar, ás taxas de sedimentnáo e á relnáo suprimento sedimentar / espato de acomoda0o. A relnáo entre estes fatores pode ser expressa por

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E L

onde S = suprimento sedimentar para a plataforma, G = tamanho do grao, E = energia aplicada ao sistema (ondas e correntes), R = sentido e taxa de varinao do nivel do mar, L = gradiente da plataforma varinao do nivel relativo, e T = taxa e dire9ao da movimenta9ao da linha de costa

O primeiro termo (SG/E) pode ser chamado de taxa efetiva de deposkáo costeira, que cresce com o aumento do tamanho do grao e com o aumento da disponibilidade destes para a costa, já que sedimentos mais finos sao mais facilmente transportados para a plataforma externa. O termo decresce com o aumento do clima hidráulico, que permite que mais sedimentos sejam transportados plataforma afora.

O segundo termo é traduzido como a taxa efetiva de movimenta9ao do nivel do mar. Quanto maior for o gradiente da plataforma, maior terá que ser a queda do nivel relativo do mar para que a costa prograde urna determinada distáncia. Além disso, quanto maior o gradiente, maior o espato de acomoda9ao, e maior o volume de sedimentos necessário para promover a progradnáo da costa.

Para que o sedimento fornecido pela erosao continental alcance a plataforma (interna e externa), é necessário que este transponha a cerca de energia costeira (localizada na face da costa) (Swift 1976b), o que pode acontecer de duas formas:

i) transferéncia associada ao recuo da face litoral durante eventos transgressivos e,

ii) fluxos de vazante associados a desembocaduras fluviais e fluxos de maré vazante em estuários.

O primeiro processo é passivo e indireto; o sedimento é removido para a plataforma após longo período de armazenamento em ambientes como planicies de inunda9ao e estuários. Desta forma pode se dizer que os sedimentos sejam autóctones. No segundo processo, os sedimentos sao armazenados na embocadura de ríos e estuários até que um evento de cheia desaloje-os e transporte-os além da cerca de energia. Neste caso os sedimentos sao classificados como alóctones.

Prograda0o e Retrogradaláo de Costas Arenosas

Retrogradaeáo

O perfil transversal de uma costa arenosa está sempre em estado de equilibrio dinámico com as varineies do nivel relativo do mar, em escalas de tempo e espa90 que variam de horas e centímetros (ajustando-se ás marés por exemplo) a milhares de anos e dezenas de metros (ajustando-se a varia95es eustáticas).

A subida do nivel do relativo do mar está comumente associada a um processo transgressivo, caracterizado pela inunda9ao das depressóes costeiras (que se transforma em lagunas e estuários) e erosáo da linha de costa (dado, de acordo com a equa9ao descrita acima, que um volume relativamente pequeno de sedimentos seja transportado para a zona costeira). Mediante urna transgressáo, a linha de costa arenosa ajusta-se através do transporte de sedimentos removidos da face da costa para a sua retaguarda (retrograda9ao), através da deposi9ao de legues de sobrelavagern e deltas de maré enchente (Figura 3). Se o nivel relativo do mar sobe relativamente rápido, a costa move-se simultaneamente para cima e para trás (Figura 3b). Por outro lado, caso a eleva9ao do nivel relativo do mar seja lenta, a costa pode se mover de forma intermitente, com o casual afogamento de

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parte da linha de costa "in situ". Esta situnáo pode ocorrer devido ao aumento do volume de sedimentos armazenados na forma de dunas eólicas.

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Figura 3 - Costa arenosa em processo de retrogradagdo. A maior parte dos sedimentos é composta de areias de deltas de maré enchente e legues de sobrelavagem (c). A migraed o da barreira em direqd o ao continental ocorre sob a forma de recuo da face da costa (b), com a barreira ajustando-se ao nivel do mar em ascenqd o. Na parte externa á face da costa forma-se urna superficie de erosd o ou ravinamento (b). (fonte: Roy et al 1995, pg 132)

A retrogradnáo da linha de costa pode permitir que depósitos anteriormente localizados em depressiks lagunares e estuarinas sejam expostos na face da costa. Este processo explicaria a presenta de sedimentos relictos (ver acima) na plataforma continental, que podem estar associados a depósitos lamosos estuarinos, depósitos arenosos de deltas interlagunares, depósitos arenosos de planície de inunda0o, etc. O afogamento de urna linha de costa caracterizada por cord"óes litoráneos explica a da origem a espessos depósitos de areia caracteristicamente marinha na plataforma.

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Progradal'áo

Perante a descida do nível do mar, a costa tende a progradar, com o deslocamento da linha de costa em direcáo ao mar e a emersáo de feicóes submarinas rasas no reverso dos cordóes arenosos. Estuários e lagunas tendem a secar, e os nos passam a ter acesso direto ao oceano (Figura 4).

A queda do nivel do mar estende o perfil da face da costa até regieles anteriormente inafetadas pela erosáo associada as ondas, que passam a remover os sedimentos deste substrato transportando-os em direcáo á costa (Figura 4b). Depósitos relictos preexistentes na plataforma podem ser desta forma removidos pelo processo erosivo atuante na base da face da costa. Eventualmente, em um processo transgressivo posterior, esses sedimentos seráo retrabalhados junto á retrogradacáo da linha de costa, e náo sendo totalmente erodidos, acabam por originar depósitos arenosos relictos e/ou palimpsestos na plataforma (Figura 5).

estuário abandonado

deposigáo b

nivel do mar pretérito

Figura 4 - Costa arenosa em processo de progradagdo. Com a queda do nível do mar a base da face da costa é erodida (b), formando urna superficie de erosdo que é soterrada pela progradavdo costeira. A superficie da barreira é caracterizada por urna sucessdo de paleocristas de praia (fonte: (Roy et al. 1995, pg

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Figura 5 - Exemplos da estratigrafia da plataforma continental com o afloramento de depósitos regressivos de cordclo litoráneo. Uma barreira pleistocénica regressiva, com idade aproximada de 30 ka, situa-se entre as cotas batimértricas de 25 e 60 m. Essa barreira regressiva foi parcialmente erodida durante a transgressdo que se processou após os 20 ka (ver curva no canto superior direito) (fonte: (Roy et al. 1995, pg 141).

Bibliografia

Brooks, J.E.; Wermund, E.G. e Williams, T.E., 1969. Shallow shelf sedimentation in the rock record - Introduction to Symposium. Encontro Anual Am. Ass. Petroleum Geol., p.45-46.

140).

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Roy, P.S.; Cowell, P.J.; Ferland, M.A. e Thom, B.G., 1995. Wave-dominated coasts. In: R.W.G. Carter and C.D. Woodroffe (Eds.), Coastal Evolution. Cambridge University Press, pp. 121-186.

Shepard, F.P., 1973. Submarine Geology. Nova Iorque, Harper & rowm 517 p.

Southard, J.B. e Stanley, D.J., 1976. Shelf break processes and sedimentation. In: D.J. Stanley and D.J.P. Swift (Eds), Marine Sediment Trasnport and Environmental Management. John Wily and Sons, Nova Iorque, pp. 351-377.

Swift, D.J.P., 1976a. Coastal Sedimenation. In: D.J. Stanley and D.J.P. Swift (Eds), Marine Sediment Trasnport and Environmental Management. John Wily and Sons, Nova Iorque, pp. 255-310.

Swift, D.J.P., 1976b. Continental Shelf Sedimentation. In: D.J. Stanley and D.J.P. Swift (Eds), Marine Sediment Trasnport and Environmental Management. John Wily and Sons, Nova Iorque, pp. 311-350.

Wear, C.M.; Stanley, D.J. e Boula, J.E., 1974. Shelf break phisiography between Wilmington e Norfolk canyons. Marine Technology Society Journal, 8:37-48.

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Capítulo 11: Estuarios Page 1 of 5

CURSO DE ECOSISTEMAS Y POLÍTICAS PÚBLICAS PARTE H. TIPOS DE ECOSISTEMAS

CAPÍTULO 11

ESTUARIOS

OBJETIVOS:

1. Nombrar las plantas y animales representativos encontrados en los estuarios. 2. Hacer una lista de las características de un sistema de estuario. 3. Diseñar el diagrama de energía de un estuario. 4. Describir como se forma un arrecife de ostras. 5. Comparar un arrecife natural de ostras con un arrecife comercial. 6. Diseñar un diagrama de energía de un ecosistema de arrecife natural de ostras. 7. Diseñar un diagrama de energía de un típico sistema de cultivo de ostras. 8. Comparar diversidad versus productividad en las planicies de algas de fondo.

Un estuario es un área a lo largo de la costa donde un río se junta al mar. Los estuarios están siempre rodeados de tierras húmedas: ciénagas con pastos halo-tolerantes ó pantanos con árboles de raíces aéreas que permanecen dentro del agua la mayor parte del tiempo. El estuario es rico en energía y nutrientes, posee un gran número de plantas y animales. Esta riqueza se debe en parte a las corrientes de agua dulce y agua salada.

11.1 Típico sistema estuario.

Las fuentes de energía externa de un sistema de estuario son: el agua dulce de los ríos y el agua salada del océano que viene con la marea. El estuario recibe energía cinética (movimiento) del agua; la marea entra, se mezcla con el agua del río, y se va. Las olas formadas por el viento ayudan en la mezcla de agua dulce con agua salada, y así a la energía cinética del estuario. La energía cinética aumenta la productividad del estuario por causa de la circulación de nutrientes, comida, plancton y larvas.

Los estuarios tienen una 'explosión' de productividad en la primavera y una alta taza de crecimiento en el verano. Las especies de ostras y cangrejos comerciales son principalmente de estuarios. Muchos tipos de camarones comercialmente importantes, en sus etapa adultas viven y procrean próximos a los estuarios, y entran a estos cuando son larvas. El sábalo procrea en la naciente de los arroyos y mientras es joven pasa por el estuario en su camino al mar, creciendo rápidamente en el tiempo que pasa por allí. Debido a la gran cantidad de larvas de especies marinas que crecen en los estuarios, son considerados usualmente como una 'maternidad'. Muchos invertebrados viven en el lodo de las ciénagas. La ciénaga ofrece excelente protección para las larvas y los pequeños peces que van y vienen con las mareas.

La Figura 11.1 es el diagrama de energía de un estuario, en él se muestra el rol de la energía cinética. Las células de fitoplancton se mantienen suspendidas por el movimiento. El movimiento ayuda en la fotosíntesis de las plantas trayendo nutrientes, como dióxido de carbono (CO2 ), nitrógeno (N), y fósforo (P). Así, la energía cinética ayuda al proceso de reciclaje. La agitación también mantiene las partículas de materia orgánica en suspensión y en movimiento, de forma que los animales del fondo pueden capturarlas y alimentarse de ellas actuando como filtros naturales.

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control

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fitoplancton ooplancton

Capitulo 11: Estuarios Page 2 of 5

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j ri o 11 pájaros

Figura 11.1 Diagrama de energía de un estuario. M, microorganismos; N, nitrógeno; P, fósforo; Desechos: materia orgánica muerta y microbios; bentos, animales del fondo:

cierto tipo de ostras, cangrejos de río, y gusanos. Comb., combustibles.

La marea y el río también traen al ecosistema nutrientes, dióxido de carbono, desechos, zooplancton, peces, huevos y larvas de varios animales. La proliferación de mas especies es la manera para que el ecosistema desenvuelva mayor complejidad .

Los pequeños animales del tamaño de una cabeza de alfiler, que están suspendidos en el agua, constituyen el zooplancton; presente en el agua durante la noche, tiende a esconderse en las partes bajas y oscuras del ecosistema durante el día. El zooplancton come fitoplancton y materia orgánica en suspensión, sirviendo a su vez de alimento a pequeños peces. Principalmente peces del grupo del arenque, incluyendo sardinas, anchoas, sábalo, etc, comen el zooplancton y algo de fitoplancton.

Otro rama de la red alimenticia se encuentra en el fondo. Cae materia orgánica del plancton, y especialmente del bolo fecal del trato digestivo de los animales, también de plantas muertas del fondo. Los microorganismos consumen esta materia orgánica. Los ríos traen en el sedimento que arrastra, arena y barro que formarán el lodo en el cual muchas de las comunidades ecológicas del fondo (bentos) viven. La mezcla de materia orgánica y de microbios que la descomponen se denomina desecho. Los desechos son una rica fuente de alimento para otros organismos del fondo.

Los grandes carnívoros (cangrejos, camarones y peces), son capturados y vendidos por los pescadores. Como ejemplos de peces del fondo podemos citar el lenguado y el bacalao pequeño.

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Capítulo 11: Estuarios Page 3 of 5

El papel del gobierno es controlar la pesca por reglamentos y permisos. Estas reglas determinan cuando está permitida la pesca.

Muchas especies de pájaros hacen parte del ecosistema del estuario, volando hacia dentro y hacia afuera del estuario. Las gaviotas se alimentan de animales que viven en el lodo del estuario y de la playa durante la marea baja. Aves, como la garza, se alimentan en los pantanos, y los pájaros zambullidores, como pelicanos y cormoranes, se alimentan en el agua.

Algunos organismos del estuario están especialmente adaptados para resistir las constantes variaciones de salinidad. Deben sobrevivir a niveles de salinidad de O %o (partes por mil) en el agua dulce a 36%o en el agua tropical de los océanos. Como la energía debe ser usada principalmente para la adaptación a las variaciones de salinidad se da menos importancia a la producción de biodiversidad, existen menos especies en los estuarios que en los ríos ó en el mar abierto. Pero, a causa de la alta fertilidad, existe una mayor producción de las especies presentes.

A la derecha de la Figura 11.1 está representada la pesca. Los barcos reciben divisas de la economía, combustibles y bienes y servicios para su manutención. Se utilizan también recursos humanos en los procesos de pesca. El dinero es parte de este sistema ecológico-económico, ingresa por la venta del pescado y es utilizado en la compra de combustible, bienes y servicios.

11.2 Arrecifes de ostras.

Las ostras se fijan unas a otras, construyendo montes de conchas. Cuando las ostras del fondo mueren, las larvas se fijan a las conchas viejas, aumentando el tamaño del arrecife. Con la construcción de los montículos, las ostras tiene un mejor acceso a las corrientes que traen comida y llevan los residuos. Las industrias que cosechan ostras ayudan a mantener el tamaño del arrecife colocando nuevamente las conchas vacías. Este es un ejemplo de retroalimentación al sistema natural realizado por una parte de la industria pesquera.

La Figura 11.2 muestra como las mareas y los ríos causan corrientes y traen nutrientes inorgánicos y materia orgánica. La interacción de las comentes y de la materia orgánica produce un flujo de comida para las ostras adultas. Las ostras adultas hacen el arrecife de conchas donde las larvas que crecen se fijan y se hacen adultas. La población de ostras se mantiene baja debido a la predación natural, enfermedades y cosecha. El taladro (drill en inglés) es un caracol que perfora la concha de las ostras comiendo la parte interna. El taladro aumenta de número cuando la salinidad del arrecife es moderadamente constante; cuando el flujo de agua dulce causa grandes variaciones de salinidad, la población disminuye.

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Capítulo 11: Estuarios Page 4 of 5

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Figura 11.2 Ecosistema de un arrecife de ostras. L, larvas; C, taladros carnívoros; E, enfermedades; M, microorganismos; Mat Org., materia orgánica

Los arrecifes de ostras de estuarios comerciales tienen una alta productividad. La diversidad y competitividad se mantienen bajas debido a la constante fluctuación de la salinidad. Otro hábitat comercial está en la zona de entremarea, donde la exposición alternada al aire mantiene otras especies al margen. Sin embargo, los arrecifes de ostras en la zona de entremarea no pueden filtro-alimentarse cuando la marea está baja, esto impide que estos tipos de arrecife crezcan tan rápido cuanto los arrecifes de estuario en aguas profundas.

La ostras también viven y crecen en plataformas de perforación y próximos a arrecifes, pero la diversidad de especies es alta y la producción es poco comercial.

Un nuevo método de cultivo consiste en colocar una balsa con un estante por debajo, donde las ostras crecen.

Algunos arrecifes de ostras se contaminan con bacterias y virus que fueron filtrados del agua contaminada del estuario. Estas ostras pueden ser útiles porque abastecen al estuario de larvas y se limpiarán nuevamente si se las coloca en aguas no contaminadas.

11.3 Planicie de algas.

Los estuarios rasos, de uno ó dos metros de profundidad, reciben luz suficiente para producir un denso lecho de plantas de fondo, llamado planicie de algas. Estas pueden ser especies de agua dulce, en la zona superior; otras especies en zonas de baja salinidad; y especies halo-tolerantes adaptadas a zonas de alta salinidad. En algunas bahías donde el índice pluviométrico es bajo, la salinidad puede alcanzar valores mayores a la media del agua del mar, que es de 3,5%. Pocas especies están adaptadas a salinidades de 4,5% y 5,0%, pero su productividad puede ser muy alta.

Preguntas y actividades para el Capítulo 11

1. Defina los siguientes términos: a. estuario b. maternidad c. invertebrados excavadores d. filtro-alimentación e. sedimento f. salinidad g. partes por mil h. fertilidad i. arrecife j. zona de entre marea k. desechos

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Capitulo 11: Estuarios Page 5 of 5

k. desechos

2. De ejemplos de tipos de plantas y animales encontrados en el estuario.

3. Discuta las características físicas del estuario.

4. Diseñe un diagrama de energía de un ecosistema de estuario.

5. Como se forma un arrecife de ostras?

6. De dos razones para la alta productividad de las planicies de algas.

Indice eneral Capítu o nterior Encabezado éste Capítulo Capítulo Siguiente "Environmental Systems and Public Policy" Copyright: H. T. Odum et al.

Ecological Economics Program. University of Florida, Gainesville 32611, USA. 1988. Dudas? Sugestiones? Escriba para [email protected]

Ultima revisáo: 09 de janeiro de 1998.

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Superposición de los Estratos Page 1 of 4

Superposición de los Estratos

Criterios físicos para determinar el tope y la base de las capas

Trazado de capas o reconocimiento de una secuencia normal conocida

El tope y la base de las capas verticales o de buzamiento muy alto pueden determinarse siguiendo la traza de la capa hasta llegar a la secuencia normal conocida (A) o correlacionando con ella en el área donde estos estratos estan ligeramente plegados (B) o sin ninguna deformación (A).

Canales de erosión

Los canales que se forman por erosión de una capa y relleno subsecuente cortan en la misma produciendo truncamiento de los estratos infrayacentes. El lado cóncavo del canal apunta generalmente hacia arriba. Los bordes de las capas truncadas por la erosión (discordancia) están dirigidos hacia el tope original.

Conglomerados

Los conglomerados basales e intraformacionales pueden contener fragmentos y cantos que pueden ser reconocidos como derivados de capas más inferiores.

Superficies de solución

Superficies irregulares de solución se pueden formar a lo largo del tope de capas de caliza o de otras rocas relativamente solubles.

Estratificación gradada

En sedimentos con estratificación gradada, la textura varia de grano grueso en la parte inferior a grano fino en la parte superior. Esto frecuentemente no es cierto en sedimentos depositados por corrientes. La estratificación gradada puede presentarse bajo condiciones varias de corrientes, incluyendo condiciones de corrientes de turbidez. Se debe tomar en cuenta, sin embargo, que bajo estas condiciones la gradación en textura puede ser tanto de grueso a fino como de fino a grueso. De acuerdo a la definición original de Bailey el término estratificación gradada debe ser restringido a la gradación en la textura producto de sedimentación en aguas relativamente

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Superposición de los Estratos Page 2 of 4

tranquilas en contraste con el término "estratificación por corrientes" que es producto de "reescogimiento y redistribución del material".

Estratificación cruzada

En la estratificación cruzada un grupo de capas o láminas está truncado por capas suprayacentes, pero en dirección opuesta a este contacto, las capas se alinean en una curva cóncava, para formar un contacto concordante con las capas infrayacentes. El lado cóncavo de la estratificación cruzada apunta generalmente hacia la parte superior original del sedimento. Las láminas individuales de la estratificación cruzada pueden presenter una gradación textural hacia abajo de grano grueso a fino.

Grietas de desecación

Las grietas de desecación generalmente son más angostas en la parte inferior y pueden estar rellenas con material que compone las capas suprayacentes.

Rizaduras de oleaje

En las rizaduras de oleaje simétricas las crestas (tope) son más agudas que los valles. Ocasionalmente se pueden presentar crestas menores en los valles.

Marcas de base

Las Marcas de base son pequeñas penetraciones en forma de ola o de lengua de material elástico grueso de la parte superior dentro de material elástico más fino en la parte inferior a lo largo de irregularidades menores en la superficie de estratificación. Algunas de estas marcas se explican por deformación o flujo de sedimentos no consolidados (y expandidos o saturados con agua) debido a deslizamientos de gravedad a lo largo del buzamiento de un plano de estratificación, posiblemente iniciados por terremotos. Estas marcas tienen tendencia a desarrollarse a lo largo del contacto de arena (ahora arenisca) suprayacente a arcilla (ahora lutita) pero ocurren raramente (o nunca?) en el contacto de arcilla suprayacente sobre arena.

Fracturas de exfoliación

En la posición normal de rocas plegadas la exfoliación es generalmente de buzamiento más alto que la estratificación (a) mientras que si las capas están volcadas ocurre lo contrario (b).

Exfoliación curva

La exfoliación curva puede ser observada en secuencias deformadas donde las capas individuales tienen una perceptible gradación de textura de grano grueso abajo a fino arriba (estratificación gradada). En el lado de textura más

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Superposición de los Estratos Page 3 of 4

gruesa (base) el ángulo entre la fractura y la estratificación será más prorunciado que en el lado con la textura más fina (tope o superficie de la capa). El lado convexo de la curvatura de la exfoliación se arquea hacia el tope original de la capa.

Indentación de guijarros

Cuando la matriz se arquea alrededor de un solo lado de un guijarro encajado, este es el fondo original (a). La indentación aparente de sedimentos laminados por encima y por debajo de un guij ano encajado puede resultar de la compactación o compresión subsecuente de los sedimentos (b).

11111~E 11~1

4 3

Criterios físicos para determinar el tope y la base de capas

Flujos de lava

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~551SEEESEESka

Los topes de flujos de lava interestratificados son generalmente más vesiculares. En lavas que contengan tubitos ramificados, la dirección de ramificación es hacia la base y la dirección de unión es hacia el tope del flujo de lava original.

Un metamorfismo de contacto más o menos perceptible (suelo quemado de rojo-ladrillo) puede presentarse en las rocas infrayacentes a la base del flujo de lava, pero no se encontrará metamorfismo en el tope del flujo de lava, el cual estará marcado por un contacto sedimentario.

Crestas de arrugas

Las crestas o topes de arrugas en la superficie de la lava son en general más lisas y más suavemente curvadas que los espacios entre las arrugas.

Lavas de almohada

Las siguientes características indican el tope del flujo en lavas de almohada:

á á 3 r c

a) La superficie superior de la almohada va de moderada a ligeramente convexa y es relativamente lisa.

b) Las bases de las almohadas presentan generalmente protuberancias que apuntan hacia abajo entre los espacios dejados por almohadas infrayacentes.

c) Las almohadas son generalmente más vesiculares cerca del tope.

d) Las diaclasas columnares en pequeña escala pueden estar más o menos desarrolladas alrededor del borde superior. Estas diaclasas están ausentes ó pobremente desarrolladas en la base de las almohadas.

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Superposición de los Estratos Page 4 of 4

e) Las almohadas extrusivas sobre sedimentos no consolidados tienen la tendencia a corrugar los sedimentos infrayacentes y pueden por efectos de temperatura alterar estos sedimentos corrugados.

9 El tope de un flujo de lava de almohada no muestra generalmente ningún efecto de calor sobre los sedimentos suprayacentes. La auperficie almohada del flujo es gradualmente nivelada por los sedimentos suprayacentes, los cuales tienen la tendencia de llenar las áreas deprimidas más rápidamente.

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Page 111: GEOLOGIA  PETROLERA

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Símbolos en Blanco y Negro Page 1 of 1

Símbolos en Blanco y Negro

Sandstone, fine, calcareous

coarse

cross-bedded, thin-bedded

bentonic, pyritic

concretionaty, brecciated

conglomeratic

arkosic, micaceous

shaly, dolomitic

Conglomerate, gyp.

arkosic, anbydritic

Siltstone

Shale, grey, glauconitic

red, micaceous

sandy, calcareous

Limestone, coarse

fine, dense

sandy, cherty

fossiliferous

shaly, gypsiferous

dolomitic

Dolomite, coarse

fine

oócastic, gas

sandy, shaly

oil stained

Anhydrite

Gypsum

Salt

Megafossils Microfossils Concretion, nodule Pyrite Mica Glauconite

+ Feldspar x Bentonite

Chert, fresh detrital

' Coal Carbonaceous matter Oil stain Oil production Gas production

w Water production

•c›

Tomado de: LeRoy, L. W. y J. W. Low, 1954. Graphic Problems in Petroleum Geology, Harper Brothers Publishers, New York.

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Superposición de los Estratos Page 1 of 3

Superposición de los Estratos

Criterios paleontológicos para determinar el tope y la base de las capas

Brizoarios

Las conchas de organismos invertebrados o de otros objetos sólidos que están situados de manera que su eje mayor coincide con el plano de estratificación, pueden ser incrustados por briozoarios en la superficie superior.

Braquiopodos

Los braquiopodos del tipo Crania se encuentran cementados a otras conchas o al substrato con su lado convexo y cónico apuntando hacia arriba.

Pelecípodos

a) Las conchas de Schizothaerus (Terciario) y Pholadomya (Mesozoico) se encuentran frecuentemente en su posición original de enterramiento e.g. "parados de punta" con el extremo posterior (sifonal) apuntando hacia arriba.

b) Los rudistas y pelecípodos aberrantes de tipo rudístico se encuentran ocasionalmente en su posición original con la valva superior móvil en el tope.

c) Las valvas desarticuladas y las conchas abiertas con las valvas extendidas de pelecípodos convexos son generalmente depositados por la acción de las corrientes y olas con su lado convexo hacia arriba. Las excepciones a esta regla son frecuentes. Las observaciones basadas en una sola concha o en solamente pocas conchas no son 100% confiables.

d) Los pelecípodos de valvas desiguales, si son enterrados vivos, tienen sus valvas más convexas apuntando hacia abajo.

e) Las conchas de organismos marinos u otros objetos sólidos presentes en el fondo (substrato pueden ser incrustados por ostras, balánidos y otros organismos sésiles en la superficie superior libre.

f) Las perforaciones en el fondo endurecido hechas por organismos perforadores están abiertas generalmente en ls parte superior. (Esto también es cierto para "marmitas de gigante" fósiles).

Gasterópodos

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Superposición de los Estratos Page 2 of 3

Gasterópodos

En los vermétidos y gasterópodos vermiformes similares, el tubo alimenticio final (así como las huellas de las etapas juveniles) apunta generalmente hacia arriba durante la vida del animal.

Corales

Los corales solitarios cementados al substrato están normalmente orientados con su parte cónica hacia abajo ensanchándose (y ramificándose) hacia arriba.

Los corales coloniales pueden ser preservados en su posición original con los cálices apuntando hacia arriba. A lo largo de los márgenes de arrecifes coralinos las "cabezas" grandes de corales pueden colgar lateralmente ó inclusive hacia abajo del margen saliente y tener sus cálices apuntando hacia abajo. Los corales coloniales generalmente (y algunas calcáreas) en forma de arepa crecen y son enterrados con su lado convexo hacia arriba.

Pistas de Gusanos

Las pistas de gusanos y pistas de organismos problemáticos dejan generalmente surcos en la superficie de la capa. Los niveles producidos por gusanos limófagos cerca de la superficie del substrato dejan crestas aplanadas con un surco casi imperceptible en el medio producido probablemente por relleno del túnel de alimentación después de que el organismo lo haya abandonado.

Equinoideos

Los equinoideos irregulares marinos, cuando se encuentran en abundante cantidad, están orientados comúnmente con la cara ventral plana (oral) hacia abajo y con la cara dorsal convexa hacia arriba.

Simbolos para representar graficamente el tope y la base de los estratos indicando el criterio en que se ha basado

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CONGLOMERADOS BASALES

RIZADUEAS DIE OLEAJE

Superposición de los Estratos Page 3 of 3

GRIETAS DE CANALES DESECACron

HUELLAS DE FLUJO

-- WTRATIFIcACIO29 CRUZADA

4' —1Y- ESIDLIACION

SUPERFICIN DE SOLUCION

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rSTRATIFICACION GRADADA

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Tasas de Sedimentación Page 1 of 2

Tasas de Sedimentación

Seguro que muchos de vosotros os habéis preguntado ¿cuánto tarda en formarse un estrato? Para responder a esa pregunta veamos algunos conceptos y medidas sobre tasas de sedimentación.

La velocidad o tasa de sedimentación representa el tiempo durante el que ha funcionado un proceso de erosión - deposición; en cuanto dicho proceso se detenga no podemos hablar de velocidad de sedimentación, por lo que sólo puede aplicarse a la génesis de un estrato. La velocidad de sedimentación suele calcularse en la procesos actuales, pues, al no poderse datar con precisión un estrato no puede hacerse fácilmente en materiales antiguos. Aquí es donde entra en juego el actualismo, es decir, la teoría según la cual los procesos actuales ocurren al mismo ritmo que los antiguos.

La medida de las tasas de sedimentación se hace por:

• Observación directa:

o Métodos radiomé

o Medidas de espesores de láminas sedimentarias por procesos de duración conocida.

o Modelos matemáticos con los que se usan distintos parámetros.

• Relación superficial: relaciones cuenca drenada/cuenca sedimentada. Cuanto más alta es la relación menor es el tiempo de relleno.

• Forma y relieve de la cuenca drenada.

• Erosionabilidad del área de las rocas de drenaje.

Algunas tasas son:

http://www.geocities.com/CollegePark/ 1 3 06/tasas.htm 5/7/99

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Tasas de Sedimentación Page 2 of 2

Medio Tasa

Fluvial 1 - 18 cm/año

Lagos 0.3 cm/año

Ambiente Palustre 0.15 - 2 cm/año

Llanura mareal 1- 2 cm/año

Estuarios ' 0.15 - 0.6 cm/año

Deltas 1.5 - 2 cm/año

Golfos 0.1 cm/año

Plataforma continental tasas muy variables

Arrecifes (zona de corales) 1 - 4 mm/año

Arrecifes (zona de algas) 2 -7 mm/año

Arrecife (general) 0.033 - 1.4 cm/año

Zona pelágica 1 mm cada 1.000 años

Turbiditas actuales 0.04 mm/año

Para más información: ARCHE, A (coord.) (1992): "Sedimentología" 2 volúmenes.

Espacio cedido por Ten tu propia Página Web Gratis

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Símbolos de los Pozos Page 1 of 2

Símbolos de los Pozos

Disposiciones del Ministerio de Minas e Hidrocarburos para la preparación de mapas de yacimientos petrolíferos

Leyenda

: LOCALaACION

ESTADO POZO AGUA MEMO CONDENSADO SAS ESTADO PULO

INTERPRETADO 'Ill 411F Oh ':2111

PETROLEO Y AGUA INTERPRETADOS

INTERPRETADO NO COMERCIAL -Al-7- -01- -341r PETROLEO Y AGUA PROBADOS ,..r.

PROBADO :*, II.; PRODUCTOR Di PETROLEO Y AGUA

PROBADO NO COMERCIAL 45- -" ;, , ,,

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PETROLEO PESADO COLORES PRISMACOLOR Oul DEBEN USARSE O ASFALTADO

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Naranja 912 Condensad*

Verde 9Te Perr¿feo Meneen 943 Asfalta Azul 903 Aguo

PETROLEO LIN!!

L PETROLEO LIPAI FALLA NORMAL BLOQUE LEVANTADO

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LIMITE SUR DE RO:J. 'ESPESOR CFR .:.) CONTACTO PEE

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PERFORANDO

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafia Secuencia' Page 1 of 7

INDICE ALFABETICO DE TERMINOS SOBRE ESTRATIGRAFIA SECUENCIAL

Español - Inglés

Versión original en Francés: Carlos Cramez Versión en Castellano: Felipe Audemard M.

Tomado del Glosario de Estratigrafía Secuencial de Felipe Audemard M. Recopilado por Danilo Boscán

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

A Abanicos Submarinos de Talud Abanicos Turbidíticos del Fondo de Cuenca Abisal Acción de las Olas del Mar Agitado Acuñamientos Crestales de Inclinación Creciente Alas de Gaviota Análisis de Sismofacies Aporte de Sedimentos Aprón Arenas de Desbordamiento Areniscas Retrogradación

Principio de la página

Slope Fans Basin Floor Fans Abyssal Average Storm Wave Base Rising Toplaps Gull Wings Seismic Facies Analysis Sediment Supply Apron Outer Bend Splay Sands Retrogressive Sandstones

B

Batial Batial Inferior Batial Medio Batial Superior Batimetría Bisagra Borde de Plataforma

Principio de la página

Bathyal Lower Bathyal Middle Bathyal Upper Bathyal Bathymetry Tectonic Hinge Point Shelf Edge

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafía Secuencial

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Cambio Eustático Cambio Relativo del Nivel del Mar Cañón y Relleno de Cañón Capa Capa Guía Carbonatos de Geometría Oblicua Carbonatos de Geometría Sigmoidal Ciclo Eustático Ciclo Eustático de 1° Orden Ciclo Eustático de 2° Orden Ciclo Eustático de 3° Orden Ciclo Eustático de 4° Orden Ciclo Eustático de 5° Orden Ciclos Eustáticos Clinoformes Configuración de la Cuenca Configuración de Rampa Configuración de Reflexiones Conjunto de Parasecuencia Cronoestratigrafía Cuenca sin Plataforma Cuencas de Bordes Fallados Cuña Crestal Cuña de Máximo Solapamiento Curva de Milankovitch Curva Eustática del Nivel del Mar Curva Hipsométrica

Principio de la página

D Depósitos de Desbordamiento de Canal Depósitos de Nivel Alto Depósitos de Nivel Bajo Desplazamiento hacia la Cuenca Diagrama Cronoestratigráfico Diagramas de Ciclos Globales Diagramas de Geohistoria (Curvas de Subsidencia) Discordancia Discordancia Angular Discordancia Global Discordancia Tipo I Discordancia Tipo II Domicas - Configuración de Reflexiones

Eustatic Change Relative Change of Sea Level Canyon & Canyon Fill Bed Marker Bed Keep-up Carbonate Catch-up Carbonates Sigmoidal Eustatic Cycle First-Order Eustatic Cycle Second-Order Eustatic Cycle Third-Order Eustatic Cycle Fourth-Order Eustatic Cycle Fifth-Order Eustatic Cycle Eustatic Cycles Downlap Surface Basin Setting Ramp Setting Reflection Configuration Parasequence Set Time-Rock Stratigraphy No Shelf Growth Fault Setting Toplap Pogo (Point Of Greatest Onlap) Milankovitch Curve Eustatic Sea Level Curve Hypsometric Curve

Overbank Deposits Highstand Deposits Lowstand Deposits Downward Shift Chronoestratigraphic Chart Global Cycle Chart Geohistory Diagram Uncomformity Enhanced Unconformity Global Unconformity Type I Uncomformity Type II Uncomformity Mounded - Reflection Configuration

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafia Secuencial Page 3 of 7

E Envoltura Pelágica Drape Espacio Disponible Accommodation Espacio Subaéreo Disponible Subaerial Accommodation Estabilidad Eustática Eustatic Stillstand Estratigrafía Secuencial Sequence Stratigraphy Estrato Stratum Estroncioestratigrafía Sr-lsotropic Stratigraphy Eustatismo Eustasy

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F Facies Facies Formación Formation

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G Global Global

Principio de la página

H Hiatus Omission Surface Hiatus de Erosión Erosional Hiatus Hiatus por no Depositación Non-Depositional Hiatus

Principio de la página

1 Intervalo Discordante Synthems

Principio de la página

L

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafia Secuencial Page 4 of 7

Límite de Secuencia Límite Superior de Abanicos Submarinos de Fondo de Cuenca Límite Superior de los Abanicos del Talud

Límite Transgresivo de Tiempo

Límites Estratigráficos Línea de Bahía Litoestratigrafía Litoestratigrafía Litofacies Llanura Fluvial Lutitas de Canal Abandonado

Principio de la página

M Megaciclo Eustático Megasecuencia Montículo Agradante Montículo Caótico Montículo de Derrumbe Montículos de Deslizamiento Montículos Entejados Montículos Truncados

Principio de la página

N Nerítico Nerítico Externo Nerítico Intermedio Nerítico Interno Nivel Alto Nivel Alto Subaéreo Nivel Alto Tardío Nivel Alto Temprano Nivel Bajo Nivel de Base del Oleaje Nivel de Base del Oleaje (Mar tranquilo) Niveles de Base del Oleaje (Mar muy agitado)

Principio de la página

o

Sequence Boundary

Top Basin Floor Fan Surface

Top Slope Fan Surface Time Transgressive Boundary Stratigraphic Boundaries Bayline Lithostratigraphy Rock Stratigraphy Lithofacies Fluvial Plain Abandonment Shales

Eustatic Megacycle Megasequence Sheet Lobe Mound Chaotic Mound Slump Mound Slide Mound Shingled Mound Truncated Mound

Neritic Outer Neritic Middle-Neritic Inner Neritic Highstand Late Highstand Subaerial Complex Late Highstand Prograding Complex Early Highstand Lowstand Wave Base Fair Weather Wave Base Major Storm Wave Base

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Onduladas-Configuración de Reflexiones Oxigenoestratigrafía

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P Paleoprofundidad de Agua Paraciclo Eustático Paralela - Configuración de Reflexiones Parámetros Sísmicos Parasecuencia (Periódicas y/o Episódicas) Perfil de Equilibrio Perfil de Facies Plataforma Continental Plataforma Continental Primera Superficie Transgresiva Prisma de Borde de Plataforma Prisma de Nivel Bajo Superior Prisma Progradante de Nivel Bajo Progradación Progradación Agradante Progradación Oblicua Progradación Sigmoidal Progradación Sigmoidal Progradacional Progradaciones Progradaciones en Tejado Progradaciones Oblicuas (def.) Progradaciones Sigmoidales Punto de Equilibrio

Principio de la página

R Regresión Relleno - Configuración de Reflexiones Relleno de Frente de Talud Retrogradación Retrogradación Retrogradación Ruptura de la Línea de Costa Ruptura de Pendiente Ruptura del Talud Continental

Hummocky Oxygen-Isotopic Stratigraphy

Paleowater Depth Eustatic Paracycle Parallel Reflection Configuration Seismic Parameters Parasequence Equilibrium Profile Facies Tract Drowned Shelf Shelf 1 st Transgressive Surface Shelf Margin Wedge Upper Lowstand Prograding Wedge Lowstand Prograding Wedge Progradation Aggradational Offlap Obligue Offlap Sigmoidal Offlap Stratal Pattern Progradational Reflection Configuration Progradations Shingled Progradations Obligue Progradations Sigmoid Progradations Equilibrium Point

Regression Fill - Reflection Configuration Slope Front Fill Backstepping First Transgressive Surface Retrogradation Shoreline Break Offlap Break Shelf Break

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafia Secuencial

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s Secrón Secuencia Sedimentación Fluvial Sismoestratigrafía Sistema de Nivel Alto Sistema Sedimentario Sistema Sedimentario Sistema Transgresivo Solapamiento Solapamiento Marino Solapamiento Proximal Subsecuencias Subsidencia Subsidencia Tectónica Subsidencia Total Superciclo Eustático Superficie de Enravinamiento Superficie de Estratificación Superficie de Estratificación Discontinuas Superficie de Inundación Marina Superficie Endurecida Superficie Máxima de Inundación Superficies Basales de Progradación Supersecuencia

Principio de la página

T Talud Continental Tasa de Cambio Relativo del Nivel del Mar Teoría de Milankovitch Terminación de los Estratos Transgresión Transparente - Configuración de Reflexiones Turbiditas Amalgamadas Truncamiento Truncamiento Aparente Turbiditas Entejadas de Prisma de Nivel Bajo Turbiditas no Amalgamadas Turbiditas Retrabajadas

Principio de la página

Sechron Sequence Fluvial Deposition Seismic Stratigraphy Highstand System Tract Shelf Margin System Tract Systems Tract Transgressive System Tract Onlap Marine Onlap Proximal Onlap Subsequence Subsidence Tectonic Subsidence Total Subsidence Eustatic Supercycle Ravinement Surface Stratal Surface Stratal Discontinuities Marine Flooding Surface Hardground Maximun Flooding Surface Downlap Surfaces Supersequence

Slope Rate of Relative Sea Level Change Milankovitch Theory Stratal Terminations Transgressions Free - Reflection Configuration Amalgamated Turbidites Truncation Apparent Truncation Shingled Turbidites Unamalgamated Turbidites Winnowed Turbidites

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littp://www.pdv.com/lexico/utilid/secuencial/sec-esp.htm

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Indice Alfabético de Términos sobre Estratigrafia Secuencial Page 7 of 7

Unidad de Progradación Offlap Unidades Aloestratigráficas Allostratigraphic Unit

Principio de la página

y Valles Rejuvenecidos o Valles Encajonados Incised Valley

Principio de la página

z Zona de Paso de Sedimento Sediment By Pass Zone

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Glosario Estratigrático Page 1 of 7

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p. p. 11111111111 1 p.

GLOSARIO ESTRATIGRAFICO

Autor: Tamara Montero Centro de Información Técnica PDVSA - Intevep - Agosto 1997

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

A Aloformación - Alloformation

Unidad aloestratigráfica fundamental que puede subdividirse completa o parcialmente en alomiembros, según el propósito.

Alogrupo - Allogroup Unidad aloestratigráfica formal superior en rango a la aloformación.

Aalomiembro - Allomember Unidad aloestratigráfica formal inferior en rango a la aloformación

Asociación - Suite Unidad litodémica que comprende dos o más litodemos asociados de la misma clase, cuyas características líticas tienen rasgos genéticos comunes, y es de rango superior al litodemo.

Asociación zonal - Assemblage zone Biozona que se caracteriza y diferencia de otros estratos adyacentes por la presencia de tres o más taxones.

Principio de la página

B

Biocorrelación - Biocorrelation Tipo de correlación entre unidades con contenido de fósiles y posición bioestratigráfica similares.

Biohorizonte - Biohorizon Capa delgada superficial de cambio bioestratigráfico o de carácter bioestratigráfico distintivo, de gran valor para la correlación.

Biozona - Biozone Unidad fundamental que puede designar cualquier tipo de unidad bioestratigráfica.

Principio de la página

Capa - Bed Unidad litoestratigráfica formal más pequeña, de origen sedimentario, que puede distinguirse litológicamente de otras. Cuerpo de roca tabular - sedimentaria, ígnea o metamórfica - con rasgos distintivos en composición, textura o estructura del material constituyente, y cuyo espesor alcanza desde un centímetro hasta pocos metros.

Capa guía - Marker bed Unidad litoestratigráfica formal, caracterizada por ser delgada y constituir una roca distintiva que tiene distribución amplia, y puede servir como referencia estratigráfica o para ser trazada a largas distancias.

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Glosario Estratigráfico Page 2 of 7

Capa marcadora Véase Capa guía

Capas - Beds Conjunto de capas contiguas de litología similar.

Ciclotema - Cyclothem Unidad litoestratigráfica informal constituida por secuencias cíclicas o rítmicas de rocas sedimentarias, que se caracterizan por ser repetitivas en la columna estratigráfica.

Complejo - Complex Unidad litodémica que se compone de un conjunto o mezcla de rocas de dos o más clases genéticas, con estructuras que pueden variar de relativamente simples a muy complicadas.

Complejo estructural - Structural complex Complejo que se caracteriza por la presencia de mezclas heterogéneas o cuerpos de rocas perturbadas, originados por procesos tectónicos, y cuyas componentes individuales son muy pequeñas para ser cartografiables.

Complejo volcánico - Volcanic complex Complejo que se caracteriza por la presencia de rocas volcánicas extrusivas, intrusiones relacionadas y productos de meteorización.

Correlación - Correlation Establecimiento de correspondencia en carácter y posición estratigráfica entre dos unidades geológicas.

Correlación litológica véase Litocorrelación

Cronocorrelación - Chronocorrelation Tipo de correlación entre dos unidades en cuanto a edad y posición cronoestratigráfica.

Principio de la página

E Estratificación - (1) Layering (2) Stratification

1. Estructuración o arreglo en capas de una roca determinada.

2. Proceso de arreglo de las rocas sedimentarias, originado por algún cambio en la naturaleza de los materiales que están siendo depositados o en las condiciones del ambiente de sedimentación.

Estratigrafía - Stratigraphy Ciencia derivada de la geología que trata de la descripción de los estratos que forman la corteza terrestre y su organización en unidades distintivas, útiles, reconocibles, sobre la base de sus propiedades o atributos inherentes.

Estrato - Stratum Capa de roca de origen sedimentario, generalmente tabular, que posee determinadas propiedades o atributos que la distinguen de las capas adyacentes por planos de estratificación visibles.

Estratotipo - Stratotype Referencia original o designada, de una unidad estratigráfica o límite estratigráfico, que se identifica como un intervalo o punto específico en una sucesión de estratos, y que constituye el patrón o modelo para definir y reconocer la unidad o límite estratigráfico.

Estratotipo compuesto - Composite-stratotype

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Glosario Estratigráfico Page 3 of 7

Estratotipo de unidad formado por la combinación de determinados intervalos tipo de estratos.

Estratotipo de límite - Boundary stratotype Punto concreto en una sucesión específica de estratos, que sirve de patrón o modelo para definir y reconocer un límite estratigráfico.

Estratotipo de unidad - Unit stratotype Sección tipo de estratos que sirve de patrón de referencia para definir y reconocer una unidad estratigráfica.

Principio de la página

F Facies - Facies

Aspecto, naturaleza o carácter distintivo de los estratos o de ciertos constituyentes, que generalmente refleja sus condiciones ambientales de formación.

Flujo - Flow Unidad litoestratigráfica formal más pequeña, compuesta de rocas volcánicas extrusivas y que se distingue por su textura, composición, orden de superposición, paleomagnetismo u otros criterios objetivos.

Formación - Formation Unidad litoestratigráfica formal fundamental de rango intermedio, que se encuentra constituida por estratos de rocas sedimentarias, ígneas intrusivas o extrusivas, o rocas metamórficas, o asociaciones de éstas.

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G Geosuelo - Geosol

Unidad pedoestratigráfica fundamental que consiste en un perfil geológico de meteorización, caracterizado por ser cartografiable y trazable lateralmente, y poseer una posición estratigráfica consistente.

Grupo - Group Unidad litoestratigráfica formal de rango inmediatamente superior al de una formación, que está conformada, en general, por una sucesión de dos o más formaciones asociadas contiguas con rasgos litológicos importantes en común.

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H Hipoestratotipo - Hypostratotype

Estratotipo subordinado al holoestratotipo, que se establece por medio de un estratotipo determinado, para extender a otras áreas geográficas o a otras facies el conocimiento de una unidad o límite estratigráfico.

Holoestratotipo - Holostratotype Estratotipo original situado dentro del área tipo, designado por el autor de una unidad o límite estratigráfico al establecer dicha unidad o límite.

Horizonte - Horizon Superficie de suelo que constituye un nivel o plano indicativo de una posición determinada, en una

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sucesión estratigráfica.

Horizonte de polaridad inversa - Polarity-reversal horizon Superficie claramente distinguible o cuerpo de roca de un metro o menos, que constituye un intervalo estratigráfico en el cual se registra un cambio en la polaridad magnética.

Horizonte litoestratigráfico Véase Litohorizonte

Horizonte pedológico - Pedologic horizon Capa pedológica casi paralela a la antigua superficie del suelo, con características morfológicas, biológicas, químicas y físicas observables en el terreno que la distinguen de otros horizontes adyacentes.

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1 Interzona estéril - Barren interzone

Intervalo entre biozonas sucesivas que se caracteriza por carecer de fósiles.

Intrazona estéril - Barren intrazone Intervalo estéril de suficiente espesor dentro de las biozonas.

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L Lámina - Lamina

Capa más delgada, con menos de un centímetro de espesor, reconocible en una roca sedimentaria.

Laminación - Lamination Proceso de formación o arreglo de láminas en la corteza terrestre.

Lectoestratotipo - Lectostratotype Estratotipo situado dentro del área tipo, escogido posteriormente a la definición de la unidad o límite estratigráfico, por no existir un estratotipo original adecuadamante designado.

Lengua - Tongue Miembro que se extiende más allá de su cuerpo principal o se acuña dentro de otras formaciones.

Lente - Lens Miembro constituido por roca de aspecto lenticular y de litología diferente a la de la unidad que lo envuelve.

Lentejón Véase Lente

Litocorrelación - Lithocorrelation Tipo de correlación entre unidades de litología y posición estratigráfica similares.

Litodemo - Lithodeme Unidad litodémica fundamental que se caracteriza por ser una roca intrusiva, muy deformada o con alto grado de metamorfismo, con homogeneidad lítica, en general no tabular y carente de estructuras primarias de sedimentación.

Litohorizonte - Lithohorizon Superficie de cambio o carácter litoestratigráfico distintivo, de valor en correlación, que constituye por

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lo general el límite de una unidad litoestratigráfica.

Litozona Véase Zona litoestratigráfica

Localidad tipo - Type locality Localidad geográfica concreta donde está situada, definida o denominada la unidad o el estratotipo de un límite estratigráfico o de cualquier otro carácter estratigráfico.

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M Miembro - Member

Unidad litoestratigráfica formal de rango inmediatamente inferior al de la formación, que forma parte de ésta y presenta caracteres litológicos que la identifican y distinguen de partes adyacentes.

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N Neoestratotipo - Neostratotype

Estratotipo nuevo ubicado fuera de los límites del área tipo original, escogido para reemplazar uno anterior que ha sido destruido o ha perdido su validez.

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o Oppelzona - Oppel zone

Biozona que constituye una asociación o conjunto de taxones seleccionados para indicar una contemporaneidad aproximada, de extensión limitada y, en gran parte, coincidente.

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P Paquete de capas

Véase Capas

Paraestratotipo - Parastratotype Estratotipo suplementario situado dentro del área tipo, empleado en la definición original por el autor, para ayudar a precisar el significado del holoestratotipo.

Pedología - Pedology Disciplina que estudia los suelos, su origen y clasificación.

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Sección de referencia Véase Hipoestratotipo

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Sección tipo Véase Estratotipo

Secuencia - Sequence Sucesión original de capas relacionadas genéticamente, desde la inferior más vieja a la superior más joven, limitada por inconformidades.

Subzona de polaridad - Polarity subzone Unidad inferior a la zona de polaridad en rocas correlativas.

Sucesión de capas Véase Capas

Superasociación - Supersuite Unidad litodémica que puede incluir dos o más asociaciones o complejos relacionados naturalmente entre sí, ya sea en sentido vertical o lateral, y es de rango superior a la asociación.

Supergrupo - Supergroup Unidad litoestratigráfica que abarca varios grupos superpuestos o grupos y formaciones asociados.

Superzona de polaridad - Polarity superzone Agrupación de varias zonas de polaridad.

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u Unidad aloestratigráfica - Allostratigraphic unit

Cuerpo de roca estratiforme cartografiable, de origen sedimentario, que se puede definir e identificar por discontinuidades limitantes.

Unidad bioestratigráfica - Biostratigraphic unit Conjunto de estratos que constituyen una unidad, por su contenido fósil o carácter paleontológico y que, por consiguiente, es posible diferenciar de los estratos adyacentes.

Unidad de polaridad magnética - Magnetopolarity unit Cuerpo de roca que se caracteriza y distingue de las rocas adyacentes por su polaridad magnética remanente.

Unidad estratigráfica - Stratigraphic unit Estrato o conjunto de estratos adyacentes, con determinados caracteres y atributos, que los identifican como unidad en la sucesión estratigráfica.

Unidad litodémica - Lithodemic unit Cuerpo definido de roca, predominantemente intrusivo, con metamorfismo de alto grado o muy deformado, que se distingue y delimita por sus características líticas, y no se ajusta a la ley de Superposición.

Unidad litoestratigráfica - Lithostratigraphic unit Cuerpo de estratos constituido por rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas, o asociaciones de éstas, que se caracterizan por presentar una forma estratificada o tabular, ser consolidadas o no consolidadas, y seguir la ley de Superposición.

Unidad pedoestratigráfica - Pedostratigraphic unit Cuerpo de rocas constituido por uno o más horizontes pedológicos, los cuales descansan en unidades litoestratigráficas, aloestratigráficas o litodémicas, y están cubiertos por una o más unidades litoestratigráficas o aloestratigráficas formalmente definidas.

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Glosario Estratigráfico Page 7 of 7

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z Zona de apogeo - Abundance zone

Biozona que representa, por lo general, la máxima abundancia de alguna especie, género u otro taxón, independientemente de su asociación o rango.

Zona de extensión concurrente - Concurrent range zone Biozona en que coinciden las extensiones estratigráficas de dos taxones.

Zona de extensión de taxón - Taxon range zone Biozona que representa la extensión horizontal y vertical de la presencia de ejemplares de determinado taxón.

Zona de intervalo - Interval zone Intervalo entre dos biohorizontes bioestratigráficos distintivos.

Zona de linaje - Lineage zone Tipo de zona de extensión constituida por un cuerpo de estratos que contiene ejemplares representativos de una línea o dirección de evolución o desarrollo, limitada arriba y abajo por cambios de las características de la línea o dirección.

Zona de polaridad - Polarity zone Unidad de polaridad magnética fundamental, que se caracteriza por la polaridad de su magnetismo y poseer cierta homogeneidad interna.

Zona de transición de polaridad - Polarity transition-zone Cuerpo de roca mayor de un metro que constituye un intervalo estratigráfico en el cual se registra un cambio gradual en la polaridad magnética.

Zona litoestratigráfica - Lithostratigraphic zone Unidad litoestratigráfica informal que puede incluir a la vez una capa, un miembro, una formación y un grupo, o partes de éstos.

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Mineralogía y Petrologí

Al ineralogía

de S uelos

(Mineralogía de arcillas)

INTRODUCCION

Las arcillas en la historia geológica de la Tierra. Historia de la investigación sobre minerales de la arcilla. Líneas actuales. Bibliografia.

I. ESTRUCTURA, CLASIFICACION, PROPIEDADES Y COMPOSICION QUIMICA DE LOS MINERALES DE LA ARCILLA

Estructura básica de los minerales de la arcilla. El problema de las clasificaciones. Tipos de clasificaciones. Grupo de la Caolinita. Grupo de la Serpentina. Grupo de la Pirofilita-Talco. Grupo de las Micas. Grupo de las Esmectitas. Grupo de la Vermiculita. Grupo de las Cloritas. Minerales fibrosos: paligorskita-sepiolita. Minerales interestratificados.

METODOS DE ESTUDIO DE LOS MINERALES DE LA ARCILLA

A) Difracción de Rayos X: identificación, análisis-semicuantitativo, determinación de parámetros cristaloquímicos.

B) Métodos ópticos. Microscopía Electrónica de Barrido y de Transmisión: texturas, microanálisis.

C) Otras técnicas: Espectroscopía de Infrarrojos, Métodos térmicos, Microsonda Electrónica, Microsonda Iónica, Espectrómetro de Masas, Activación Nuclear.

II. FASES MINERALES ASOCIADOS A LOS MINERALES DE LA ARCILLA

Carbonatos. Grupo de la Sílice. Ceolitas. Otros minerales: sulfatos, óxidos e hidróxidos de aluminio y de hierro, feldespatos.

HIJOS MINERALES DE LA ARCILLA EN EL CICLO GEOQUIMICO

A) Sistemas de estabilidad de los minerales de la arcilla. La geoquímica en las series sedimentarias.

B)Cuestiones relacionadas con la geoquímica de las arcillas: ámbito geológico y mecanismos de

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evolución de estos minerales, geoquímica de los elementos constitutivos de las arcillas.

C) Evolución cristaloquímica de los minerales de la arcilla en la alteración superficial.

IV. LOS MINERALES DE LA ARCILLA EN EL ANÁLISIS DE CUENCAS

A) Sedimentos continentales. Las facies siderolíticas y las series detríticas rojas. Los depósitos lacustres. Ejemplos. Sedimentos Marinos. Las series detríticas. Las series margocalizas. La sedimentación química de carácter básico. Los sedimentos glauconíticos. Las facies hipersalinas. Ejemplos

B)Aspectos paleoambientales. Criterios mineralógicos y geoquímicos en correlaciones litoestratigráficas. Geoquímica de isótopos estables y de Tierras Raras: su aplicación al estudio de sedimentos. Reconstrucción de ambientes y fenómenos sedimentarios.

C) El problema de las áreas fuentes de los sedimentos. Factores que condicionan su estudio. El papel de los minerales de la arcilla. Interpretación geológica de los parámetros cristaloquímicos de los minerales de la arcilla.

D) Diagénesis. Definición. Factores fisicoquímicos. Modificaciones químicas, mineralógicas y cristaloquímicas de los minerales de la arcilla durante la diagénesis. El límite sedimentación-diagénesis-muy bajo grado de metamorfismo.

V. APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS MINERALES DE LA ARCILLA

Caracterización de arcillas para su posible utilización industrial. El caolín, las bentonitas, los minerales fibrosos: yacimientos y usos industriales. Las arcillas en la industria cerámica.

VI. MISCELÁNEA

A) Las arcillas y la ingeniería. Características mecánicas de las rocas arcillosas en función de su textura.

B) El papel de los minerales de la arcilla en la problemática ambiental actual. Las formaciones arcillosas en la acumulación de residuos radioactivos.

BIBLIOGRAFIA DE INDOLE GENERAL

* BRINDLEY, G.M. and BROWN, G. (Eds.) (1980) - Crystal structures of clay minerals and their X-ray identification - Mineralogical Society. London, 495 p.

* CAILLERE, S.; HÉNIN, S. et RAUTUREAU, M. (1982). - Minéralogie des argiles: 1 et 2 - Ed. Masson, Paris.

* DIXON, G. et al. (Eds.) (1977) - Minerals in soil environments-Soil Science Soc. of Am.

* FRIPIAT, J.J. (Ed.) (1981) - Advances techniques for clay mineral analysis - Elsevier, 226 p.

* GRIM, R.E. (1968) - Clay mineralogy. McGraw-Hill, New York, 596p.

* MILLOT, G. (1964) - Géologie des argiles - Masson et Cie.,499 p

* NEMECZ, E. (1981) - Clay minerals - Akadémiai Kiadó. Budapest, 547 p.

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Mineralogía de Suelos Page 3 of 5

* LONGSTAFFE, F.J. (Ed.) (1981) - Short Course in Blays and the Resource Geologist - Miner. Assoc. of Canada, 199 p.

Además, en cada parte de la asignatura se recomendará Bibliografía de carácter específico. A título de ejemplo se indican:

Parte III

* VELDE, B. (1985) - Clay Minerals. A Physico-Chemical Explana tion of their Ocurrence - Developments in Sedimentology 40. Elsevier Science Publ., 427 p.

* PEDRO, G. (1981) - Les grands traits de l'évolution cristallochimique des minéraux au cours de l'altération superficielle des roches (Introduction de la cristallochimie á l'étude des phénomenes d'altération) - Rend. Soc. Italiana di Min. e Petr., 37(2), 633-666

Parte IV

* Publicaciones de diversos autores: Chamley, Latouche, Parra, Foscolos, etc.

*FAURE, G. (1977) - Principies of isotope Geology - John Willey and Sons. New York. 464 p.

*PIPER, D.Z. (1974) - Rare earth elements in the sedimentary cycle: a Summay. - Chem. Geology, 14, 285-304.

*SINGER, A. (1984) - The paleoclimatic interpretation of clay minerals in sediments: A review - Earth Science Reviews, 21, 251-293.

*DUNOYER de SEGONZAC, G. (1970) - The transformation of clay mullerais during diagenesis and low-grade metamorphism: A review - Sedimentology, 15, 281-346.

*FREY, M. (1986) - Very low-grade metamorphism of the Alps. An introduction - Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt., 66, 13-27

*POWELL, T.G. et al. (1979) - Diagenesis of organic matter and fine clay minerals: a comparative study - Geoch. Cosm. Acta, 42, 1181-9

*VELDE, B. (1983) - Diagenetic reactions in clays - In: "Sediment diagenesis". Ed. by Parker, A. and Sellwood, B.W. NATO ASI Series, 215-268

CHAMLEY, H. (1989) - Clay Sedimentology- Ed. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. 621pp.

Parte V

* GRIM, R.E. and GÜVEN, N. (1978) - Bentonites: geology, mineralogy, properties and uses -Elsevier, 255 p.

*GALAN, E. y ESPINOSA, J. (1974) - El caolín en España: características, identificación y ensayos cerámicos - Soc. Esp. de Cerámica y Vidrio, 230 p.

*PRETIS, A.; MINICHELLI, D. and RICCIARDIELLO, F. (1987) - Characterization scheme for clay minerals used in the ceramic tile industry - Proc. Int. Clay Conf. 1985 (Denver), 385-390.

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Mineralogía de Suelos Page 4 of 5

* SINGER, A. and GALÁN, E. (Ed.) (1984) - Palygorskite-Sepiolite. Occurrences, genesis and uses - Elsevier, 352 p.

*SOUZA SANTOS, P. (1979) - Conf. 1978 (Oxford), 427-436

Parte VI

Recent developments in applied clay mineralogy - Proc. Int. Clay

*COTECCHIA, V.; FEDERICO, A. e TRIZZINO, R. (1982) - Microtessiture di sedimenti argillosi. Analisis delle tipologie e terminologie, ed applicazioni nel campo della Geotecnia - Geol. Appl. Ing. XVII, 1-34.

*ENEA (1985) - Ruolo dei minerali argillosi nelle problematiche ambientali - Proc. Congreso sobre Energía Ambiental, La Spezia (Italia), 323 p.

*LEE, S.Y. and TANK, R.W. (1985) - Role of clays in the disposal of Nuclear waste: A review - Applied Clay Min. 1, 145-162.

*VENIALE, F. (1982) - Consolidamento e stabilizzazione dei terreni argillosi mediante diffusion di sali (KCI) - Universidad de Pavía.

PROGRAMA DE CLASES PRACTICAS

I.Estudio mineralógico por Difracción de Rayos X de muestras arcillosas:

A) Análisis de la muestra total.

B) Procesos previos a la extracción de las fracciones arcilla y limo. Estudio mineralógico cualitativo y cuantitativo de ambas fracciones. Tratamientos específicos: EG, DMSO, Térmico, SO4H2.

C) Medida de parámetros cristaloquímicos de micas y cloritas.

II.Microscopía Electrónica de Barrido (SEM): estudio de texturas, microanálisis y morfología.

III.Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM): microanálisis, estudio de microintercrecimientos de fases.

Algún ejemplo comentado sobre estudios de Infrarrojos y ATD- ATG

BIBLIOGRAFIA

*FARMER, C.V. (Ed.) (1974) - The infrared sepectra of minerals - Mineralogical Society. Monographs n1 4 - Londres, 539 p.

*FRIPIAT, J.J. (Ed.) (1981) - Advances techniques for clay mineral analysis - Elsevier, New York,226 p.

* GILLOT, J.E. (1968) - Clay in engineering geology - Elsevier, 296 p.

* HEARLE, SPARROW and CROSS (1972) - The use of the Scanning Electron Microscope - Pergamon Press, 278 p.

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Mineralogía de Suelos Page 5 of 5

* HENING, K.H. and STÓRR, M. (1986) - Electron micrographs (TEM, SEM) of clays and clay minerals. Series in Geological Sciences. Akademie - Verlag. Berlín.

* MACKENZIE, R.C. (Ed.) (1970) - Differential thermal analysis, vol. 1 - Academic Press. Londres, 775 p.

* THOREZ, J. (1976) - Practical identification of clay minerals - Ed. G. Lellotte, Dison (Bélgica), 90 p.

* VAN OLPHEN, M. and FRIPIAT, J.J. (1979) - Data handbook for clay materials and other non-metallic minerals - Pergamon Press. Oxford, 346 p.

* ZUSSMAN, J. (Ed.) (1977) - Physical methods in determiantion mineralogy, 20 ed. - Academic Press. New York, 720 p.

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Boletín Espeleógico SECJA, n° 1 GEOLOGÍA DEL KARST DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL ESPELEÓLOGO

Julio Barea Luchena, SECJA

la PARTE: Introducción

Cuando nos adentramos en una cueva o descendemos una sima, varias son las preguntas que nos vienen a la cabeza: ¿ Cómo y cuando se ha formado ?. ¿ Cuál puede ser su desarrollo y profundidad ?.

Actualmente, la Espeleología puede ayudar a dar información, capaz de ofrecer respuestas a estas cuestiones. El espeleólogo moderno, con ayuda de la Geología, con su labor de exploración y toma de datos, aporta la información básica con la que los geólogos pueden desarrollar sus estudios.

Algunos, podrían preguntarse: ¿Para qué hace falta tener conocimientos de Geología en la práctica de la Espeleología?. Si la intención es ser un turista cavernícola, está claro que para muy poco. Sin embargo, si lo que queremos es explorar y descubrir nuevas cavidades, y que nuestros esfuerzos sirvan de algo, deberíamos tener conocimientos, aunque sean básicos, de Geología. Ello nos facilitará la búsqueda, prospectando las zonas más favorables y reduciendo el trabajo de campo. Podremos conocer qué direcciones tomará, con mayor probabilidad, nuestra cavidad, e incluso especular con su posible desarrollo y profundidad. Además, sabremos qué datos son significativos para poder comprender mejor el funcionamiento e historia de nuestra cueva.

Cuestiones previas.

El término karst es original del norte de la antigua Yugoslavia, donde se estudió y definió el fenómeno. Actualmente, éste es aceptado internacionalmente y se emplea para designar procesos similares estudiados en todo el mundo.

Las características más destacables de un karst son:

- Existencia de formas singulares a diversas escalas, producidas por la disolución química por la acción de las aguas, con formación de típicas depresiones cerradas.

- Escaso drenaje superficial, con la casi inexistencia de redes fluviales. Esto es debido al predominio de la infiltración del agua en el terreno y de su circulación subterránea.

- Abundancia de cuevas y simas. Algunas de ellas, funcionan como sumideros de las aguas superficiales, y otras como manantiales con caudales más o menos perennes.

El 10 % de la superficie emergida del planeta, excluido el continente Antártico, está constituido por rocas carbonatadas; es decir, rocas sedimentarias cuyo contenido en carbonatos es superior al 50 %, siendo por lo tanto suceptibles de sufrir procesos de karstificación. Ello pone de manifiesto la importancia del fenómeno y el interés en su estudio.

Factores condicionantes.

Para que los procesos de karstificación puedan producirse, y con ellos la formación de cavidades, se deben cumplir un mínimo de condiciones:

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• Que existan rocas favorables (factor litológico). • Que la estructura geológica sea la adecuada (factor estructural). • Que hayan existido precipitaciones o aportes hídricos (factor climático). • Que el proceso se desarrollase durante el tiempo suficiente (factor temporal).

No cabe duda que éstos, no son los únicos factores que intervienen en el desarrollo del karst, pero sí son los de mayor importancia. A continuación daremos un rápido repaso a cada uno de ellos.

Factor litológico.

La experiencia adquirida como espeleólogos, nos hace buscar cuevas en un determinado tipo de parajes. Esto implica un cierto conocimiento de Geología, ya que sin saberlo, estamos reconociendo y diferenciando distintas litologías.

Los procesos de karstificación, son susceptibles de producirse en lo se conoce como rocas solubles. Pero ¿ qué rocas son solubles y cuáles no lo son ?. Esto puede ser un tanto complejo de contestar, pero se entiende por roca soluble, aquella que puede ser disuelta químicamente por el agua. Sin embargo, aunque si hacemos intervenir entre otros el factor tiempo, rocas que aparentemente son insolubles se convierten en solubles, como es el caso de las cuarcitas de la formación Roraima en Venezuela.

El 29 % del territorio español está formado por rocas propensas a sufrir procesos de kastificación. El espectro litológico es amplio y variable, y se compone principalmente de calizas, dolomías, yesos, anhidritas, conglomerados, areniscas, sal gema. De todas ellas, las más abundantes son las rocas carbonatadas: calizas y dolomías. Citaremos como ejemplos españoles la "caliza de montaña" (Picos de Europa), la "caliza urgoniana" (Montes Vasco-Cantábricos), la "caliza de los cañones" (Larra).

Le siguen en importancia los afloramientos de rocas evaporíticas como yeso y anhidritas. Es el caso del karst de Sorbas (Almeria), Cueva Pedro Fernández (Madrid), Túnel deis Sumidors (Valencia), Cueva Rotgers (Barcelona).

Las otras litologías citadas, también dan lugar a fenómenos kársticos, de importancia relativamente pequeña, aunque de notable interés científico, como el karst en sales de Cardona (Barcelona), la Coya Cuberes en conglomerados, o el Foral del Vent formado en areniscas (Barcelona).

Nos centraremos en el estudio de los afloramientos calizos, que desde el punto de vista espeleológico son los más importantes en España.

Las calizas son rocas de precipitación química o biogénicas, compuestas en su mayoría por esqueletos y conchas de organismos marinos y por barros calcáreos precipitados directamente del agua del mar. Después de sufrir diversos procesos de diagénesis, estos sedimentos se convierten en una roca compacta, de grano muy fino y cuyo color puede variar desde el blanco hasta prácticamente el negro, presentando múltiples tonalidades según sea su composición y los elementos que la forman.

En España, una parte de los afloramientos más importantes de rocas carbonatadas, se formaron en mares someros y cálidos durante el Jurásico y el Cretácico (entre 205 y 65 millones de años). Son excepciones importantes la caliza Carbonífera de Picos y algunos afloramientos Triásicos.

Desde el punto de vista químico, la caliza está compuesta principalmente por carbonato cálcico, Ca CO3, y por restos de sedimentos detríticos, arenas y arcillas principalmente. Cuanto más elevado sea el contenido en carbonato cálcico, más pura será la caliza y por lo tanto mayor posibilidad de karstificación tendrá. Este es un rasgo limitante, ya que si el contenido en Ca CO3 es inferior al 60 %, no se podrán generar cavidades, pues los huecos creados se colmatarán rápidamente por los

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materiales insolubles que contiene la propia roca, como son las arcillas de descalcificación.

Factor estructural.

La Tierra no es un ente inmóvil. La tectónica de placas juega un papel primordial en la formación del relieve. Esto hace que las capas sedimentarias, que originalmente se depositaron horizontalmente, sufran plegamientos, cabalgamientos y fracturaciones. Los movimientos tectónicos, pueden producir duplicaciones de un mismo estrato, caso de los cabalgamientos de los Picos de Europa. Otras veces, los plegamientos producirán elevaciones del relieve, lo que permitirá que tengamos una misma capa abarcando notables amplitudes topográficas. Un ejemplo es el sistema Arañonera, formado a favor de un nivel calcáreo de menos de 200 metros de espesor y que, sin embargo, supera los 1100 metros de desnivel explorado.

De igual forma, la tectónica es la que genera las familias de fallas y de diaclasas que observamos en los macizos kársticos. Los procesos de tensión y descompresión producen fracturas en las rocas, que luego serán aprovechadas por las aguas superficiales, para introducirse en el subsuelo. Con el tiempo se producirá un ensanchamiento progresivo de las mismas, favoreciendo la circulación subterránea, y formando cavidades.

Factor climático

En el mundo existen karsts en todas las latitudes, desde los círculos polares hasta las regiones tropicales. Sin embargo su desarrollo y magnitud no es homogéneo, comentaremos a qué es debido esto. Un rasgo fundamental en la disolución de los carbonatos, es la disponibilidad de agua, y que ésta sea suficientemente agresiva para la roca, o lo que es lo mismo, que contenga anhídrido carbónico (CO2). Estas dos condiciones vienen claramente influenciadas por el clima: de una parte, debido a la cuantía de las precipitaciones, tanto en forma de lluvia como de nieve, y a la temperatura, que puede incrementar el poder de disolución del agua, y por otra, favoreciendo la presencia de una cobertera vegetal de importancia. Como veremos posteriormente, al introducirse el agua en un suelo rico en materia orgánica, su contenido en CO2 aumenta, lo que le permitirá disolver una mayor cantidad de carbonatos. La temperatura juega un papel similar. Cuanto más baja sea, el agua podrá movilizar más CO2, incrementando el contenido en éste gas y por lo tanto aumentando su poder de disolución frente a los carbonatos.

En la siguiente tabla, podemos comparar el anhídrido carbónico (en mg/1) disuelto en agua a diferentes temperaturas según presiones distintas de CO2 en la atmósfera:

CO2/Temp. 0° C 5° C 10°C 15°C 20° C 0,3 % 1 0,84 0,7 0,6 0,52 1 % 34 28 24 20 17

Podemos observar que los karsts más desarrollados se encuentran situados en zonas tropicales húmedas, donde existen grandes selvas y las precipitaciones superan los 4000 mm/año, o en regiones donde en tiempos pasados se dieron ambientes similares.

Los estudios realizados en diversas regiones del planeta, han puesto de manifiesto que la condición fundamental para la formación de un karst es el volumen de las precipitaciones recibidas, primando tanto sobre las temperaturas como sobre el desarrollo de la cobertera vegetal. No debemos olvidar que una cueva no es más que un conducto por el que ha circulado agua.

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Regiones estudiadas

Laponia (1) Larra (1)

Precipitación media anual (mm/año) 7000 2500

Tasa de ablación del karst (mm/1000 año) 400

Papua Nueva Guinea (2) Madagascar (2)

6000

2200

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Para comprobar el importante papel de las precipitaciones, podemos comparar los siguientes datos, en los que la tasa de ablación ha sido calculada experimentalmente utilizando testigos de roca:

(1) "Regiones kársticas con cobertera vegetal poco desarrollada o escasa." (2) "Regiones kásticas con cobertera vegetal muy desarrollada y abundante."

La cobertera vegetal, también influye en el desarrollo del karst, pero lo hace sobre todo en la morfología resultante.

Estos condicionantes son, aunque salvando distancias y a menor escala, extrapolables a España, donde podríamos diferenciar a grandes rasgos dos tipos de karst o regiones kársticas:

• karst de montaña, húmedo (Cornisa Cantábrica, Pirineos,...) • karst mediterráneo, semiárido (Mesetas, Cordillera Ibérica y parte de la cordillera Bética).

Siendo ésta, una división discutible y con algunas excepciones importantes, como es el caso del karst de la sierra de las Nieves, sierras de Líbar y Grazalema (Málaga-Cádiz).

Son conocidos por los espeleólogos, los grandes sistemas de Picos, Asón y Pirineos en general, frente a los karst de las serranías de Cuenca, Almería, Murcia o Mallorca entre otros.

La siguiente tabla pone de manifiesto lo expuesto anteriormente:

Regiones kársticas españolas

Precipitación media anual (mm/año)

Tasa de ablación kárstica (mm/1000años)

Picos de Europa 2000 148 Ribadesella (Asturias) 1400 61 Cueva del Gato (Málaga) 1050 50 Piscarciano (Burgos) 950 45 Alto Turia (Teruel) 650 31 Caliza de los Páramos (Madrid) 500

Factor tiempo.

La geología no podría entenderse ni explicarse, si no hiciésemos intervenir el factor temporal. Puesto que el karst es un fenómeno geológico más, la importancia del tiempo es crucial en su génesis.

Entonces, ¿cuánto tarda una cueva en formarse?. La respuesta es compleja, pues como hemos expuesto anteriormente, depende de múltiples factores. De todas formas, supongamos unas

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condiciones ideales; tomemos una roca calcárea pura, con cierto grado de fracturación y con un clima adecuado que aporte un alto nivel de precipitaciones en forma de agua. La primera fase de karstogénesis sería la generación, desde las zonas de absorción, de una red incipiente de drenaje a través de microfracturas. Esta etapa es larga, llevándose a cabo entre 10.000 y 100.000 años (cifras que varían mucho según los autores que las describen). Progresivamente, algunas de estas microfracturas conseguirán conectar con las zonas de surgencia, favoreciendo a través de ellas el flujo del agua, y sufriendo un notable ensanchamiento. Esta segunda étapa, más rápida puede durar entre 1.000 y 10.000 años. A partir de aquí la formación de cavidades ya es relativamente rápida.

Como se puede apreciar, el proceso de erosión kárstica es relativamente rápido si lo comparamos con los tiempos geológicos. En los cuadros del apartado anterior hemos podido ver tasas de ablación del orden de 400 mm/1000 años. Esto supondría que en un millón de años un macizo de 400 metros de espesor, habría sido totalmente erosionado. Entonces, ¿cómo es posible que estemos explorando zonas donde los procesos de karstificación empezaron a producirse hace varias decenas de millones de años e incluso más?. Esto se debe a que desde que los macizos kársticos quedaron expuestos a la acción de las aguas meteóricas, las condiciones climáticas no se han mantenido constantes. Sufriendo períodos más favorables y otros en los que la karstificación pudo llegar a detenerse. Estos cambios, en muchos casos quedaron reflejados en las cavidades a través de depósitos detríticos y de espeleotemas, en los que es posible realizar dataciones con diversos métodos, y determinar con ello alternancias de diversas condiciones paleoclimáticas, siendo éste un método útil para el estudio del Cuaternario.

En España, existen bellos ejemplos de cómo el tiempo ha permitido el modelado de distintos macizos. El Torcal de Antequera y la Ciudad Encantada de Cuenca, son dos casos de macizos kársticos en un avanzado estado de evolución. De igual forma, gran parte del karst mediterráneo español, presenta antiguas formas, grandes salas y conductos heredados de períodos más húmedos, es el caso de la Cueva de Nerja (Málaga), Cueva de La Galiana (Soria), Cueva del Drach (Mallorca), entre muchas otras que actualmente son cavidades totalmente inactivas o "fósiles".

BIBLIOGRAFíA.

Existe en la actualidad gran cantidad de publicaciones sobre la Geología del karst, tanto de carácter divulgativo como científico. Para ampliar conocimientos y resolver algunas cuestiones, citaremos aquí obras genéricas fácilmente comprensibles por los espeleólogos:

AYALA, F.J.; RODRÍGUEZ, J.M.; DURÁN, J.J.; DEL VAL, J. y RUBIO, J. (1986): Memoria del mapa del karst en España. Instituto Geológico y Minero de España. 66 p. Madrid. CHOPPY, J. (1987): Les roches carbonatées et karstification . Phénoménes karstiques - Serie 41: Le facteur lithologiques. 75 p. Spéléo-Club de Paris. Paris. COLLIGNON, B.(1988): Spéléologie, approches scientifiques . Edisud. 236 p. Aix-en-Provence. DURAN VALSERO, J.J. y LOPEZ MARTINEZ, J. (Ed.) (1989): El karst en España. Monografía Sociedad Española de Geomorfología, 4.414 p. Madrid.

Para consultas relacionadas con los procesos de karstificación y fenómenos asociados, citaremos dos obras de tratamiento más científico:

FORD, D.C. & WILLIAMS P.W. (1989): Karst geomorphology and hydrology . Unwin Hyman. 601 p. London. WHITE, W.B.(1988): Geomorphology and hydrology of karst terrains . Oxford University Press, Inc.464 p.

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Indice Boletín espeleológico SECJA

(Home pape) (SECJA) (Enlaces espeleológicos) (Exploraciones)1Publicaciones)_(Conservación de cavidades) (Geología del karst)(Descenso de cañones (Opinión y denuncias) (Sociedad Bioespeleológica)

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EL PETRÓLEO

EL ORIGEN DEL PETRÓLEO El petróleo se origina de una materia prima formada principalmente por detrito e organismos vivos acuáticos , vegetales y animales , que viven en los mares , las lagunas o las desembocaduras de los ríos y en las cercanías del mar . El petróleo se encuentra solamente en los medios de origen sedimentario . La materia orgánica tras depositarse se va cubriendo por sedimentos, esta materia ya unida se va quedando cada vez a mayor profundidad hasta que se transforma en "hidrocarburos". A medida que los sedimentos se hacen cada vez mas compactos, por efectos la presión se forma la ROCA MADRE. Después mediante fenómenos de "migración", el petróleo comienza a impregnar arenas o rocas más porosas mas permeables (areniscas , calizas fisuradas...) , llamadas ROCAS ALMACEN . En las rocas almacén el petróleo se concentra y permanece en ellas , si encuentra alguna trampa que impida la migración hasta la superficie terrestre donde se oxida y se transforma en vapor o gas .

YACIMIENTOS DE PETRÓLEO El petróleo puede hallarse impregnado en arenas , calizas o areniscas. Han sido descubiertos bastantes yacimientos de petróleo en rocas de muy distintas edades, desde las de la era primera hasta las de mediados de la era terciaria . Por ejemplo , los yacimientos petrolíferos del Sahara pueden encontrase tanto en el "devonico" , como en el "carbonífero" , como en el "triasico". El petróleo se encuentra a menudo situado entre una capa de hidrocarburos gaseosos y una capa de agua salada , aunque muchos de nosotros de manera corriente , nos imaginemos que el petróleo se encuentra dentro de una cavidad, este tipo de bolsada , es por así decirlo excepcional. Los yacimientos están siempre localizados en un punto estructural o en una "anomalía" natural , que permita al petróleo acumularse en la parte alta, y con una capa impermeable como techo , que impida su escape.

PROSPECCIÓN Las prospecciones de petróleo deben iniciarse mediante la búsqueda de una roca sedimentada en—un fondo de bahía , en el mar... esta roca debe ser lo suficiente porosa como para almacenar una cantidad bastante grande de liquido y ser lo bastante impermeable como para que permita la

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circulación del material . Después de todo , esto , lo que tienen que hacer los expertos es localizar las trampas que hayan permitido la concentración del petróleo en puntos determinados de la roca y mantengan unas condiciones hidrodinámicas propicias.

EXPLOTACIÓN

Los pozos de petróleo son perforados por la rotación de una herramienta llamada trepano, este procedimiento llamado perforación rotatoria ha reemplazado casi por completo la antigua perforación (perforación por percusión) . Los procedimientos de perforación submarina han progresado grandemente desde la segunda guerra mundial

REFINADO

Para obtener a la vez productos de características precisas y utilizar de la manera mas rentable posible las diversas fracciones en el petróleo es necesario efectuar una serie de operaciones de tratamiento y transformación de la materia prima , que constituyen , en conjunto , el proceso de refino o refinación de los petróleos crudos. Un análisis de laboratorio proporciona primeramente indicaciones sobre la cantidad y calidad de los -productos acabados que se pueden extraer , una fuerte tensión de vapor revela la presencia de gas , mientras que una densidad y viscosidad elevadas son inicio de una reducida proporción de gasolina . Los ensayos de destilación permiten seguidamente separar y analizar las diferentes fracciones...

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EL TRANSPORTE DEL PETRÓLEO

El transporte del petróleo puede originar problemas muy graves para el medio ambiente puesto que este producto al ser tan denso cuando alcanza a un animal pequeño , indefenso por así decirlo lo mata . Esto es lo que pasa cuando un barco que esta transportando petróleo por el mar se choca o se le empieza a salir el petróleo , mata a millones de peces por que no pueden respirar ni nadar.

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SECTOR HIDROCARBUROS

¿Cuál es el papel de los hidrocarburos en la economía?

Los hidrocarburos - el petróleo, sus derivados, y el gas natural — son importantes para la economía pues son la principal fuente generadora de energía. Más de las tres cuartas partes de la energía empleada en nuestro país provienen del famoso "oro negro".

Utilizamos el petróleo para producir gasolina, para generar electricidad, para producir materiales plásticos, fibras sintéticas, detergentes, cauchos, etc.

A su vez, el gas natural, es un recurso importante por su alto grado de pureza. En el país se encuentra Camisea, el yacimiento de gas natural más grande de latinoamerica.

Exploración y explotación

Cuando el petróleo recién comenzó a explotarse, su búsqueda se realizaba al azar. Aunque actualmente la exploración petrolera se realiza con tecnología moderna y con apoyo de expertos, aún es una tarea complicada pues muchas veces no se encuentra petróleo en todos los pozos explorados. Esto hace que las inversiones en exploración sean grandes y riesgosas. Una vez que se han ubicado algunas zonas petrolíferas se realiza la actividad de perforación. La perforación petrolera es una operación especializada, que a menudo se realiza en lugares de dificil acceso. Por tanto, el tiempo y dinero empleados en la exploración ayudan a ubicar los pozos y reducen al mínimo las pérdidas.

Si el descubrimiento ofrece buenas posibilidades, el yacimiento puede desarrollarse y ponerse en producción. Aunque lo normal es que la producción petrolera se haga en tierra, en los últimos años, la búsqueda y producción de petróleo en el mar ha cobrado importancia.

En el caso de la producción en tierra, cuando la perforación es en zonas alejadas, es necesario construir caminos para llegar a ellas, lo que implica costos de transporte. En el caso de la perforación marítima, la explotación se hace mediante plataformas desde donde se bombea el petróleo submarino. Se estima que casi un tercio del petróleo mundial procede de yacimientos submarinos del Mar del Norte, el Golfo Pérsico y el Golfo de México.

En el Perú, los trabajos de exploración se han realizado básicamente en la costa norte, selva norte y zócalo continental. Actualmente nuestro nivel de reservas se estima en 360 millones de barriles, mientras que en 1986 era de 512 millones de barriles. Esta disminución se debe a los escasos trabajos de exploración y explotación realizados en décadas pasadas: de las 18 cuencas petrolíferas ubicadas en el país, sólo tres han sido exploradas y explotadas. En el caso del gas natural, hasta que se ponga en operación el proyecto de Camisea, la principal zona de extracción actual es el zócalo continental, de donde provienen las dos terceras partes de la producción. Su producción también ha disminuido, pues se obtiene como resultado de la explotación del petróleo crudo.

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¿Qué, cómo y cuánto producimos?

El petróleo en su estado crudo es una mezcla de líquidos y gases. Para obtener los combustibles que conocemos —gasolina, diesel, etc- debe pasar un proceso de refinación. Lo primero que se hace es destilar el crudo para separarlo en sus diversos componentes y librarlo de impurezas. Estos componentes, llamados fracciones, pueden ser ligeros o pesados según sea su calidad. Las fracciones más ligeras —las más demandadas- son el gas de refinería, los gases licuados de petróleo, la gasolina y la nafta, que se usan como combustibles y en la industria química. Las fracciones pesadas son el kerosene y el gas oil, que se utilizan para la calefacción y como combustible de los motores diesel. Para obtener las fracciones ligeras se necesita un proceso de refinación más largo, lo que aumenta el costo de su producción.

Sin embargo, antes de transformar el crudo en derivados, debe trasladarse a la refinería. Cuando la producción es en tierra el crudo se transporta a través de oleoductos. Estos demandan una gran inversión para su construcción, pero los gastos de mantenimiento son relativamente bajos. Si la producción es en mar, por lo general se utilizan tanques flotantes o buque tanques. La inversión en capital para construir un buque tanque es inferior a la que requiere un oleoducto, pero los costos de mantenimiento y mano de obra son altos.

.410- 1111MIA Nit.1011‘ En el Perú, la producción de hidrocarburos no cubre nuestro consumo. En cifras, esto significa que producimos un promedio de 118 mil barriles diarios para un consumo de 146 mil barriles diarios de petróleo y derivados. Por tanto, desde finales de la década del 70, somos importadores de hidrocarburos. Otro motivo para esto es que los derivados que producimos son fracciones pesadas, por lo que pueden usarse en maquinaria industrial y pesada, pero no tienen usos más finos. En 1997, el valor de los hidrocarburos que importamos superó en US$ 370 millones al valor de los hidrocarburos que exportamos.

Perspectivas del sector

Para los próximos años se espera que se cumplan varios compromisos de inversión en exploración y explotación en diversas áreas del país.

En lo que se refiere a exploración, se estima que la inversión alcanzará US$880 millones. Esto significa la exploración de por lo menos 115 pozos, mientras que en el quinquenio 1985-1990 se perforaron sólo 14. La mayor parte de estas inversiones se realizará en la selva sur, donde está ubicado Camisea.

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1988 1987 1988 1 989 1990 1991 1992 1993 1 994 1995 1 996

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La inversión en trabajos de explotación llegará a US$338 millones. De éstos, el 40 por ciento se dirigirá a la selva. Cabe mencionar que si se desarrolla el proyecto de Camisea, el monto invertido superará los tres mil millones de dólares.

Según proyecciones de especialistas, la producción del sector comenzará a crecer en 1999 a una tasa de siete por ciento, como resultado de los trabajos de exploración y explotación que se realizan actualmente. Asimismo, con la ejecución del proyecto de Camisea, se logrará incrementar las exportaciones y disminuir las importaciones del sector, pues el gas natural puede reemplazar al petróleo en muchos de sus usos.

Adicionalmente, se ha calculado que el desarrollo integral de las reservas de Camisea generaría un incremento en los ingresos del gobierno de alrededor de seis mil millones de dólares.

El gas natural y sus beneficios

La explotación del gas natural traerá varios beneficios para el país. Por un lado el gas natural es el combustible fósil más limpio y es más liviano que el aire, por lo que en caso de fuga se dispersa rápidamente en la atmósfera y no contamina ríos ni otras vías acuáticas. Además, sus reservas se calculan en más de once trillones de pies cúbicos. Esto es suficiente para mantener iluminada a Lima por más de un siglo.

Este recurso puede reemplazar al petróleo en muchos de sus usos. Así, por ejemplo, en algunas ciudades ya funcionan autobuses con gas natural. Su principal ventaja es que se eliminan las emisiones de partículas y derivados de azufre y óxidos de nitrógeno, que son los contaminantes más nocivos para nuestra salud. El gas natural se usa también en la maquinaria industrial y en la generación de electricidad.

Sus ventajas económicas son múltiples pues, en algunos casos, requiere menores inversiones y un menor tiempo de espera para recuperar la inversión. Además, el uso del gas natural beneficiará a los consumidores, pues por su menor costo y mayor calidad, permitirá obtener mejores productos a menores precios.

Otro punto importante, es que con el uso del gas natural las empresas peruanas serán más competitivas. Este recurso se puede utilizar en la industria de alimentos, cerámica, vidrio, y otras, lo que tendrá efectos sobre el nivel de producto y empleo.

Auspiciado por:

Shell en el Perú

La compañía Shell tiene, entre sus valores principales, la honestidad, la integridad y el respeto por las personas. Por tanto, sus criterios para tomar decisiones no son sólo económicos, sino que se basan en un compromiso con la salud, la seguridad, y la protección del medio ambiente.

La política de salud se basa en identificar y controlar los riesgos a los que pueden estar expuestos sus trabajadores y en planes de emergencia para prevenir cualquier problema. En el caso de las políticas

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de seguridad, las actividades se supervisan para reducir los riesgos y se trabaja coordinadamente con las autoridades para minimizar los daños por accidentes. En lo que se refiere a la política de medio ambiente, aparte de cumplir con la legislación vigente, se realizan inventarios de los riesgos asociados a las actividades, productos y servicios de las compañías. Además, se han creado programas para remediar los probables casos de contaminación de suelos o aguas subterráneas.

Si desea obtener mayor información puede comunicarse con:

Raúl Andrade Ciudad E-mail: [email protected]

Esperamos haber logrado nuestros objetivos con esta obra, pero sin duda es tu experiencia como lector la que nos permitirá saber si así ha sido. Por eso, nos interesa mucho recibir tus opiniones Y comentarios a la siguiente dirección postal y electrónica:

Instituto Apoyo Parque Rubén Darío 162 Miraflores, Lima 18 - Perú. Teléfonos: (511) 444-6262 Fax: (511) 445-8811 E-mail: [email protected]

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Métodos radimétricos Page 1 of 3

Métodos radimétricos

Los métodos radimétricos de datación geológica se basan en la desintegración radiactiva de un isótopo inestable. Por esta propiedad, el isótopo inestable denominado padre, luego de un cierto período de tiempo se transforma en otro llamado hijo, quepuede ser estable o inestable. Si se determinan las concentraciones de esos dos isótopos, padre e hijo, en la muestra en estudio y se conoce el valor de la constante de desintegración del isótopo original, se puede calcular el tiempo transcurrido desde la formación de esa muestra (edad) hasta el presente.

Actualmente se utilizan en INGEIS los métodos radimétricos de datación geológica: potasio-argón, rubidio-estroncio y carbono-14.

Método potasio-argón

El primero de los métodos citados, se basa en la desintegración radiactiva del isótopo del potasio, 40K, que da como producto final el isótopo del argón, 40Ar. Al ser el potasio un elemento común presente en muchas de las rocas de la corteza terrestre y dada la constante de desintegración de su isótopo radiactivo, este reloj isotópico permite medir edades desde casi 100.000 años (0.1 Ma) a más de 4.500 millones de años, que es la edad aceptada al presente para la formación de nuestro planeta

La posibilidad de datar un amplio espectro de tipos de rocas, con diversidad de composición química y su amplio rango de aplicación, hacen de este metodo una herramienta de alto valor para ubicar en el tiempo las diferentes unidades geológicas de un área, en especial si se lo ayuda con un buen control geológico y petrológico.

Debido a la probable pérdida de argón por difusión gaseosa desde el momento de cristalización de la roca, por procesos geológicos posteriores, las edades obtenidas por este método se consideran como "edad mínima", aunque en gran número de los casos el resultado obtenido corresponde a la de extrusión o de emplazamiento (rocas volcanicas). En otros casos, puede corresponder a la de episodios tectotérmicos o de diagénesis.

ALGUNAS APLICACIONES

GEOLOGIA REGIONAL TECTONICA "- EDAD DE ROCAS ERUPTIVAS EDAD DIAGENESIS ROC

Responsables: Dr. Enrique Linares ([email protected] )

Dr. Héctor A. Ostera ([email protected] )

Método rubidio-estroncio

Se basa en la desintegración radiactiva del isótopo del rubidio, 87Rb, en el isótopo estable del estroncio, 87Sr. Dado que el período de semidesintegración del 87Rb es muy largo, 47.000 millones de años, la cantidad del isótopo hijo formado, 87Sr, en rocas de edad reciente será muy pequeña, por lo que su rango de aplicación es más reducido que el del sistema potasio-argón.

Además, como todas las rocas en el momento de su formación poseen una cierta cantidad de 87Sr-no radigénico (estroncio inicial), es necesario conocer su concentración en la roca para poder determinar con precisión fa

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Métodos radimétricos Page 2 of 3

cantidad de 87Sr-radigénico formado por el decaimiento del 87Rb de la roca. Ese dato y el de la cantidad actual del isótopo padre, 87Rb, permiten precisar el valor de la relación 87Srrad/87Rb y calcular la edad del material en estudio.

Rocas menores de 25-30 Ma son por lo general difíciles de datar; asimismo, en las que poseen alto contenido de estroncio y bajo de rubidio, los errores analíticos son mayores que lo generalmente aceptado. Su rango de edad se ubica por encima de 60 millones de años, con las facilidades existentes al presente.

En la práctica se utiliza el método conocido como "isocrona rubidio/estroncio", para lo que es necesario contar con por lo menos cuatro muestras cogenéticas de un mismo afloramiento y que tengan diferente valor de la relación Rb/Sr. La selección de las muestras para la construcción del diagrama isocronico se efectúa mediante el análisis químico de Rb y Sr del conjunto de muestras a analizar por medio de espectrometría de fluorescencia de rayos-X.

ALGUNAS APLICACIONES

GEOLOGIA REGIONAL " EDAD DE ROCAS ERUPTIVAS * EDAD DE ROCAS METAMORFICAS ED

Responsables: Dr. Enrique Linares ([email protected] )

Lic. Mariana C. Cagnoni ([email protected] )

Determinación de la relación inicial g7-Sr/Sr

La determinación del valor de esta relación en una roca es muy utilizada para obtener información acerca de su origen y de los procesos geológicos a la que ha estado sujeta desde el momento de su formación.

Su utilización se basa en el hecho de que durante la historia geológica de la Tierra, la cantidad de 87Sr se ha incrementado, ya que al 87Sr inicial, presente al momento de la formación de la primera corteza terrestre, se ha añadido el 87Sr-radigénico producido por la desintegración radiactiva del 87Rb.

Asimismo y dadas las propiedades geoquímicas del rubidio y del estroncio, las rocas de la corteza continental están enriquecidas en rubidio, por lo cual las relaciones Rb/Sr son mayores en las rocas corticales que en el Manto Superior y además, porque con el transcurso del tiempo y por las razones antes señaladas, se han enriquecido en 87Sr. Las rocas formadas por fusión o asimilación de materiales corticales tendrán por lo tanto, relaciones 87Sr/86Sr mayores que las derivadas del Manto. Por otra parte, el valor de esa relación depende del ambiente magmático del cual la roca deriva.

Los valores de esta relación se utilizan en estudios petrológicos.geoquímicos y tectónicos. Se pueden obtener a partir del valor de la relación inicial hallado en una isocrona o se pueden determinar analizando rocas ricas en estroncio y pobres en rubidio, como en el caso de rocas volcánicas básicas recientes.

ALGUNAS APLICACIONES

FUENTE DE ORIGEN DE LAS ROCAS * ESTUDIOS DE SECUENCIAS CARBONATICAS " EDAD DIA

Responsable: Lic. Mariana C. Cagnoni (marianalingeis.uba.ar)

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Métodos radimétricos Page 3 of 3

Método carbono-14

La determinación de edades radimétricas por el método de carbono-14 o radiocarbono, es la principal metodología existente para la datación de materiales orgánicos portadores de carbono, cuya antigüedad esté comprendida entre casi el presente y 40.000-50.000 años atrás.

Se basa en la existencia natural del isótopo radiactivo del carbono, 14C, que es producido en la alta atmósfera continuamente y que al oxidarse rápidamente en CO 2, ingresa en el circuito fotosintético de las plantas, transmitiéndose a través de las cadenas ti -Micas a los otros organismos, siendo además incorporado en la hidrosfera.

De esa manera en todos los seres vivos y durante su vida, existe una cierta proporción de este isótopo; en forma general puede decirse que la cantidad de carbono-14 que existe en la materia orgánica es proporcional a la concentración de carbono total. Cuando el organismo muere, ese equilibrio secular existente entre él y el flujo de carbono-14 de la atmósfera se interrumpe.

Por lo tanto, gradualmente y de acuerdo al período de semidesintevación del 14C (5.730 años), la concentración de ese isótopo disminuirá debido al decaimiento radiactivo. Si se mide la cantidad de carbono-14 remanente en la muestra en estudio, se puede determinar el tiempo transcurrido desde la muerte de ese organismo hasta el presente.

El rango de edad en que puede ser utilizado, según las técnicas en uso, oscilan entre pocos años y 100.000 años. En INGEIS el rango se halla entre 200-250 y 40.000 años.

ALGUNAS APLICACIONES

ARQUEOLOGIA ANTROPOLOGIA " GEOLOGIA DEL CUATERNARIO " OCEANOGRAFIA " EDA

Responsable: Lic. Roberto R. Cordero ([email protected])

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Otros métodos en uso Page 1 of 1

Otros métodos en uso

Además de los señalado, en INGEIS se aplican otras metodologías entre las que pueden mencionarse:

• Identificación de sustancias cristalinas por difracción de rayos-X, incluyéndose la clasificación de arcillas

• Análisis químicos por elementos mayoritarios, minoritarios y trazas en rocas por medio de espectrometría de fluorescencia de rayos-X

• Molienda y preparación de muestras para su análisis; separación y concentración de minerales a escala laboratorio.

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Isótopos Ambientales Page 1 of 1

Isótopos Ambientales

La determinación de la composición isotópica de algunos elementos livianos constituyentes de diversos materiales naturales, como ser aguas, petróleos, carbones, rocas, minerales, etc., puede brindar información de suma utilidad en estudios hidrológicos, hidrogeológicos, de geología de yacimientos minerales, del cambio global y de paleodietas, como así también en estudios biológicos, de diagnóstico médico y en la adulteración de alimentos.

Los avances alcanzados en las metodologías utilizadas permiten actualmente la medición precisa de las relaciones isotópicas de los elementos livianos.

Los isótopos estables de un cierto elemento poseen ligeras diferencias en sus propiedades físicas y en mucho menor medida en sus propiedades químicas. Al ser sometidos en la Naturaleza a procesos fisicoquímicos, se producirán redistribuciones de los mismos entre las sustancias o fases intervinientes; ese mecanismo se conoce con el nombre de fraccionamiento isotópico.

Si se determina la extensión de ese fraccionamiento, se puede obtener información de sumo valor acerca de los procesos que le dieron origen. Asimismo, se puede inferir la temperatura a la que se produjo el proceso geológico y en menor medida su presión.

En Hidrología e Hidrogeología permiten, en casos favorables, la determinación de áreas de recarga, altura de la recarga, origen de las aguas que aportan a una cuenca, causas de la salinización y mecanismos de recarga, evapotranspiración en la zona no saturada y el balance hídrico de reservorios superficiales, como lagos, diques y embalses. Asimismo, en los campos geotérmicos tienen utilidad como geotermómetros, indicadores del origen de la recarga, así como la diferenciación entre aguas meteóricas y juveniles.

En INGEIS al presente se puede determinar la composición isotópica en diferentes materiales por medio de lo isótopos del hidrógeno, carbono, oxígeno y azufre.

ALGUNAS APLICACIONES

HIDROLOGIA * HIDROGEOLOGIA " GEOTERMIA * SEDIMENTOS CARBONATICOS Y DE SULFA

Responsable: Dr. Héctor O. Panarello ([email protected])

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OTRAS ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO PARA MEJORAR LA PRODUCCION.. Page 1 of 2

OTRAS ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO PARA MEJORAR LA PRODUCCION PETROLERA

La recuperación mejorada de crudo por microorganismos (MEOR), es un tratamiento biológico que está siendo rápidamente aceptado como un buen método para incrementar al máximo la producción de petróleo. Para-BacTM puede eliminar el daño de formación producido por la parafina que se deposita en las cercanías del pozo, logrando mejorar la permeabilidad e incrementar el potencial del pozo. Los cambios favorables que se observan en la características del flujo, como la reducción de la viscosidad y el aumento de volátiles, son otros de los efectos que el tratamiento bacteriano produce, obteniendo como resultado una mayor producción.

Los productos Para-Bac para el control de las incrustaciones y corrosión emplean diversas sustancias microbianas que tienen actividad anti-corrosiva, anti-precipitación y tenso-activas. Nuestras bacterias ofrecen las mismas propiedades, pero no los riesgo s de los productos químicos convencionales que se utilizan como anti-incrustantes y anti-corrosivos.

Con el uso de soluciones microbianas adecuadas, las operaciones de inyección con agua pueden lograr un aumento en el flujo con menor presión. Las bacterias ofrecen también un amplio potencial para el mejoramiento de la eficacia de barrido, ya que movilizan el petróleo residual a medida que se desplazan a través del yacimiento.

En la producción petrolera es muy frecuente el problema de emulsiones estables, sedimentos y precipitados en los tanques de almacenamiento. Los productos Para-Bac( han tenido mucho éxito en el perfeccionamiento de la separación del agua y el petróleo, como también en la solubilización de precipitados. Este tratamiento no requiere de la entrada al tanque por parte del personal y reduce la necesidad de calor, de productos químicos y de centrifugación.

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La evaluación previa al tratamiento es fundamental para determinar ciertas aplicaciones microbianas. Micro-Bac ofrece el más amplio apoyo técnico de laboratorio y asistencia investigativa disponible para la industria petrolera en el campo de las aplicaciones biológicas. Dentro de nuestras posibilidades se encuentran: cromatografia gaseosa o líquida, viscosidad, tensión interfacial y de superficie, punto de rocío y escurrimiento, y análisis de agua. Nuestro laboratorio también está en condiciones de ofrece r estudios microbiológicos que requieran condi-ciones anaeróbicas.

Los ingenieros petroquímicos de Micro-Bac y los técnicos de campo están disponibles para proporcionar aseso-ramiento sobre la selección de pozos, diseño de programas de tratamiento y capacitación sobre la aplicación del producto en cualquier parte del mundo.

El tratamiento de un pozo implica una evaluación previa con revisión de datos muy completa: condiciones de yacimiento, incluyendo la temperatura y la presión de fondo; propiedades físicas de los fluidos producidos, tales como el contenido de parafina, cloruros y H 2S; y las características del diseño mecánico tanto de la superficie como del fondo del pozo. Los productos Para-Bac se utilizan en todo tipo de formaciones, con mecanismos de producción natural o artificial.

Uno de los beneficios adicionales de la línea Para-Bac es la comodidad del manejo del producto. No se requiere de procedimientos especiales, ni existen problemas de contaminación por derrames del producto. Con los tratamientos por lotes, los tambores se retiran del lugar, lo que mejora las condiciones laborales.

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CSIC / CICYT EL HESPÉRIDES ESTUDIA UN GIGANTESCO VALLE SUBMARINO EN EL ATLÁNTICO ECUATORIAL

La expedición científica del buque oceanográfico español Hespérides se ha topado con un gigantesco valle submarino al este del archipiélago de las Barbados, con montañas de más de mil metros y un canal mediocénico de mil kilómetros.

Investigadores españoles que participan en la campaña de geología marina a bordo del buque oceanográfico Hespérides, actualmente en aguas del Atlántico Ecuatorial, han descubierto al este de Barbados montañas submarinas de hasta 1.000 metros de altitud y grandes fallas tectónicas sobre el curso de un gigantesco valle submarino. Las campañas están coordinadas y financiadas por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología [CICYT].

El canal de Vidal

El equipo dirigido por Jesús Baraza, del Instituto de Ciencias del Mar del Consejo Superior de Investigaciones Científicas [CS1C], estudia la evolución geológica del Canal Medioceánico de Vidal, uno de los mayores del Atlántico con unos 1,000 kilómetros de longitud, hasta 8 kilómetros de anchura y 250 metros de relieve.

El proyecto que finalizará en Fortaleza [Brasil] el próximo 5 de noviembre, tiene como objetivo ampliar los conocimientos sobre la historia geológica del canal a fin de obtener leyes generales válidas para conocer y predecir la historia geológica de este tipo de estructuras en cualquier lugar del mundo. Además del evidente interés práctico de estas zonas en las que se generan importantes actividades sísmicas y volcánicas, conviene destacar que los canales y estructuras asociadas, de tipo sedimentario, tienen una gran potencialidad como fuente de recursos naturales, principalmente hidrocarburos.

Hasta el momento, los datos obtenidos con las sondas geológicas del buque han revelado con detalle el trazado de los das tercios finales del Canal de Vida entre 5.500 y 6.000 metros de profundidad, comprobándose que presenta signos de actividad reciente. El trazado muestra un cauce sinuoso que se ve afectado por lo cambios de curso debidos a la presencia de montañas submarinas y de grandes fallas tectónicas, que corresponden a las cicatrices causadas por la apertura del Atlántico a lo largo de la Dorsal Medioceánica

Flujos de lodo

Por este Canal Medioceánico circulan flujos de lodo procedentes de avalanchas originadas en el sistema profundo del río Amazonas y probablemente también del río Orinoco, cuyas desembocaduras se encuentran separadas entre sí unos 1.000 kilómetros. El equipo de Jesús Baraza investiga la posible conexión de ambos sistemas en una llanura abisal a 5.400 metros de profundidad en el Atlántico De confirmarse este hecho, sería la primera vez que se demuestra una conexión de tipo similar.

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La demostración de la existencia de procesos sedimentarios activos en esta zona tiene grandes implicaciones paleoceanográficas, relacionadas con la circulación general a nivel del océano Atlántico y con la evolución climática en la Tierra durante los últimos millones de años El estudio tiene también un especial interés medioambiental porque se podrá investigar el posible impacto de vertido en estas áreas de materiales contaminantes y radiactivos durante las últimas décadas.

Más información S.E. Universidades, Investigación y Desarrollo [MEC] [email protected]

[30 de octubre de 19971

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Medio ambiente

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Segundo Coloquio sobre Investigaciones en el Golfo de California Resúmenes

Geoquimica y Procesos Sedimentarios

Biogeoquímica de los elementos traza en el Golfo de California: La necesidad de los estudios modernos y de la cooperación científica

Evgueny Shumilin y Diana Escobedo Urias Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR-IPN), Playa El Conchalito, Apdo postal 592, La Paz, Baja California Sur, 23000, México

Resumen El Golfo de California es un ambiente marino muy atractivo e interesante para los estudios de los ciclos biogeoquímicos de los elementos y sus perturbaciones en el enfoque del proyecto Interacción Tierra-Océano en la Zona Costera (LOICZ) del Programa Internacional Geósfera- Biósfera. Tiene muchos rasgos especiales tales como la actividad hidrotermal en la cuenca de Guaymas, la existencia de muchas fallas y fracturas tectónicas activas, el clima árido en mayor parte de las cuencas de drenaje terrestre, una diferencia grande entre las costas este y oeste en el tamaño del aporte terrestre y en la composición de las rocas, los cambios ambientales en el alto Golfo debidos al impacto antropogénico sobre el Río Colorado y su delta; las surgencias de las aguas y otras fenómenos hidrológicos relacionados con los eventos "El Niño" en una parte adyacente del Océano Pacífico, alta productividad biológica y biosedimentación en gran parte del Golfo y sus bahías. Debido a la falta general de estudios geoquímicos marinos en México este aspecto importante no ha sido estudiado en extenso ni sistemáticamente. Para desarrollar el conocimiento relacionado con el tema, el CICIMAR ha iniciado recientemente los estudios del destino de los elementos traza en la zona costera de Baja California Sur con atención especial a las bahías semicerradas de la parte suroeste del Golfo de California. Los datos ya obtenidos mediante la aplicación del método de análisis con la activación neutrónica permiten tener una idea preliminar de los niveles de contenido y de las distribuciones espaciales de elementos K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Fe, Cr, Co, Sc, La y otros del grupo de las tierras raras, Sb, As, Zr, Hf, Th y U en los sedimentos superficiales de Bahía Concepción , Laguna de La Paz, así como de las distribuciones verticales de estos elementos en algunos núcleos de los sedimentos obtenidos en las cercanías de los abanico-deltas de Santa Rosalía, Loreto, El Coyote y San Juan de La Costa. Las concentraciones de los elementos traza, Cr, As y Sb, los elementos ligeros del grupo de las tierras raras, asociadas a las descargas antropogénicas son típicos de los sedimentos marinos de las áreas vírgenes. La existencia de anomalías geoquímicas refleja el carácter heterogéneo de la composición litológica y mineralógica de los sedimentos y está relacionada con la diferente contribución de los materiales terrígenos y biogénicos. Por ejemplo,los sedimentos superficiales del área adyacente a la playa Santispac en Bahía Concepción están enriquecidos en Ca, Sr y U y empobrecidos en Cr, Co, Sb, La, Ce,Eu, Zr, Hf y Th debido a la prevalencia de los carbonatos biogénicos, hasta 98 % de CaCO3. Al contrario, el área de Bahía Concepción adyacente a la costa oriental está caracterizada por el enriquecimiento relativo de los sedimentos superficiales en Co, Se y As , y otros elementos usualmente incluidos en la composición de los minerales pesados, abundantes en la costa caracterizada por las rocas volcánicas y metamórficas. El enriquecimento de algunas muestras de los sedimentos en Fe, hasta 24 % y en As ( 25.1 ppm, 46.8 ppm) puede ser causada por el aporte de los fragmentos de las rocas relacionados con la mineralización antigua de Fe-oxihidróxidos y fosforitas en la cuenca de drenaje terrestre.

Las peculiaridades del proceso de acumulación de los elementos traza en los sedimentos de las zonas del Golfo de California adyacentes a los abanico-deltas dependen considerablemente de las características del área de drenaje terrestre y del ambiente marino . Anomalías positivas del contenido de Eu en relación a otros elementos del grupo de tierras raras muestran la posibilidad de la influencia de las fuentes hidrotermales de la cuenca de Guaymas sobre la composición del material sedimentario en las cercanías de Santa Rosalía y Loreto. Variaciones considerables de las distribuciones verticales de los contenidos de los elementos traza en los sedimentos laminados de los núcleos, obtenidos al frente de El Coyote y San Juan de La Costa , así como la existencia de unos mínimos del contenido de Eu en los sedimentos , normalizado con la lutita, pueden ser causados por aportes episódicos en avalancha del material terrígeno empobrecido en Eu durante actividad hidrotermal antigua o cambios periódicos de las condiciones de la depositación del material sedimentario biogénico en Bahía de La Paz.

El extender los estudios biogeoquímicos a otras partes del Golfo de California , especialmente a las áreas adyacentes al delta del Río Colorado, a los estuarios de los ríos y las bahías de la costa oriental debido a que son fuertemente impactados antropogénicamente por la aplicación de grandes cantidades de

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agroquímicos en su extensa zona agrícola (Topolopampo etc), así como a la cuenca de Guaymas conocida por sus fuentes hidrotermales es necesaria y exige la cooperación urgente de los especialistas relacionados.

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Recuperación Asistida de Petróleo

Introducción

La recuperación asistida es generalmente considerada como la tercer o última etapa de la secuencia de procesamiento del petróleo, en ciertos casos se la considera como una producción terciaria. El primer paso o etapa inicial del procesamiento del petróleo comienza con el descubrimiento del yacimiento, utilizando los mismo recursos que la naturaleza provee para facilitar la extracción y la salida del crudo a la superficie (generalmente se utiliza la expansión de los componentes volátiles y/o el pumping o bombeo forzado para removerlo hacia la superficie. Cuando se produce una considerable disminución de esta energía, la producción declina y se ingresa en la etapa secundaria donde energía adicional es administrada al reservorio por inyección de agua. Cuando la inyección de agua deja de ser efectiva por la evaluación entre una pequeña extracción de crudo y un elevado costo de la operación, se considera de mayor provecho el tratamiento del pozo. Se inicia en este punto el tratamiento terciario o recuperación asistida del pozo de petróleo. El pozo se encuentra en la etapa final de su historia utilizable y por lo tanto se comienza a entregarle al mismo energía química y térmica con el fin de aprovecharlo y recuperar al máximo la producción. Actualmente el desarrollo de la técnica de recuperación permite aplicar este método en cualquier momento de la historia útil del pozo, siempre y cuando sea obvia la necesidad de estimular la producción.

El total de la producción de petróleo, combinando el proceso o etapa primaria y secundaria es del orden del 40 % respecto dela cantidad original de materia prima en el lugar. Por eso, la recuperación asistida es de trascendental importancia en el trabajo con el pozo para aprovechar al máximo el rendimiento económico y útil del mismo.

Antes de iniciar la recuperación asistida, el operador debe recoger tanta información como le sea posible acerca del pozo y del estatus y de las condiciones de saturación del reservorio. Este estudio se realiza mediante ensayos que involucran técnicas analíticas y geológicas acerca de la morfología del terreno. Toda esta cadena de información fundamenta las bases racionales para la predicción de reservas recuperables de petróleo mediante las distintas técnicas que puede involucrar una recuperación asistida. Los procedimiento de recuperación involucran la inyección de compuestos químicos disueltos en agua, inyección de gases miscibles en alternación con las aplicaciones de agua, la inyección de las denominadas micellar solutions (que son microemulsiones compuestas por sulfactantes, alcoholes y aceites crudos.), la inyección de vapor, y la combustión in-situ.

Quizás el dato más crítico acerca de la recuperación asistida es la saturación de los reservorios de petróleo. El inversionista debe evaluar la recuperación estimable de petróleo por aplicación de la recuperación asistida en función de los gastos que se generaran a consecuencia de la implantación de esta técnica, o de los estudios que se deben realizar, o de los equipos nuevos que se deben adaptar a las instalaciones existentes. La elección del proceso también se halla relacionada con la cantidad de petróleo que se estima en el lugar, la profundidad del reservorio, la viscosidad del crudo, etcétera. Consecuentemente, numerosos métodos de recuperación han sido descubiertos recientemente para la

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mejor adaptación a las necesidades y requerimientos del reservorio saturado.

El procedimiento químico general de una recuperación asistida se ilustra en la figura 1.1, utilizando el método específico de polímeros alcalinos. Por lo general , la introducción de productos químicos a un pozo se encuentra precedidas por un preflush (esto consiste en la inyección de agua de baja salinidad o de contenidos salinos determinados por adición a la misma de cantidades específicas.) para producir un buffer acuoso compatible entre el reservorio de alta salinidad y las soluciones químicas, las cuales pueden ser adversamente afectadas por las sales en solución. Los aditivos químicos son del tipo de detergentes (generalmente petróleosulfonados.), polímeros orgánicos (para incrementar la eficacia del removido en un reservorio heterogéneo.) y micellar solutions. La solución alcalina u otras soluciones son inyectadas luego de que se halla realizado el preflush del pozo. Dicha inyección se halla proseguida por la inyección de una solución de polímeros ( usualmente un poliacrilamida o polisacárido) para incrementar la viscosidad del fluido, ganar espacio y minimizar pérdidas por dilución o channeling. Finalmente, la salinidad del agua adicionada que siga a la inyección del polímero es aumentada respecto de la concentración normal que caracterizan a los fluidos petroquímicos.

Otro tipo de recuperación asistida de reservorio saturado, consiste en la inyección de gas y desplazamiento del crudo por soluciones miscibles como se observa en la figura 1.2. La adición de dióxido de carbono es una de las técnicas más utilizadas en las instalaciones de recuperación en la actualidad. El mecanismo principal para la movilización del petróleo por gases miscibles son:

• Disminución de la viscosidad del fluido hasta solubilización del gas en el crudo, • y aumento del volumen de la fase oleica.

La solución de dióxido de carbono, la cual es altamente soluble en el petróleo crudo cuando se aplica a alta presión, provoca una apreciable ondulación del petróleo. Tres tipos de inyección de dióxido de carbono han sido descubiertas y aplicadas: 1) Inyección del gas en porciones seguidas de la adición de agua, como se ilustra en la figura 1.2; 2) inyección de agua saturada con el dióxido de carbono; y finalmente, 3) inyección del gas a presión elevada.

Diversas técnicas han emergido de métodos térmicos de recuperación asistida y la elección de uno u otro depende de la evaluación del reservorio y de la economía. Los procedimientos térmicos, son especialmente utilizados en la recuperación de crudos pesados, del orden API°< 20.

Steam Flooding (tratamiento con vapor).

Como se ilustra en la figura 1.3, es un proceso simple en un comienzo. El vapor es generado en la superficie e inyectado por la cañería principal de manera que el contenido del pozo se disipe hacia cañerías laterales y emerja a la superficie. Este método se basa en una combinación de condiciones térmicas, reducción de la viscosidad del fluido y presión (la presión con que el fluido es disipado hacia los conductos periféricos.). El mecanismo del desplazamiento del petróleo es una combinación de cambios físicos interaccionantes, tales como la reducción de la viscosidad y la destilación del vapor, la cual puede ser visualizada por el avance separado frontal como se muestra en la figura 1.3. un esfuerzo considerable es requerido para tratar al agua hirviente y a los gases resultantes de la combustión del crudo procesado, que frecuentemente contiene compuestos de nitrógeno y sulfuros.

Una segunda técnica de recuperación asistida es ilustrada en la figura 1-4. Esta se basa en un simple pozo de inyección y un pozo de producción o extracción. En el primero, el se inyecta vapor permitiendo que se transfiera calor a las proximidades del depósito, que anteriormente poseía una buena producción el petróleo, antes que se comience a bombear. El bombeado se realiza hasta que la producción decline debajo de un nivel aceptable, en este momento se debe repetir el ciclo de

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inyección de vapor.

El tercer método de recuperación asistida requiere una ignición in-situ del deposito de petróleo manteniendo un frente de combustión mediante la inyección de aire u oxigeno. Muchas zonas diferentes experimentan con las reservas como se muestra en la figura 1-5. Este mecanismo es complejo, pero el frente de combustión ( y la producción de petróleo) produce una ordenada manera de forzar fuera de él una mezcla de gases de combustión, vapor, agua caliente, y petróleo movilizado. El proceso puede llevarse a cabo hasta que el frente de combustión se ha extendido en un radio tan grande desde el pozo de inyección de aire, que continuar con la inyección de aire no es más técnica o económicamente factible.

Estos, métodos de recuperación asistida implican el uso de una de las muchas técnicas que se probaron para averiguar si eran técnicamente factibles. Ningún método de recuperación asistida es tan general, sin embargo, estos pueden ser utilizados en cualquier situación.

La evidencia de un origen biogenetico del petróleo resta fuerza a el análisis de los diferentes petróleos, los cuales son grandes mezclas de hidrocarburos que contienen compuestos del nitrógeno, azufre y oxigeno en cantidades variadas que dependen del origen del petróleo.

Consecuencias ambientales del uso de la recuperación asistida

El uso de aditivos químicos y combustibles en los pozos petrolíferos introdujo una nueva dimensión de consecuencias ambientales. La recuperación asistida requiere de un gran numero de compuestos químicos en los pozos petrolíferos, los cuales en muchos casos están en las cercanías de una zona poblada o en zonas de campos y granjas. Los problemas ambientales llegan debido a que una gran cantidad de productos químicos, como los detergentes, bases, polímeros orgánicos, alcoholes entre otros, deben ser almacenados y utilizados en un área relativamente pequeña. Las nuevas reglamentaciones acerca le la contaminación del aire, agua, y tierra, y los nuevos controles y regulaciones, son más contemplativas que las utilizadas en caso de una técnica de recuperación primaria o secundaria.

La polución del aire causada por el uso continuo de métodos térmicos para la recuperación de petróleo en las cercanías de una población poseen una reglamentación especifica que restringe las cantidades de óxidos de azufre y nitrógeno y los hidrocarburos que pueden ser liberados. Esto tubo un gran impacto económico en los métodos térmicos de recuperación asistida ya que el tratamiento o recuperación de los efluentes es necesario en todos los casos.

Cuando químicos líquidos o gaseosos son inyectados bajo tierra para la recuperación, son necesarios controles para eliminar las emisiones de vapores de los depósitos y los bombeadores. También deben considerarse los químicos inyectados como una potencial fuente de contaminación de el agua de las napas subterráneas que pueden tener comunicación con el deposito de petróleo, debido a fracturas, grietas, pozos abandonados, cementación incompleta, etc. Por lo tanto cada técnica de recuperación asistida lleva con sigo como carga el cuidado del medio ambiente.

Inundación por polímeros

La inundación por polímeros consiste en agregar polímeros al agua subterránea, para hacer decrecer su movilidad. El resultado es un incremento en su viscosidad y a la vez decrece la permeabilidad de la fase acuosa que ocurre con algunos polímeros, causa una de su baja el radio de movilidad. Esta baja incrementa la eficiencia de la inundación a través de un aumento de la eficiencia de recuperación

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y una disminución de la zona de saturación de petróleo. La irreversible saturación del petróleo no decrece hasta que la saturación del petróleo lo haga. La mayor eficiencia en la recuperación constituye el incentivo económico para la utilización de inundación por polímeros, generalmente, la inundación por polímeros puede ser económicamente viable únicamente cuando el radio de movilidad de las aguas subterráneas es grande, el reservorio es altamente heterogéneo o una combinación de los mismos.

Los polímeros pueden ser usados en la producción de petróleo de tres maneras:

• En tratamientos en pozos cercanos para mejorar la performance de los inyectores de agua o los bombeadores de agua, mediante el bloqueo de zonas de alta conductividad

• Como agente que puede unir zonas de alta conductividad en las profundidades del reservorio. • Como agente que reduce la movilidad del agua o el radio de movilidad del agua/petróleo.

El primer modo no es realmente una inundación por polímeros debido a que el verdadero agente del petróleo no es el polímero. Realmente la mayoría de las técnicas de recuperación asistida por polímeros están orientadas en el tercer modo.

La movilidad decrece en una inundación por polímeros por la inyección de agua que contiene un gran peso molecular (polímero soluble en agua). Las interacciones con la salinidad son importantes, particularmente para ciertas clases de polímeros. Virtualmente todas las propiedades de las inundaciones químicas dependen de la concentración de iones específicos más que de la salinidad solamente. La fase acuosa que contiene solamente cationes divalentes (dureza) y más critica a las propiedades químicas que las mismas concentraciones de T.D.S..

Porque del gran peso molecular (1 a 3 millones) solo una pequeña cantidad alrededor de 500g/m 3 de polímero llevaran a cabo un sustancial aumento en la viscosidad del agua.

Método por solventes

Uno de los más modernos métodos para producir petróleo adicional es a través del uso de solventes para extraer el petróleo del medio permeable. En el comienzo de la década del 60 (aquellos años locos) el interés se centro en la inyección gas de petróleo licuado en pequeñas cantidades y luego fue desplazado por la utilización de gas seco. Este proceso se volvió económicamente menos atractivo cuando el uso del solvente se incremento. Más tarde en la década del 70, el interés de los métodos de recuperación asistida por solventes resurgieron, por un incremento en el precio del petróleo y más confianza en la habilidad para estimar la recuperación asistida durante este periodo el uso de solventes comienza a decaer en relación al uso de dióxido de carbono y otros fluidos.

Dos fluidos que mezclados en todas proporciones dan una fase de un único fluido son miscibles. Por esto los agentes miscibles se mezclan en todas proporciones con el aceite para ser desplazados. Pero muchos agentes parcialmente miscibles exhiben solo miscibilidad alrededor del crudo de petróleo en si mismo, por eso nosotros usamos la inundación térmica de solvente. en este texto. Muchos solventes, por supuesto, serán miscibles con crudo bajo las condiciones apropiadas, pero todos los solventes de interés comercial son inmiscibles en fase acuosa.

Los solventes de inundación se refieren a aquellas técnicas de recuperación asistida cuya principal función de recuperación es porque de extracción, disolución, vaporización, solubilización, condensación, o alguna otra fase de comportamiento que cambia el comportamiento del crudo. Estos métodos tienen otros, a veces muy importantes, mecanismos de recuperación (reducción de la

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viscosidad, solubilización en gas, etc.), pero el mecanismo primario debe ser la extracción.

Esta extracción puede ser llevada a cabo por muchos fluidos: alcoholes orgánicos, ketonas, hidrocarburos refinados, gas de petróleo condensado, gas natural y gas licuado, dióxido de carbono, nitrógeno, aire, entre otros

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10. Proceso de refinación: nuestro trabajo

Petróleo

Llegada y almacenamiento del petróleo crudo El petróleo crudo, o sencillamente crudo, llega a la refinería por dos vías:

• Vía marítima (28 por ciento en 1996): a través del terminal de San Vicente, desde donde se envía por tuberías a la refinería.

• Vía Oleoducto Trasandino (72 por ciento en 1996): el crudo Rincón de los Sauces se recibe directamente desde la Provincia de Neuquén, en Argentina.

Todo el crudo (en 1996 llegaron 4.678,8 Mm3) se almacena en estanques ubicados en la propia refinería, desde donde se envía a refinación, iniciándose el proceso con el fraccionamiento primario.

Fraccionamiento primario Se le llama también destilación atmosférica o topping. En esta unidad, el crudo se fracciona

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en gases livianos, gas licuado (LPG), gasolina de topping, nafta (que es un producto intermedio que no se comercializa y que sirve de carga o materia prima para otras unidades), kerosene doméstico (conocido como parafina), kerosene de aviación, diesel, gas oil atmosférico (que también es un producto intermedio) y crudo reducido.

Los gases livianos y el LPG van a tratamientos, fundamentalmente para reducir el contenido de compuestos azufrados a los límites permitidos. La gasolina de topping se usa como carga para la planta de etileno o va directamente a la preparación de gasolinas comerciales. La nafta sirve de carga o materia prima a las unidades de etileno o de reformación catalítica. Tanto los kerosenes como el diesel son productos que pasan a integrar directamente productos comerciales, previo paso -en algunos casos- por unidades de tratamiento. El gas oil atmosférico se utiliza como carga para la planta de craqueo catalítico y el crudo reducido es la carga para las unidades de fraccionamiento al vacío.

Unidades de fraccionamiento al vacío En estas unidades se fracciona el crudo reducido a presiones bajo la atmosférica, para obtener cantidades adicionales de gas oil y pitch (o fondo de vacío). Este gas oil de vacío va a craqueo catalítico y a hidrocraqueo. El pitch es la carga para la unidad de visco-reducción y se utiliza en la preparación de fuel oils (aceites combustibles) y en base para asfaltos.

Planta de etileno Esta unidad recibe como carga gasolina de topping, nafta o una mezcla de ambas. Produce, principalmente, gases livianos, LPG, etileno, propileno y gasolina de alto octanaje. El etileno se envía por tubería hasta la planta de Petrodow, donde se transforma en polietileno. La gasolina producida en esta planta se utiliza en la preparación de gasolinas especiales (93, 95 y 97 octanos). El propileno se utilizará como carga para Petroquím, que es una planta de polipropileno que está en etapa de proyecto y que deberá estar concluida antes de fines de 1998.

Reformación catalítica Esta unidad recibe como carga o materia prima nafta, la que mediante este proceso es transformada en un reformato, que -mediante mezcla- permite aumentar el octanaje de otras gasolinas, sin necesidad de agregarle plomo. Además, produce LPG y gases livianos.

Hidrocraqueo En esta unidad se transforma gas oil de vacío en, principalmente, diesel. Para esta conversión se usan catalizadores, temperatura e hidrógeno. Además, se obtiene gasolina y gases livianos. Estos últimos sirven de alimentación para la planta de hidrógeno (CHT), que es la que produce el hidrógeno para el hidrocraqueo. La planta de hidrocracking produce petróleo diesel de excelente calidad -con un nivel de azufre de 0,005 por ciento- lo que permite su combustión con un mínimo de contaminación de partículas de azufre.

Visco-reducción La unidad de visco-reducción o visbreaking, toma como carga el pitch producido en las torres de vacío para disminuir su viscosidad. De esta forma, se emplea una menor cantidad de aceites diluyentes en la preparación de fuel oil. En esta unidad también se obtiene diesel y gases livianos.

Craqueo catalítico El craqueo catalítico o cracking catalítico es un proceso en el cual se somete al gas oil a alta temperatura en contacto con un catalizador, para transformarlo principalmente en gasolina de alto octanaje. Se obtiene, también, algo de diesel, LPG y gases livianos.

Tratamiento de livianos Los gases livianos, provenientes de la mayoría de las unidades, contienen ácido sulfhídrico.

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En una planta de tratamiento de gases se extrae este ácido para producir un gas de refinería, el que es utilizado como combustible en la misma refinería. Al extraerse el ácido sulfhídrico en esta planta de tratamiento de livianos, se logra una combustión de los gases obtenidos con un mínimo de contaminación atmosférica.

Sulfhidrato de sodio El ácido sulfhídrico recuperado en las unidades de tratamiento, se trata con soda cáustica para la producción de sulfhidrato de sodio, que es un reactivo utilizado en la minería del molibdeno. Esta planta de sulfhidrato de sodio permite extraer grandes cantidades de azufre, las que -de otro modo- quedarían incorporadas a los productos, impidiendo su comercialización por no cumplir con las normas ambientales vigentes.

Almacenamiento de productos y despachos Los productos para venta se almacenan en la refinería, previo a su despacho a clientes directos y a las compañías distribuidoras. El despacho de los distintos productos se hace por vía marítima, a través de poliductos o de camiones.

Control de calidad Antes de que los productos salgan de la refinería, el laboratorio de la empresa verifica que cada producto a ser despachado cumple con todas las especificaciones vigentes en Chile.

Dentro del proceso de refinación, también intervienen otras plantas e instalaciones menores, las que eliminan los factores contaminantes de los productos y del proceso.

En el caso de las antorchas, ellas son válvulas de seguridad de la refinería. Las plantas generan normalmente cierto volumen de gases, los que pueden aumentar en forma importante en caso de una emergencia operativa (como por ejemplo, una falla en una de las plantas del proceso). Si estos gases, que son altamente inflamables, no se queman en la antorcha, constituirían un peligro potencial en el área en que se concentren. Por ello, al quemarlos en la antorcha se elimina un factor de contaminación y un peligro de explosión en el área.

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Conocimientos Básicos

Ecología, estudio de la relación entre los organismos y su medio ambiente físico y biológico. El medio ambiente físico incluye la luz y el calor o radiación solar, la humedad, el viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y los nutrientes del suelo, el agua y la atmósfera. El medio ambiente biológico está formado por los organismos vivos, principalmente plantas y animales.

Debido a los diferentes enfoques necesarios para estudiar a los organismos en su medio ambiente natural, la ecología se sirve de disciplinas como la climatología, la hidrología, la física, la química, la geología y el análisis de suelos. Para estudiar las relaciones entre organismos, la ecología recurre a ciencias tan dispares como el comportamiento animal, la taxonomía, la fisiología y las matemáticas.

El creciente interés de la opinión pública respecto a los problemas del medio ambiente ha convertido la palabra ecologí en un término a menudo mal utilizado. Se confunde con los programas ambientales y la ciencia medioambiental. Aunque se trata de una disciplina científica diferente, la ecología contribuye al estudio y la comprensión de los problemas del medio ambiente.

El término ecologí fue acuñado por el biólogo alemán Ernst Heinrich Haeckel en 1869; deriva del griego oíkos (hogar) y comparte su raíz con economí Es decir, ecología significa el estudio de la economía de la naturaleza.

Biomas

Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por los ecólogos europeos y biomas por los de América del Norte. La principal diferencia entre ambos términos es que los biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes biomas, no obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida vegetal.

Bajo la influencia de la latitud, la elevación y los regímenes asociados de humedad y temperatura, los biomas terrestres varían geográficamente de los trópicos al Ártico, e incluyen diversos tipos de bosque, pradera, monte bajo y desiertos. Estos biomas incluyen también las comunidades de agua dulce asociadas: corrientes, lagos, estanques y humedales. Los medios ambientes marinos, que algunos ecólogos también consideran biomas, comprenden el océano abierto, las regiones litorales (aguas poco profundas), las regiones bentónicas (del fondo oceánico), las costas rocosas, las playas, los estuarios y las llanuras mareales asociadas.

Ecosistema

Sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su medio ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse en las décadas de 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos —plantas, animales, bacterias y hongos— que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. Hay muchas formas de clasificar ecosistemas, y el propio término se ha utilizado en contextos distintos. Pueden describirse como ecosistemas zonas tan reducidas como los charcos de marea de las rocas y tan extensas como un bosque completo. Pero, en general, no es posible determinar con exactitud dónde termina un ecosistema y

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empieza otro. La idea de ecosistemas claramente separables es, por tanto, artificiosa.

Resulta más útil considerar a los entornos terrestres y acuáticos, ecosistemas, término acuñado en 1935 por el ecólogo vegetal sir Arthur George Tansley para realzar el concepto de que cada hábitat es un todo integrado. Un sistema es un conjunto de partes interdependientes que funcionan como una unidad y requiere entradas y salidas. Las partes fundamentales de un ecosistema son los productores (plantas verdes), los consumidores (herbívoros y carnívoros), los organismos responsables de la descomposición (hongos y bacterias), y el componente no viviente o abiótico, formado por materia orgánica muerta y nutrientes presentes en el suelo y el agua. Las entradas al ecosistema son energía solar, agua, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y otros elementos y compuestos. Las salidas del ecosistema incluyen el calor producido por la respiración, agua, oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes. La fuerza impulsora fundamental es la energía solar.

Principales ecosistemas

El concepto de ecosistema se aplica, para describir los principales tipos de hábitats del planeta. Ecosistemas terrestres: árticos y alpinos, propios de regiones frías y sin árboles; bosques, que pueden subdividirse en un amplio abanico de tipos, como selva lluviosa tropical o pluvisilva, bosque mediterráneo perennifolio, bosques templados y boreales, o bosques templados caducifolios; praderas y sabanas; y desiertos y ecosistemas semiáridos. Ecosistemas de agua dulce: Lagos, ríos y pantanos. Los ecosistemas híbridos, terrestres y de agua dulce, comprenden los bosques de pantano y las llanuras de inundación estacionales. La gama de ecosistemas marinos es amplísima: arrecifes de coral, manglares, lechos de algas y otros ecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los misteriosos y poco conocidos sistemas de las llanuras y fosas abisales del fondo oceánico.

El término ecosistema puede también utilizarse para describir áreas geográficas que contienen un espectro amplio de tipos de hábitats mutuamente vinculados por fenómenos ecológicos. Así, la región del Serengeti-Seronera, en África oriental, una de las regiones salvajes más espectaculares del mundo, suele considerarse como un único ecosistema formado por distintos hábitats: llanuras herbosas, sabana arbórea, espesuras, manchas de bosque, afloramientos rocosos (kopies), ríos, arroyos y charcas estacionales. Asimismo, las zonas más productivas de los océanos se han dividido en una serie de grandes ecosistemas marinos que contienen hábitats muy variados. Son ejemplos de grandes ecosistemas marinos de características muy distintas: el mar Negro, el sistema formado por la corriente de Benguela, frente a la costa suroccidental de África, o el golfo de México.

Cambios naturales de los ecosistemas

El mundo natural está en perpetuo estado de transformación. El cambio opera a todas las escalas de tiempo, desde las más cortas a las más largas. Los cambios a corto plazo, observables por las personas, suelen ser cíclicos y predecibles: noche y día, ciclo mensual de las mareas, cambio anual de las estaciones, crecimiento, reproducción y muerte de los individuos. A esta escala, muchos ecosistemas no expuestos a la acción humana parecen estables e invariables, en un estado de 'equilibrio natural'.

Cada vez es más evidente que esto no es así. Pero los cambios a largo plazo, los que actúan durante décadas, siglos, milenios y hasta decenas de millones de años, son más difíciles de seguir. La propia ecología es una ciencia con menos de un siglo de antigüedad, un simple guiño en la historia de la mayor parte de los ecosistemas naturales. Además, es evidente que casi todos estos cambios a largo plazo no son ni regulares ni predecibles.

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En conjunto, el clima es, sin duda, el factor más influyente a corto y medio plazo. En tierra, la temperatura, la precipitación y la estacionalidad son los tres factores que más afectan a la distribución de ecosistemas. Los cambios de cualquiera de ellos pueden tener consecuencias duraderas. En tiempos geológicos recientes, el ejemplo más visible de esto es, sin duda, la serie de glaciaciones que han caracterizado a gran parte del pleistoceno. Estos prolongados periodos de enfriamiento global han afectado profundamente a los ecosistemas de todo el mundo, han provocado la invasión por los casquetes de hielo polares de regiones templadas y la contracción de los hábitats forestales húmedos en partes del trópico.

A escalas temporales más cortas pueden también producirse alteraciones climáticas de influencia geográfica amplia. Uno de los ejemplos más espectaculares es la corriente del Niño, una corriente de agua fría que recorre periódicamente el Pacífico. Ejerce una influencia enorme sobre los ecosistemas marinos y provoca, por ejemplo, la muerte de arrecifes de coral en muchos lugares del Pacífico o la pérdida de productividad de las pesquerías del ecosistema de la corriente de Humboldt, frente a las costas de Perú y Chile. La corriente del Niño sigue un ciclo irregular y varía en cuanto a intensidad e impacto; raramente pasan más de veinte años sin que se produzca, pero en ocasiones el fenómeno se ha repetido con un intervalo de sólo uno o dos años. Afecta también a los ecosistemas terrestres, pues altera las pautas de precipitación, sobre todo en América.

Ciertos episodios locales también afectan con fuerza a los ecosistemas: incendios, inundaciones y corrimientos de tierras son fenómenos naturales que pueden tener repercusiones catastróficas a escala local. Este impacto no es necesariamente negativo: de hecho, muchos ecosistemas necesitan estas perturbaciones periódicas para mantenerse. Ciertos ecosistemas, una vez alcanzado el estado óptimo o clímax, son dependientes del fuego, ya que los incendios periódicos forman parte esencial del ciclo de crecimiento; estos ecosistemas son muy comunes en áreas semiáridas, como gran parte de Australia.

A escalas de tiempo más prolongadas, los fenómenos geológicos y la evolución desempeñan una función crucial en el cambio de funcionamiento de los ecosistemas. La deriva continental altera, literalmente, la faz de la Tierra, destruye paisajes y crea otros nuevos, mientras que la evolución da lugar a nuevas formas de vida que, a su vez, pueden crear ecosistemas nuevos al tiempo que inducen la extinción de otras es pecies y la pérdida o transformación de los ecosistemas de los que formaban parte.

Pero esto no significa que los ecosistemas naturales carezcan de continuidad. Muchos han demostrado una elasticidad y una persistencia enormes durante millones de años. Son ejemplos de ecosistemas que se han mantenido aparentemente estables durante mucho tiempo: las extensas llanuras del fondo oceánico, los ecosistemas de tipo mediterráneo del sur de África y el oeste de Australia y algunas áreas de selva tropical lluviosa o pluvisilva, como las del Sureste asiático continental o las montañas del este de África.

Influencia humana sobre los ecosistemas

Todos los medios y ecosistemas naturales se enfrentan ahora a una dificultad sin precedentes: la humanidad. El hombre ha comprimido en unos pocos siglos cambios que en su ausencia hubiesen exigido miles o millones de años. Las consecuencias de estos cambios están todavía por ver. A continuación se describen los impactos más importantes de la actividad del hombre sobre los ecosistemas.

Destrucción y fragmentación de hábitats

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La influencia más directa del hombre sobre los ecosistemas es su destrucción o transformación. La tala a matarrasa (el corte de todos los árboles de una extensión de bosque) destruye, como es lógico, el ecosistema forestal. También la explotación selectiva de madera altera el ecosistema. La fragmentación o división en pequeñas manchas de lo que era un ecosistema continuo puede alterar fenómenos ecológicos e impedir que las parcelas supervivientes continúen funcionando como antes de la fragmentación.

Cambio climático

Ahora se acepta de forma generalizada que las actividades de la humanidad están contribuyendo al calentamiento del planeta, sobre todo por acumulación en la atmósfera de gases de efecto invernadero. Las repercusiones de este fenómeno probablemente se acentuarán en el futuro. Como ya se ha señalado, el cambio climático es una característica natural de la Tierra. Pero antes sus efectos se podían asimilar, porque los ecosistemas `emigraban' desplazándose en latitud o altitud a medida que cambiaba el clima. Como ahora el hombre se ha apropiado de gran parte del suelo, en muchos casos los ecosistemas naturales o seminaturales no tienen ningún sitio al que emigrar.

Contaminación

La contaminación del medio ambiente por herbicidas, plaguicidas, fertilizantes, vertidos industriales y residuos de la actividad humana es uno de los fenómenos más perniciosos para el medio ambiente. Los contaminantes son en muchos casos invisibles, y los efectos de la contaminación atmosférica y del agua pueden no ser inmediatamente evidentes, aunque resultan devastadores a largo plazo. Las consecuencias de la lluvia ácida para los ecosistemas de agua dulce y forestales de gran parte de Europa septentrional y central es un fenómeno que ilustra este apartado.

Especies introducidas

El hombre ha sido responsable deliberado o accidental de la alteración de las áreas de distribución de un enorme número de especies animales y vegetales. Esto no sólo incluye los animales domésticos y las plantas cultivadas, sino también parásitos como ratas, ratones y numerosos insectos y hongos. Las especies naturalizadas pueden ejercer una influencia devastadora sobre los ecosistemas naturales por medio de sus actividades de depredación y competencia, sobre todo en islas en las que hay especies naturales que han evolucionado aisladas. Así, la introducción de zorros, conejos, sapos, gatos monteses y hasta búfalos han devastado muchos ecosistemas de Australia. Plantas como el arbusto sudamericano Lantana han invadido el bosque natural en muchas islas tropicales y subtropicales y han provocado alteraciones graves en estos ecosistemas; el jacinto acuático africano Eichhornia también ha perturbado de forma similar los ecosistemas de agua dulce de muchos lugares cálidos del mundo.

Sobreexplotación

La captura de un número excesivo de animales o plantas de un ecosistema puede inducir cambios ecológicos sustanciales. El ejemplo más importante en la actualidad es la sobrepesca en los mares de todo el mundo. El agotamiento de la mayor parte de las poblaciones de peces es, sin duda, causa de cambios importantes, aunque sus repercusiones a largo plazo son difíciles de evaluar.

Control de la influencia humana sobre los ecosistemas

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Controlar el cambio de los ecosistemas puede ser para la humanidad el reto más importante durante el próximo milenio. Será necesario encontrar soluciones a todas las escalas, desde la local hasta la mundial.

La protección de los ecosistemas naturales que quedan en parques nacionales y otras áreas protegidas es decisiva. Pero esto no evitará la influencia de factores como el cambio climático o la contaminación arrastrada por el aire y el agua. Además, la continua pérdida de terreno que experimentan las áreas naturales significa que probablemente exigirán una gestión más activa para mantener sus funciones ecológicas: control de especies exóticas, manipulación de los niveles de agua en los humedales, incendios periódicos controlados en hábitats forestales, entre otros. Esta clase de intervenciones son siempre peligrosas, pues todavía desconocemos el funcionamiento de la mayor parte de los ecosistemas.

El control de la contaminación y de la emisión de gases de invernadero exigirá adoptar medidas a escala mundial; también requiere medidas coordinadas de este tipo la interrupción del deterioro de las pesquerías marinas por sobrepesca. En última instancia, la solución estriba en controlar el crecimiento de la población humana y en adoptar una postura mucho más restrictiva en cuanto al uso de recursos naturales y energía.

Energía y nutrientes

Los ecosistemas funcionan con energía procedente del Sol, que fluye en una dirección, y con nutrientes, que se reciclan continuamente. Las plantas usan la energía lumínica transformándola, por medio de un proceso llamado fotosíntesis, en energía química bajo la forma de hidratos de carbono y otros compuestos. Esta energía es transferida a todo el ecosistema a través de una serie de pasos basados en el comer o ser comido, la llamada cadena trófica. En la transferencia de la energía, cada paso se compone de varios niveles tróficos o de alimentación: plantas, herbívoros (que comen vegetales), dos o tres niveles de carnívoros (que comen carne), y organismos responsables de la descomposición. Sólo parte de la energía fijada por las plantas sigue este camino, llamado cadena o red alimentaria de producción. La materia vegetal y animal no utilizada en esta red, como hojas caídas, ramas, raíces, troncos de árbol y cuerpos muertos de animales, dan sustento a la cadena o red alimentaria de la descomposición. Las bacterias, hongos y animales que se alimentan de materia muerta se convierten en fuente de energía para niveles tróficos superiores vinculados a la red alimentaria de producción. De este modo la naturaleza aprovecha al máximo la energía inicialmente fijada por las plantas.

En ambas redes alimentarias el número de niveles tróficos es limitado debido a que en

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cada transferencia se pierde gran cantidad de energía (como calor de respiración) que deja de ser utilizable o transferible al siguiente nivel trófico. Así pues, cada nivel trófico contiene menos energía que el que le sustenta. Debido a esto, por ejemplo, los ciervos o los alces (herbívoros) son más abundantes que los lobos (carnívoros).

El flujo de energía alimenta el ciclo biogeoquímico o de los nutrientes. El ciclo de los nutrientes comienza con su liberación por desgaste y descomposición de la materia orgánica en una forma que puede ser empleada por las plantas. Estas incorporan los nutrientes disponibles en el suelo y el agua y los almacenan en sus tejidos. Los nutrientes pasan de un nivel trófico al siguiente a lo largo de la cadena trófica. Dado que muchas plantas y animales no llegan a ser comidos, en última instancia los nutrientes que contienen sus tejidos, tras recorrer la red alimentaria de la descomposición, son liberados por la descomposición bacteriana y fúngica, proceso que reduce los compuestos orgánicos complejos a compuestos inorgánicos sencillos que quedan a disposición de las plantas.

Desequilibrios

Los nutrientes circulan en el interior de los ecosistemas. No obstante, existen pérdidas o salidas, y éstas deben equilibrarse por medio de nuevas entradas o el ecosistema dejará de funcionar. Las entradas de nutrientes al sistema proceden de la erosión y desgaste de las rocas, del polvo transportado por el aire, y de las precipitaciones, que pueden transportar materiales a grandes distancias. Los ecosistemas terrestres pierden cantidades variables de nutrientes, arrastrados por las aguas y depositados en ecosistemas acuáticos y en las tierras bajas asociadas. La erosión, la tala de bosques y las cosechas extraen del suelo una cantidad considerable de nutrientes que deben ser reemplazados. De no ser así, el ecosistema se empobrece. Es por esto por lo que las tierras de cultivo han de ser fertilizadas.

Bosque dañado por la lluvia ácida

Los bosques, lagos, estanques y otros entornos terrestres y acuáticos del mundo sufren graves daños por la lluvia ácida. Esta se debe a la combinación de dióxido de azufre y compuestos del nitrógeno con el agua atmosférica. Además de quemar las hojas de las plantas, la lluvia ácida envenena el agua de los lagos, matando a la mayoría o a la totalidad de sus habitantes acuáticos.

Si la entrada de un nutriente excede en mucho a su salida, el ciclo de nutrientes del ecosistema afectado se sobrecarga, y se produce contaminación. La contaminación puede considerarse una entrada de nutrientes que supera la capacidad del ecosistema para procesarlos. Los nutrientes perdidos por erosión y lixivación en las tierras de cultivo, junto con las aguas residuales urbanas y los residuos industriales, van a parar a los ríos, lagos y estuarios. Estos contaminantes destruyen las plantas y los animales que no pueden tolerar su presencia o el cambio medioambiental que producen; al mismo tiempo favorecen a algunos organismos con mayor tolerancia al cambio. Así, en las nubes llenas de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno procedentes de las áreas industriales, éstos se transforman

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en ácidos sulfúrico y nítrico diluidos y caen a tierra, en forma de lluvia ácida, sobre grandes extensiones de ecosistemas terrestres y acuáticos. Esto altera las relaciones ácido-base en algunos de ellos, mueren los peces y los invertebrados acuáticos y se incrementa la acidez del suelo, lo que reduce el crecimiento forestal en los ecosistemas septentrionales y en otros que carecen de calizas para neutralizar el ácido.

Poblaciones y comunidades

Las unidades funcionales de un ecosistema son las poblaciones de organismos a través de las cuales circulan la energía y los nutrientes. Una población es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo. Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas. Estas poblaciones interdependientes forman una comunidad, que abarca la porción biótica del ecosistema.

Diversidad

La comunidad tiene ciertos atributos, entre ellos la dominancia y la diversidad de especies. La dominancia se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que influyen en las especies asociadas. En un bosque, por ejemplo, la especie dominante puede ser una o más especies de árboles, como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. La dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad porque la diversidad no se refiere solamente al número de especies que la componen, sino también a la proporción que cada una de ellas representa.

La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer. Las comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación vertical, suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede tener varias capas: suelo, herbácea, arbustos, árboles de porte bajo, árboles de porte alto con copa inferior o superior, entre otras. Estos estratos influyen en el medio ambiente físico y en la diversidad de hábitats para la fauna. La estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste, recibe sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación, temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de carbono.

Hábitat y nicho

La comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las distintas plantas o animales. Dentro de cada hábitat, los organismos ocupan distintos nichos. Un nicho es el papel funcional que desempeña una especie en una comunidad, es decir, su ocupación o modo de ganarse la vida. Por ejemplo, el candelo oliváceo vive en un hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en parte, es alimentarse de insectos del follaje. Cuanto más estratificada esté una comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su hábitat.

Tasas de crecimiento de la población

Las poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo) una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de crecimiento. El principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de descenso de la población es la muerte. Cuando el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es cero.

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Al ser introducida en un medio ambiente favorable con abundantes recursos, una pequeña población puede experimentar un crecimiento geométrico o exponencial, algo similar al interés compuesto. Muchas poblaciones experimentan un crecimiento exponencial en las primeras etapas de la colonización de un hábitat, ya que se apoderan de un nicho infraexplotado o expulsan a otras poblaciones de uno rentable. Las poblaciones que siguen creciendo exponencialmente, no obstante, acaban llevando al límite los recursos, y entran con rapidez en declive debido a algún acontecimiento catastrófico como una hambruna, una epidemia o la competencia con otras especies. En términos generales, las poblaciones de plantas y animales que se caracterizan por experimentar ciclos de crecimiento exponencial son especies con abundante descendencia y se ocupan poco de sus crías o producen abundantes semillas con pocas reservas alimenticias. Estas especies, que acostumbran a tener una vida corta, se dispersan con rapidez y son capaces de colonizar medios ambientes hostiles o alterados. A menudo reciben el nombre de especies oportunistas.

Otras poblaciones tienden a crecer de forma exponencial al comienzo y logísticamente a continuación, es decir, su crecimiento va disminuyendo al ir aumentando la población, y se estabiliza al alcanzar los límites de la capacidad de sustentación de su medio ambiente. A través de diversos mecanismos reguladores, tales poblaciones mantienen un cierto equilibrio entre su tamaño y los recursos disponibles. Los animales que muestran este tipo de crecimiento poblacional tienden a tener menos crías, pero les proporcionan atención familiar; las plantas producen grandes semillas con considerables reservas alimenticias. Estos organismos tienen una vida larga, tasas de dispersión bajas y son malos colonizadores de hábitats alterados. Suelen responder a los cambios en la densidad de población (número de organismos por unidad de superficie) con cambios en las tasas de natalidad y de mortalidad en lugar de con la dispersión. Cuando la población se aproxima al límite de los recursos disponibles, las tasas de natalidad disminuyen y las de mortalidad entre jóvenes y adultos aumentan.

Interacciones en la comunidad

Las principales influencias sobre el crecimiento de las poblaciones están relacionadas con diversas interacciones, que son las que mantienen unida a la comunidad. Estas incluyen la competencia, tanto en el seno de las especies como entre especies diferentes, la depredación, incluyendo el parasitismo, y la coevolución o adaptación.

Competencia

Cuando escasea un recurso compartido, los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito sobreviven. En algunas poblaciones vegetales y animales, los individuos pueden compartir los recursos de tal modo que ninguno de ellos obtenga la cantidad suficiente para sobrevivir como adulto o reproducirse. Entre otras poblaciones, vegetales y animales, los individuos dominantes se apoderan de la totalidad de los recursos y los demás quedan excluidos. Individualmente, las plantas tienden a aferrarse al lugar donde arraigan hasta que pierden vigor o mueren, e impiden que sobrevivan otros individuos controlando la luz, la humedad y los nutrientes del entorno.

Muchos animales tienen una organización social muy desarrollada a través de la cual se distribuyen recursos como el espacio, los alimentos y la pareja entre los miembros dominantes de la población. Estas interacciones competitivas pueden manifestarse en forma de dominancia social, en la que los individuos dominantes excluyen a los subdominantes de un determinado recurso, o en forma de territorialidad, en la que los individuos dominantes dividen el espacio en áreas excluyentes, que ellos mismos se encargan de defender. Los individuos subdominantes o excluidos se ven obligados a vivir

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en hábitats más pobres, a sobrevivir sin el recurso en cuestión o a abandonar el área. Muchos de estos animales mueren de hambre, por exposición a los elementos y víctimas de los depredadores.

La competencia entre los miembros de especies diferentes provoca el reparto de los recursos de la comunidad. Las plantas, por ejemplo, tienen raíces que penetran en el suelo hasta diferentes profundidades. Algunas tienen raíces superficiales que les permiten utilizar la humedad y los nutrientes próximos a la superficie. Otras que crecen en el mismo lugar tienen raíces profundas que les permiten explotar una humedad y unos nutrientes no disponibles para las primeras.

Depredación

Una de las interacciones fundamentales es la depredación, o consumo de un organismo viviente, vegetal o animal, por otro. Si bien sirve para hacer circular la energía y los nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-presa a un determinado nivel trófico influyen sobre las relaciones depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de especies.

Sucesión y comunidades clímax

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Los ecosistemas son dinámicos en el sentido de que las especies que los componen no son siempre las mismas. Esto se ve reflejado en los cambios graduales de la comunidad vegetal con el paso del tiempo, fenómeno conocido como sucesión. Comienza por la colonización de un área alterada, como un campo de cultivo abandonado o un río de lava recientemente expuesto, por parte de especies capaces de tolerar sus condiciones ambientales. En su mayor parte se trata de especies oportunistas que se aferran al terreno durante un periodo de tiempo variable. Dado que viven poco tiempo y que son malas competidoras, acaban siendo reemplazadas por especies más competitivas y de vida más larga, como ocurre con ciertos arbustos que más tarde son reemplazados por árboles. En los hábitats acuáticos, los cambios de este tipo son en gran medida resultado de cambios en el medio ambiente físico, como la acumulación de sedimentos en el fondo de un estanque. Al ir haciéndose éste menos profundo, se favorece la invasión de plantas flotantes como los lirios de agua y de plantas emergentes como las espadañas. La velocidad de la sucesión depende de la competitividad de la especie implicada; de la

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tolerancia a las condiciones ambientales producidas por el cambio en la vegetación; de la interacción con los animales, sobre todo con los herbívoros rumiantes, y del fuego. Con el tiempo, el ecosistema llega a un estado llamado clímax (estado óptimo de una comunidad biológica, dadas las condiciones del medio), en el que todo cambio ulterior se produce muy lentamente, y el emplazamiento queda dominado por especies de larga vida y muy competitivas. Al ir avanzando la sucesión, no obstante, la comunidad se vuelve más estratificada, permitiendo que ocupen el área más especies de animales. Con el tiempo, los animales característicos de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a los propios de las primeras fases.

Sucesión de las comunidades vegetales

Un campo devastado por el fuego o despejado para el uso agrícola recupera la vegetación con rapidez en ausencia de erosión. En los primeros años, surgen praderas, pobladas por especies oportunistas capaces de tolerar las condiciones ambientales. Después surgen arbustos y plantas más competitivas que no tardan en ser dominantes. Luego brotan los primeros árboles y, tras el primer siglo, un bosque de coníferas ocupa lo que fue una superficie sobreexplotada o calcinada. El bosque crea un nuevo entorno que, tras otro medio siglo, permite la competencia de otras especies de árboles que pueden llegar a reemplazar a los iniciales. En el ejemplo, la comunidad clímax está dominada por árboles caducifolios. La sucesión, debida a cambios ambientales, es un proceso recurrente e inacabable.

Medio ambiente, conjunto de elementos abióticos (energía solar, suelo, agua y aire) y bióticos (organismos vivos) que integran la delgada capa de la Tierra llamada biosfera, sustento y hogar de los seres vivos.

Constituyentes del medio ambiente

La atmósfera, que protege a la Tierra del exceso de radiaciones ultravioleta y permite la existencia de vida es una mezcla gaseosa de nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, otros elementos y compuestos, y partículas de polvo. Calentada por el Sol y la energía radiante de la Tierra, la atmósfera circula en torno al planeta y modifica las diferencias térmicas. Por lo que se refiere al agua, un 97% se encuentra en los océanos, un 2% es hielo y el 1% restante es el agua dulce de los ríos, los lagos, las aguas subterráneas y la humedad atmosférica y del suelo. El suelo es el delgado manto de materia que sustenta la vida terrestre. Es producto del clima, de la roca madre, como las morrenas glaciales y las rocas sedimentarias, y de la vegetación. De todos ellos dependen los organismos vivos, incluyendo el hombre. Las plantas se sirven del agua, del dióxido de carbono y de la luz solar para convertir materias primas en carbohidratos por medio de la fotosíntesis; la vida animal, a su vez, depende de las plantas en una secuencia de vínculos interconectados conocida como cadena trófica.

Durante su larga historia, la Tierra ha cambiado lentamente. La deriva continental (resultado de la tectónica de placas) separó las masas continentales, los océanos invadieron tierra firme y se retiraron de ella, y se alzaron y erosionaron montañas, depositando sedimentos a lo largo de las costas. Los climas se caldearon y enfriaron, y aparecieron y desaparecieron formas de vida al cambiar el medio ambiente. El más reciente de los acontecimientos medioambientales importantes en la historia de la Tierra se produjo en el cuaternario, durante el pleistoceno (entre 2,5 millones y 10.000 años atrás), llamado también periodo glacial. El clima subtropical desapareció y cambió la faz del hemisferio norte. Grandes capas de hielo avanzaron y se retiraron cuatro veces en América del Norte y tres en Europa, haciendo oscilar el clima de frío a templado, influyendo en la vida vegetal y animal y, en última instancia, dando lugar al clima que hoy conocemos. Nuestra era recibe, indistintamente, los nombres de reciente, postglacial y holoceno.

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Durante este tiempo el medio ambiente del planeta ha permanecido más o menos estable.

Problemas medioambientales

La especie Horno sapiens, es decir, el ser humano, apareció tardíamente en la historia de la Tierra, pero ha sido capaz de modificar su medio ambiente con sus actividades. Aunque, al parecer, los humanos hicieron su aparición en África, no tardaron en dispersarse por todo el mundo. Gracias a sus peculiares capacidades mentales y físicas, lograron escapar a las constricciones medioambientales que limitaban a otras especies y alterar el medio ambiente para adaptarlo a sus necesidades.

Aunque los primeros humanos sin duda vivieron más o menos en armonía con el medio ambiente, como los demás animales, su alejamiento de la vida salvaje comenzó en la prehistoria, con la primera revolución agrícola. La capacidad de controlar y usar el fuego les permitió modificar o eliminar la vegetación natural, y la domesticación y pastoreo de animales herbívoros llevó al sobrepastoreo y a la erosión del suelo. El cultivo de plantas llevó también a la destrucción de la vegetación natural para hacer hueco a las cosechas y la demanda de leña condujo a la denudación de montañas y al agotamiento de bosques enteros. Los animales salvajes se cazaban por su carne y eran destruidos en caso de ser considerados plagas o depredadores. Mientras las poblaciones humanas siguieron siendo pequeñas y su tecnología modesta, su impacto sobre el medio ambiente fue solamente local. No obstante, al ir creciendo la población y mejorando y aumentando la tecnología, aparecieron problemas más significativos y generalizados. El rápido avance tecnológico producido tras la edad media culminó en la Revolución Industrial, que trajo consigo el descubrimiento, uso y explotación de los combustibles fósiles, así como la explotación extensiva de los recursos minerales de la Tierra. Fue con la Revolución Industrial cuando el hombre empezó realmente a cambiar la faz del planeta, la naturaleza de su atmósfera y la calidad de su agua. Hoy, la demanda sin precedentes a la que el rápido crecimiento de la población humana y el desarrollo tecnológico someten al medio ambiente está produciendo un declive cada vez más acelerado en la calidad de éste y en su capacidad para sustentar la vida.

Emisiones de chimeneas industriales

El dióxido de carbono, de azufre y otros contaminantes emitidos por las chimeneas de las industrias contribuyen a la contaminación atmosférica. El dióxido de carbono contribuye al calentamiento global, y el dióxido de azufre es la principal causa de la lluvia ácida en el norte y este de Europa y el noreste de Norteamérica. Otros problemas ambientales incluyen enfermedades

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respiratorias, el envenenamiento de lagos y ríos y los daños a los bosques y las cosechas.

Dióxido de carbono

Uno de los impactos que el uso de combustibles fósiles ha producido sobre el medio ambiente terrestre ha sido el aumento de la concentración de dióxido de carbono (002) en la atmósfera. La cantidad de CO2 atmosférico había permanecido estable, aparentemente durante siglos, en unas 260 ppm (partes por millón), pero en los últimos 100 años ha ascendido a 350 ppm. Lo significativo de este cambio es que puede provocar un aumento de la temperatura de la Tierra a través del proceso conocido como efecto invernadero. El dióxido de carbono atmosférico tiende a impedir que la radiación de onda larga escape al espacio exterior; dado que se produce más calor y puede escapar menos, la temperatura global de la Tierra aumenta.

Un calentamiento global significativo de la atmósfera tendría graves efectos sobre el medio ambiente. Aceleraría la fusión de los casquetes polares, haría subir el nivel de los mares, cambiaría el clima regional y globalmente, alteraría la vegetación natural y afectaría a las cosechas. Estos cambios, a su vez, tendrían un enorme impacto sobre la civilización humana. Desde 1850 se ha producido un aumento medio en la temperatura global de cerca de 1 °C. Algunos científicos han predicho que el aumento de la concentración en la atmósfera de CO2 y otros "gases invernadero" provocará que las temperaturas continúen subiendo. Las estimaciones van de 2 a 6 °C para mediados del siglo XXI. No obstante, otros científicos que investigan los efectos y tendencias del clima rechazan las teorías del calentamiento global, atribuyendo la última subida de la temperatura a fluctuaciones normales.

Deposición ácida

Asociada también al uso de combustibles fósiles, la deposición ácida se debe a la emisión de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno por las centrales térmicas y a los escapes de los vehículos a motor. Estos productos interactúan con la luz del sol, la humedad y los oxidantes produciendo ácidos sulfúrico y nítrico, que son transportados por la circulación atmosférica y caen a tierra, arrastrados por la lluvia y la nieve en la llamada lluvia ácida, o en forma de depósitos secos, partículas y gases atmosféricos.

La lluvia ácida es un importante problema global. La acidez de algunas precipitaciones en el norte de Estados Unidos y Europa es equivalente a la del vinagre. La lluvia ácida corroe los metales, desgasta los edificios y monumentos de piedra, daña y mata la vegetación y acidifica lagos, corrientes de agua y suelos, sobre todo en ciertas zonas del noreste de Estados Unidos y el norte de Europa. En estas regiones, la acidificación lacustre ha hecho morir a poblaciones de peces. Hoy también es un problema en el sureste de Estados Unidos y en la zona central del norte de África. La lluvia ácida puede retardar también el crecimiento de los bosques; se asocia al declive de éstos a grandes altitudes tanto en Estados Unidos como en Europa.

Destrucción del ozono

En las décadas de 1970 y 1980, los científicos empezaron a descubrir que la actividad humana estaba teniendo un impacto negativo sobre la capa de ozono, una región de la atmósfera que protege al planeta de los dañinos rayos ultravioleta. Si no existiera esa capa gaseosa, que se encuentra a unos 40 km de altitud sobre el nivel del mar, la vida sería imposible sobre nuestro planeta. Los estudios mostraron que la capa de ozono estaba siendo afectada por el uso creciente de clorofluorocarbonos (CFC, compuestos de flúor), que se emplean en refrigeración, aire acondicionado, disolventes de limpieza, materiales

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de empaquetado y aerosoles. El cloro, un producto químico secundario de los CFC ataca al ozono, que está formado por tres átomos de oxígeno, arrebatándole uno de ellos para formar monóxido de cloro. Éste reacciona a continuación con átomos de oxígeno para formar moléculas de oxígeno, liberando moléculas de cloro que descomponen más moléculas de ozono.

Al principio se creía que la capa de ozono se estaba reduciendo de forma homogénea en todo el planeta. En 1985, no obstante, posteriores investigaciones revelaron la existencia de un gran agujero centrado sobre la Antártida; un 50% o más del ozono situado sobre este área desaparecía estacionalmente (a partir del mes de octubre). El adelgazamiento de la capa de ozono expone a la vida terrestre a un exceso de radiación ultravioleta, que puede producir cáncer de piel y cataratas, reducir la respuesta del sistema inmunitario, interferir en el proceso de fotosíntesis de las plantas y afectar al crecimiento del fitoplancton oceánico. Debido a la creciente amenaza que representan estos peligrosos efectos sobre el medio ambiente, muchos países trabajan en el proyecto de suprimir la fabricación y uso de los CFC de aquí al año 2000. No obstante, los CFC pueden permanecer en la atmósfera durante más de 100 años, por lo que la destrucción del ozono continuará representando una amenaza durante décadas.

Hidrocarburos clorados

El uso extensivo de pesticidas sintéticos derivados de los hidrocarburos clorados en el control de plagas ha tenido efectos colaterales desastrosos para el medio ambiente. Estos pesticidas organoclorados son muy persistentes y resistentes a la degradación biológica. Muy poco solubles en agua, se adhieren a los tejidos de las plantas y se acumulan en los suelos, el sustrato del fondo de las corrientes de agua y los estanques, y la atmósfera. Una vez volatilizados, los pesticidas se distribuyen por todo el mundo, contaminando áreas silvestres a gran distancia de las regiones agrícolas, e incluso en las zonas ártica y antártica.

Aunque estos productos químicos sintéticos no existen en la naturaleza, penetran en la cadena alimentaria. Los pesticidas son ingeridos por los herbívoros o penetran directamente a través de la piel de organismos acuáticos como los peces y diversos invertebrados. El pesticida se concentra aún más al pasar de los herbívoros a los carnívoros. Alcanza elevadas concentraciones en los tejidos de los animales que ocupan los eslabones más altos de la cadena alimentaria, como el halcón peregrino, el águila calva y el quebrantahuesos. Los hidrocarburos clorados interfieren en el metabolismo del calcio de las aves, produciendo un adelgazamiento de las cáscaras de los huevos y el consiguiente fracaso reproductivo. Como resultado de ello, algunas grandes aves depredadoras y piscívoras se encuentran al borde de la extinción. Debido al peligro que los pesticidas representan para la fauna silvestre y para el hombre, y debido también a que los insectos han desarrollado resistencia a ellos, el uso de hidrocarburos halogenados como el DDT está disminuyendo con rapidez en todo el mundo occidental, aunque siguen usándose en grandes cantidades en los países en vías de desarrollo. A comienzos de la década de 1980, el EDB o dibromoetano, un pesticida halogenado, despertó también gran alarma por su naturaleza en potencia carcinógena, y fue finalmente prohibido.

Existe otro grupo de compuestos íntimamente vinculado al DDT: los bifenilos policlorados (PCB). Se han utilizado durante años en la producción industrial, y han acabado penetrando en el medio ambiente. Su impacto sobre el hombre y la vida silvestre ha sido similar al de los pesticidas. Debido a su extremada toxicidad, el uso de PCB ha quedado restringido a los aislantes de los transformadores y condensadores eléctricos.

El PCDD es el más tóxico de otro grupo relacionado de compuestos altamente tóxicos, las dioxinas o dibenzo-para -dioxinas. El grado de toxicidad para el hombre de estos

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compuestos carcinógenos no ha sido aún comprobado. El PCDD puede encontrarse en forma de impureza en conservantes para la madera y el papel y en herbicidas. El Agente Naranja, un defoliante muy utilizado, contiene trazas de dioxina.

Otras sustancias tóxicas

La sustancias tóxicas son productos químicos cuya fabricación, procesado, distribución, uso y eliminación representan un riesgo inasumible para la salud humana y el medio ambiente. La mayoría de estas sustancias tóxicas son productos químicos sintéticos que penetran en el medio ambiente y persisten en él durante largos periodos de tiempo. En los vertederos de productos químicos se producen concentraciones significativas de sustancias tóxicas. Si éstas se filtran al suelo o al agua, pueden contaminar el suministro de agua, el aire, las cosechas y los animales domésticos, y han sido asociadas a defectos congénitos humanos, abortos y enfermedades orgánicas. A pesar de los riesgos conocidos, el problema no lleva camino de solucionarse. Recientemente, se fabricaron más de 4 millones de productos químicos sintéticos nuevos en un periodo de quince años, y se crean de 500 a 1.000 productos nuevos más al año.

Radiación

Aunque las pruebas nucleares atmosféricas han sido prohibidas por la mayoría de los países, lo que ha supuesto la eliminación de una importante fuente de lluvia radiactiva, la radiación nuclear sigue siendo un problema medioambiental. Las centrales siempre liberan pequeñas cantidades de residuos nucleares en el agua y la atmósfera, pero el principal peligro es la posibilidad de que se produzcan accidentes nucleares, que liberan enormes cantidades de radiación al medio ambiente, como ocurrió en Chernobil, Ucrania, en 1986. De hecho, desde la desintegración de la Unión Soviética (URSS), el mundo ha tenido ocasión de comprobar que la contaminación de esa región por accidentes y residuos nucleares es mucho mayor de lo que se pensaba. Un problema más grave al que se enfrenta la industria nuclear es el almacenamiento de los residuos nucleares, que conservan su carácter tóxico de 700 a 1 millón de años. La seguridad de un almacenamiento durante periodos geológicos de tiempo es, al menos, problemática; entre tanto, los residuos radiactivos se acumulan, amenazando la integridad del medio ambiente.

Pérdida de tierras vírgenes

Un número cada vez mayor de seres humanos empieza a cercar las tierras vírgenes que quedan, incluso en áreas consideradas más o menos a salvo de la explotación. La insaciable demanda de energía ha impuesto la necesidad de explotar el gas y el petróleo de las regiones árticas, poniendo en peligro el delicado equilibrio ecológico de los ecosistemas de tundra y su vida silvestre. Los bosques tropicales, sobre todo los del sureste de Asia y los de la cuenca del río Amazonas, están siendo destruidos a un ritmo alarmante para obtener madera, despejar suelo para pastos y cultivos, para plantaciones de pinos y para asentamientos humanos. En la década de 1980 se llegó a estimar que las masas forestales estaban siendo destruidas a un ritmo de 20 ha por minuto. Otra estimación daba una tasa de destrucción de más de 200.000 km2 al año. En 1993, los datos obtenidos vía satélite permitieron determinar un ritmo de destrucción de casi 15.000 km2 al año, sólo en la cuenca amazónica. Esta deforestación tropical podría llevar a la extinción de hasta 750.000 especies, lo que representaría la pérdida de toda una multiplicidad de productos: alimentos, fibras, fármacos, tintes, gomas y resinas. Además, la expansión de las tierras de cultivo y de pastoreo para ganado doméstico en África, así como el comercio ilegal de especies amenazadas y productos animales podría representar el fin de los grandes mamíferos africanos.

Erosión del suelo

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La erosión del suelo se está acelerando en todos los continentes y está degradando entre la quinta y la tercera parte de las tierras de cultivo de todo el mundo, lo que representa una seria amenaza para el abastecimiento global de víveres. Por ejemplo, la erosión está minando la productividad de un 34% del total de las tierras de cultivo de Estados Unidos. En el Tercer Mundo, la creciente necesidad de alimentos y leña han tenido como resultado la deforestación y cultivo de laderas con mucha pendiente, lo que ha producido una severa erosión de las mismas. Para complicar aún más el problema, hay que tener en cuenta la pérdida de tierras de cultivo de primera calidad debido a la industria, los pantanos, la expansión de las ciudades y las carreteras. La erosión del suelo y la pérdida de las tierras de cultivo y los bosques reduce además la capacidad de conservación de la humedad de los suelos y añade sedimentos a las corrientes de agua, los lagos y los embalses.

Demanda de agua y aire

Los problemas de erosión descritos más arriba están agravando el creciente problema mundial del abastecimiento de agua. La mayoría de los problemas en este campo se dan en las regiones semiáridas y costeras del mundo. Las poblaciones humanas en expansión requieren sistemas de irrigación y agua para la industria; esto está agotando hasta tal punto los acuíferos subterráneos que empieza a penetrar en ellos agua salada a lo largo de las áreas costeras en Estados Unidos, Israel, Siria y los estados árabes del Golfo. En áreas tierra adentro, las rocas porosas y los sedimentos se compactan al perder el agua, ocasionando problemas por el progresivo hundimiento de la superficie; este fenómeno es ya un grave problema en Texas, Florida y California.

El mundo experimenta también un progresivo descenso en la calidad y disponibilidad del agua. Casi el 75% de la población rural del mundo y el 20% de su población urbana carece de acceso directo a agua no contaminada. En muchas regiones, las reservas de agua están contaminadas con productos químicos tóxicos y nitratos. Las enfermedades transmitidas por el agua afectan a un tercio de la humanidad y matan a 10 millones de personas al año.

Durante la década de 1980 y a comienzos de la de 1990, algunos países industrializados mejoraron la calidad de su aire reduciendo la cantidad de partículas en suspensión así como la de productos químicos tóxicos como el plomo, pero las emisiones de dióxido de azufre y de óxidos nitrosos, precursores de la deposición ácida, aún son importantes. Existe una contaminación del aire elevada en buena parte de la Europa del este y la antigua URSS.

La Cumbre de la Tierra

En junio de 1992, la Conferencia sobre Medio Ambiente y Desarrollo de las Naciones Unidas, también conocida como la Cumbre de la Tierra, se reunió durante 12 días en las cercanías de Río de Janeiro, Brasil. Esta cumbre desarrolló y legitimó una agenda de medidas relacionadas con el cambio medioambiental, económico y político. El propósito de la conferencia era determinar qué reformas medioambientales eran necesarias emprender a largo plazo, e iniciar procesos para su implantación y supervisión internacionales. Se celebraron convenciones para discutir y aprobar documentos sobre medio ambiente. Los principales temas abordados en estas convenciones incluían el cambio climático, la biodiversidad, la protección forestal, la Agenda 21 (un proyecto de desarrollo medioambiental de 900 páginas) y la Declaración de Río (un documento de seis páginas que demandaba la integración de medio ambiente y desarrollo económico). La Cumbre de la Tierra fue un acontecimiento histórico de gran significado. No sólo hizo del medio ambiente una prioridad a nivel mundial, sino que a ella asistieron delegados de 178 países, lo que la convierte en la mayor conferencia jamás celebrada.

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La II Cumbre de la Tierra, celebrada en la última semana de junio de 1997 en Nueva York, tuvo como principal objetivo constatar las decisiones tomadas en Río de Janeiro. A ella asistieron representantes de 170 países, quienes pudieron comprobar que los objetivos acordados en la I Cumbre no se habían cumplido, sobre todo en lo referente a emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. No se pudo llegar a un acuerdo unánime en las reducciones de estos gases en un 15%, en relación al nivel de 1990, para el año 2010, como se proponía. Entre las nuevas ideas aportadas en esta Cumbre destacan la de crear una Organización Mundial del Medio Ambiente y la de establecer un tribunal internacional para conflictos sobre problemas ecológicos.

Perspectivas

Las perspectivas de futuro, en lo que al medio ambiente se refiere son poco claras. A pesar de los cambios económicos y políticos, el interés y la preocupación por el medio ambiente aún es importante. La calidad del aire ha mejorado, pero aún están pendientes de solución y requieren una acción coordinada, los problemas de la deposición ácida, los clorofluorocarbonos, la pérdida de ozono y la enorme contaminación atmosférica del este de Europa. Mientras no disminuya la deposición ácida, la pérdida de vida continuará en los lagos y corrientes del norte, y puede verse afectado el crecimiento de los bosques. La contaminación del agua seguirá siendo un problema mientras el crecimiento demográfico continúe incrementando la presión sobre el medio ambiente. La infiltración de residuos tóxicos en los acuíferos subterráneos y la intrusión de agua salada en los acuíferos costeros de agua dulce no se ha interrumpido.

El agotamiento de los acuíferos en muchas partes del mundo y la creciente demanda de agua producirá conflictos entre el uso agrícola, industrial y doméstico de ésta. La escasez impondrá restricciones en el uso del agua y aumentará el coste de su consumo. El agua podría convertirse en la crisis energética de comienzos del siglo XXI. La contaminación de las aguas costeras y dulces, junto con la sobreexplotación, ha mermado hasta tal punto los recursos de los caladeros piscícolas que sería necesario suprimir la pesca durante un periodo de cinco a diez años para que las especies se recuperaran. Si no se desarrollan esfuerzos coordinados para salvar hábitats y reducir el furtivismo y el tráfico internacional ilegal de especies salvajes, muchas de ellas se extinguirán. A pesar de nuestros conocimientos sobre cómo reducir la erosión del suelo, éste continúa siendo un problema de alcance mundial. Esto se debe, en gran medida a que muchos agrónomos y urbanistas muestran un escaso interés por controlarla. Por último, la destrucción de tierras vírgenes, tanto en las regiones templadas como en las tropicales, puede producir una extinción masiva de formas de vida vegetales y animales.

Para reducir la degradación medioambiental y salvar el hábitat de la humanidad, las sociedades deben reconocer que el medio ambiente es finito. Los especialistas creen que, al ir creciendo las poblaciones y sus demandas, la idea del crecimiento continuado debe abrir paso a un uso más racional del medio ambiente, pero que esto sólo puede lograrse con un espectacular cambio de actitud por parte de la especie humana. El impacto de la especie humana sobre el medio ambiente ha sido comparado con las grandes catástrofes del pasado geológico de la Tierra; independientemente de la actitud de la sociedad respecto al crecimiento continuo, la humanidad debe reconocer que atacar el medio ambiente pone en peligro la supervivencia de su propia especie.

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Contaminantes Químicos

Un numero importante de elementos, compuestos y sustancias que, dependiendo de las condiciones físico-químicas del medio hídrico, pueden llegar a convertirse en contaminantes químicos del mismo, son miembros integrados en algunas de las etapas que estructuran el desarrollo de los ciclos biogeoquímicos principales.

Por este motivo se tratan éstos en primer lugar y, a continuación, se hablará de otros contaminantes químicos encuadrados como inorgánicos, orgánicos y microcontaminantes.

Contaminación inorgánica

I. Oxigeno disuelto

El origen del oxígeno disuelto en el agua es debido a las turbulencias de este medio en la interfase aire-agua, y a la producción fotosintética.

La solubilidad del oxígeno en el agua se debe a varios factores, en particular a la temperatura, a la presión atmosférica y a la salinidad.

Cuando la temperatura se eleva, el contenido de oxígeno disminuye en razón de su pequeña solubilidad, pero también a causa del consumo aumentado por los seres vivos y las bacterias que se multiplican. Estas modificaciones pueden ocasionar gusto y olor desagradables.

En las canalizaciones metálicas, un contenido inferior a 5 mg/1 de oxígeno disuelto ocasionará la corrosión de la misma.

2. Cloruros

Los contenidos de cloruros de las aguas son extremadamente variables, y se deben principalmente a la naturaleza de los terrenos drenados.

El gran inconveniente de los cloruros es el sabor desagradable que comunican al agua. También pueden corroer las canalizaciones y depósitos. Además, para el uso agrícola, los contenidos en cloruros del agua pueden limitar ciertos cultivos.

Los cloruros, muy fácilmente solubles, no participan en los procesos biológicos, no desempeñan ningún papel en los fenómenos de descomposición y no sufren, pues, modificaciones.

Cuando se comprueba que hay un incremento del porcentaje de cloruros, hay que pensar que hay contaminación de origen humano.

Contaminación orgánica

Como compuesto orgánico se designa a un amplio sector de compuestos químicos que tienen en común en que su constitución interviene siempre el carbono. Son, pues, los compuestos del carbono, aunque haya que

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exceptuar el propio carbono en sus distintas formas, sus óxidos, el ácido carbónico y sus sales, los carburos, los cianuros y algunos otros compuestos carbonados que son completamente inorgánicos.

La estructura de los seres vivos está constituida principalmente por estas moléculas. De los múltiples elementos que se pueden hallar en ellas, el carbono, el hidrógeno y el oxígeno son, por este orden, las más importantes, seguidas por el fósforo, el nitrógeno y el azufre.

La contaminación orgánica es la más importante en magnitud, y sus principales fuentes son de origen doméstico, industrial, agrícola y ganadero.

Los principales productos que componen la de origen doméstico son papeles, deyecciones, detergentes, etc. Generalmente, estos compuestos orgánicos se descomponen mediante la acción de microorganismos que viven en el agua, las cuales los utilizan como alimento. Así, en el medio acuático tiene lugar una auto depuración, puesto que en ultimo término las sustancias orgánicas se transforman en agua y CO 2 por eso se habla de materia orgánica biodegradable.

La contaminación industrial de origen orgánico puede estar constituida por compuestos similares a los domésticos que van a ser biodegradables, o por otros completamente diferentes que van a ser muy difícilmente degradables por los microorganismos.

Los tres índices más comunes a la hora de medir este tipo de contaminación de forma global son los siguientes:

• La Demanda Química de Oxígeno (DQO)

• La Demanda Biológica de Oxígeno (DBO)

• Carbono Orgánico Total (COT)

1. Demanda química de oxígeno (DQO)

La demanda química de oxígeno es la cantidad de oxígeno consumido por las materias existentes en el agua, oxidables en unas condiciones determinadas.

Esta medida es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua, cualquiera que sea su origen, orgánico o mineral.

Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm, o algo superiores. Las aguas residuales domésticas suelen contener entre 250 y 600 ppm, y en las residuales industriales la concentración depende del proceso de fabricación.

2- Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)

La demanda bioquímica de oxígeno es una prueba que mide la cantidad de oxígeno consumido en la degradación bioquímica de la materia orgánica mediante procesos biológicos aerobios.

Existen diversas variantes de la determinación de la demanda bioquímica de oxigeno, entre ellas las que se refieren al periodo de incubación. La más frecuente es la determinación de DBO a los cinco días (DBO 5).

Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm; contenidos superiores son indicativos de contaminación. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm, y en las industriales depende del proceso de fabricación, pudiendo alcanzar varios miles de ppm.

La relación entre los valores de DBO y DQO es indicativo de la biodegradabilidad de la materia contaminante.

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En aguas residuales un valor de la relación DBO/DQO menor de 0,2 se interpreta como un vertido de tipo inorgánico y orgánico si es mayor de 0,6.

3- Carbono orgánico total (COT)

Este parámetro, como su propio nombre indica, es la medida del contenido total en carbono de los compuestos orgánicos presentes en las aguas.

Se refiere tanto a compuestos orgánicos fijos como volátiles, naturales o sintéticos. Es la expresión más correcta del contenido orgánico total.

4- Interrelación entre estos parámetros

La presencia de carbono orgánico que no responda a las pruebas de DQO o DBO hace que éstas no sean una determinación adecuada para estimar el contenido total en materia orgánica. El carbono orgánico total es una expresión mucho más conveniente para este Fin.

Entre el COT, la DQO y la DBO pueden establecerse relaciones empíricas repetibles de forma independiente tanto para una determinada matriz como para un mismo vertido, o un mismo punto de tratamiento de un proceso, etc. Estas relaciones empíricas establecidas entre dichos parámetros no deben hacerse extensibles fuera del marco de estudio.

En cualquier caso, una de estas determinaciones no suple a las otras.

Microcontaminantes

Se puede definir un microcontaminante como aquella sustancia que se encuentra en pequeña concentración, pero cuyos efectos en el medio son amplios.

I. Microcontaminantes inorgánicos

Los microcontaminantes inorgánicos (metales traza) tienen bien definidas sus características en el medio. Son biorrefractarios, es decir, tienden a persistir en el medio ambiente indefinidamente, por lo que presentan una amenaza más seria que los compuestos orgánicos, que pueden ser más o menos persistentes. Además, aunque la concentración de un metal pesado en el agua suele ser muy pequeña, sin embargo el mayor problema que presenta al medio ambiente en general es la posibilidad de que sufra bioconcentración.

Los mecanismos que regulan la presencia de los metales traza en el agua, además, de los microorganismos que tienden a variar el pH y el potencial redox, es la solubilidad de las sales que se pueden formar de los mismos. Ahora bien, el conocimiento de esta solubilidad es muy relativa, ya que en el agua no se realiza un proceso unitario, sino que son varios los que tienen lugar simultáneamente, por lo que influirán, entre otros muchos factores, su salinidad, el efecto del ión común, fenómenos de coprecipitación, pH, etc.

2. Microcontaminantes orgánicos

Algunas características de los microcontaminantes orgánicos son su Complejidad y variedad. Suelen estar ligados a fenómenos de toxicidad, posibilidad de acumulación, modificación de los caracteres organolépticos de las aguas, y presentan dificultades para su determinación analítica.

Al igual que los metales pesados, entran en la cadena alimentaria produciendo una sucesiva bioconcentración, que en algunos organismos, especialmente los de nivel trófico más alto, ha alcanzado valores de 1.000 y 10.000 veces su concentración en el agua.

La contaminación por estos grupos de compuestos se deriva de actividades domésticas, industriales y agrícolas.

Entre los grupos más característicos de este grupo de contaminantes pueden señalarse los siguientes: hidrocarburos clorados, hidrocarburos aromático-policíclicos, fenoles, pesticidas organoclorados y organofosforados, aceites y grasas, mercaptanos, trihalometanos, detergentes, bifenilos policlorados, sustancias húmicas, etc.

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A continuación se comentan algunos de ellos.

Plaguicidas

Cualitativa y cuantitativamente, los plaguicidas representan, y con diferencia, la más seria amenaza al medio ambiente de los compuestos orgánicos insecticidas, fungicidas, acaricidas, herbicidas, nematoridas, rodenticidas.

En España, según la Directiva de la CEE del año 1987, esta prohibida la utilización de DDT, aldrín, dieldrín, endrín, clordano, HCH que contenga menos del 99% del isómero gamma (lindano), heptacloro, hexaclorobenceno y toxafeno, salvo en tratamientos muy especiales.

El grado de nocividad de los plaguicidas presentes en el agua es difícil de determinar. No se tienen datos epidemiológicos.

Los principales grupos son: organoclorados, organofosforados, carbamatos, triazinas y fenoxiácidos. Los más resistentes a la biodegradación son los organoclorados. Aunque también los más tolerables para los animales superiores, y los más hábiles son los organofosforados. En la mayor parte de los casos se degradan, pero los productos resultantes poseen casi la misma toxicidad.

Resulta muy difícil predecir la inercia química o biológica de un plaguicida, porque pequeñas diferencias en una misma estructura conducen a comportamientos absolutamente diferentes. Se conocen la mayor parte de los metabolitos de los plaguicidas, aunque no tanto los efectos medioambientales de su bioacumulación.

Detergentes

Los detergentes aniónicos son los más empleados: los primeros fueron los alquilbencenosulfanatos (ABS), muy resistentes a la degradación microbiana y tóxicos para la vida acuática. Este dato fue conocido hacia el año 1960, y a partir de entonces se vienen sustituyendo por los llamados alquilsulfonatos lineales (LAS), aunque parece que lentamente.

Éstos son fácilmente degradables por las bacterias, lo que quiere decir que no poseen bastante toxicidad. Influyen en este proceso el oxígeno disuelto y la dureza, el primero potenciándolo y el segundo atenuándolo, por razones hasta ahora desconocidas. En general, la longitud de la cadena de estas moléculas aumenta la toxicidad, como podría preverse.

Fenoles

Si exceptuamos las sustancias húmicas, la contribución natural a las aguas es insignificante y bastante biodegradable. Su procedencia es principalmente industrial (industria química, del carbón, celulosa, petroquímica), aunque también hay que mencionar la degradación de algunos plaguicidas.

Hidrocarburos

En las aguas continentales están presentes por fugas de oleoductos y vertidos industriales. Dan al agua un sabor y olor desagradables, lo que permite detectarlos en cantidades incluso de ppb, que además se intensifica con la cloración. La película superficial impide el intercambio gaseoso agua-aire, con el consiguiente trastorno para la vida acuática.

Bifenilos Policlorados (PCB's)

Por su fórmula son muy parecidos a los plaguicidas organoclorados: poseen núcleos aromáticos muy sustituidos con cloro. Se emplean desde 1920 en la fabricación de plásticos, papel de envolver, plaguicidas, pinturas epoxy, neumáticos, componentes eléctricos, aislantes dieléctricos (porque retardan eficazmente su combustión debido a su alta resistencia a ella), etc. Esta enorme inercia no es sólo químico sino también

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biológica: son los microcontaminantes orgánicos más persistentes que se conocen, más incluso que el DDT.

Sustancias húmicas

Este último tipo de sustancias es el menos nocivo para el medio ambiente, de hecho procede de él. Lo constituye un número indeterminado de sustancias, muchas de ellas desconocidas, que resultan de la lixiviación de la capa orgánica del suelo, constituida por los restos más o menos transformados de las plantas (hojas y fracción leñosa, fundamentalmente).

Se han clasificado en tres grupos por su sistemática de extracción: ácidos fúlvicos, húmicos y humina. Sólo los fúlvicos, por su menor peso molecular, están disueltos en el agua. Los húmicos y la humina permanecen en el sedimento, y sólo afectan al agua a través del intercambio de cationes y de materia orgánica con ella.

Contaminantes biológicos

Los microorganismos constituyen la parte biológica de la contaminación del agua, y han sido la causa de las grandes epidemias que se han producido a lo largo de la historia de la humanidad. Como ejemplos se puede citar el tifus, el cólera, la disentería, etc. A pesar de ello no todos los microorganismos son igualmente nocivos (patógenos): algunos son inocuos y otros son de gran utilidad para la auto depuración de los ríos.

El número de bacterias patógenas para el hombre y los animales presentes en el agua es muy reducido y difícil de determinar. Por ello, y dado que la mayoría de dichos gérmenes patógenos viven en el intestino del hombre y de los animales de sangre caliente, en general la detección de una contaminación fecal constituye una excelente señal de alarma.

Los metabolitos de algas y actinomicetos emitidos en el medio hídrico pueden producir olores, sabores y turbidez.

En la tabla siguiente se han representado las concentraciones de los principales gases que influyen en el efecto invernadero, así como el porcentaje de aumento anual, la contribución por kilogramo y la contribución total.

CONTRIBUCIONES AL EFECTO INVERNADERO

Gas Concentración

en ppm

% de aumento anual

0,5

Contribución por kg

Contribución ef. invern

CO2 352 1 60

CH 4 1,7 1,1 45 15

N 20 0,31 0,3

0,5

300 5

03 0,030 3 8

CFC's 0,00078 6 6.000 22

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Si aumentase la temperatura de la Tierra se producirían cambios climáticos drásticos que afectarían a todo el planeta. Una de las consecuencias podría ser la descongelación de los casquetes polares, con el consiguiente aumento del nivel del mar. Esta teoría la anunció la Agencia norteamericana para la Protección del medio Ambiente (EPA), prediciendo que el nivel del mar subiría unos dos metros de aquí al año 2100. La mayoría de los científicos no está de acuerdo con dichos datos.

En la actualidad, los científicos no se ponen de acuerdo tanto al hablar del efecto en sí como de las consecuencias. En los cambios meteorológicos intervienen un elevado número de variables, por lo que globalmente no siempre un aumento de la concentración de estos gases en la atmósfera llevará implícito el aumento de la temperatura de la Tierra. Así, por ejemplo, este aumento de temperatura podría verse contrarrestado, por el incremento de la evaporación del agua, lo que provocaría un aumento de la nubosidad y por tanto un descenso de la temperatura. Por otra parte, la molécula de agua también absorbe radiación infrarroja, lo que produciría el efecto contrario.

Otro factor que influye es la absorción de radiación por el agua de los océanos, que mitigaría dicho calentamiento. Según los datos de los que se dispone, la temperatura media del planeta aumentó 0,6 °C entre los años 1885 y 1940, disminuyendo posteriormente unos 0,2 °C en todo el mundo hasta el año 1960 y aumentando un poco globalmente a partir de dicha fecha. Estos últimos datos estarían en concordancia con el efecto de los mares.

Efecto de la Contaminación las Aguas

Los contaminantes del agua, ya sean introducidos por vía doméstica, industrial o agrícola, pueden producir, en general, numerosos tipos de efectos que habrán de estudiarse en función del uso que se quiera dar al agua, o bien, dentro de la perspectiva de tener unas aguas de mejor calidad, con el fin de preservar la vida acuática y poderla dedicar a fines recreativos o puramente estéticos.

En el presente apartado se comentan los principales efectos que producen cada uno de los elementos contaminantes, ya sean sobre el hombre, los ecosistemas o los materiales.

Hay que destacar, además de los efectos que el agua contaminada puede producir por su consumo directo, aquellos que se originan indirectamente, como es el caso de la producción de alimentos con agua contaminada o la transmisión de enfermedades (huéspedes intermedios).

Efectos Provocados por los Sólidos en Suspensión

Los sólidos en suspensión absorben la radiación solar, de modo que disminuyen la actividad fotosintética de la vegetación acuática. Al mismo tiempo obstruyen los cauces, embalses y lagos. También intervienen en los procesos de producción industrial y pueden corroer los materiales y encarecer el costo de depuración del agua.

Efectos Provocados por los Fenoles

Los peces, especialmente las especies grasas como la trucha, el salmón y las anguilas, los acumulan. Pero el mayor problema reside en que cuando llegan a las plantas de cloración convencionales dan lugar a los clorofenoles, confiriendo al agua un sabor muy desagradable incluso en unidades de ppb.

Efectos provocados por las grasas y aceites

El hecho de que sean menos densos que el agua e inmiscibles con ella, hace que se difundan por la superficie, de modo que pequeñas cantidades de grasas y aceites pueden cubrir grandes superficies de agua. Además de producir un impacto estético, reducen la reoxigenación a través de la interfase aire-agua, disminuyendo el oxígeno disuelto y absorbiendo la radiación solar, afectando a la actividad fotosintética y, en consecuencia, la producción interna de oxígeno disuelto. Encarecen los tratamientos de depuración, y algunos aceites, especialmente los minerales, suelen ser tóxicos.

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Efectos provocados por el calor

El principal efecto es la disminución del oxígeno disuelto. Del mismo modo, puede actuar directamente sobre el metabolismo de los animales acuáticos. El aumento de temperatura incrementa las velocidades de reacción biológicas y la solubilidad de algunos compuestos.

Efectos provocados por los detergentes

No es sólo la bioconcentración el problema medioambiental, también lo es el acceso del oxígeno a la masa de agua, a causa de la espuma en su superficie y el hecho de aumentar la toxicidad del 3,4-benzopireno, otro microcontaminante de enorme acción cancerígena.

El verdadero problema medioambiental causado por los detergentes reside en los polifosfatos, incluidos en su formulación para ablandar el agua.

Efectos provocados por los hidrocarburos

Los más destacables por su peligrosidad son los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH's) (núcleos aromáticos condensados), no sólo presentes en pequeñísima cantidad en el petróleo sino también en los bosques de abetos y hayas. Son cancerígenos y en particular el benzopireno que es el mejor estudiado, en el que ha observado un corto período de latencia.

A pesar de su enorme liposolubilidad, apenas se acumulan en el tejido graso ya que se metabolizan pronto, siendo uno de sus metabolitos el agente carcinógeno. Constituyen un gran número, y por ello se suele limitar su análisis a los seis más frecuentes: ftuoranteno; 3,4-enzoftuorantenos; 11,12-benzofluoranteno; 3,4-benzopireno; 1,12-benzopireno; indeno-1,2,3-pireno. En el proceso de potabilización una parte suele ser eliminada en la floculación-filtración y la otra en la oxidación, quedando muy poca cantidad en el agua tratada.

Parece ser que los detergentes potencian su toxicidad, como antes se ha dicho. A pesar de su inercia química se ha comprobado su biodegradación, aunque lenta.

Los efectos de la contaminación del petróleo pueden considerarse a corto y a largo plazo.

Los efectos a corto plazo se engloban en dos categorías:

- Los causados por revestimiento y asfixia.

Entre los efectos se encuentran: la reducción de la transmisión de luz, disminución del oxígeno disuelto, daños en las aves acuáticas, ya que las buceadoras y nadadoras sufren la impregnación de las plumas, lo que las incapacita para el vuelo y la flotación.

- Los procedentes de la toxicidad del petróleo.

Entre los efectos debidos al carácter tóxico del petróleo pueden subrayarse los siguientes:

' Narcosis: los hidrocarburos saturados con bajos puntos de ebullición producen, en baja concentración, narcosis en los invertebrados marinos, y en mayores concentraciones su muerte.

' Letalidad: los hidrocarburos aromáticos de bajo punto de ebullición (xileno, tolueno, benceno) son venenosos para todos los seres vivos, pudiendo provocar la muerte por contacto directo con la mancha de petróleo.

• Entre los efectos a largo plazo podemos destacar:

• Acumulación y amplificación en la cadena trófica: una vez que un hidrocarburo penetra en la cadena trófica permanecerá totalmente inalterable independientemente de su estructura, lo que conduce a su acumulación y ulterior concentración hasta alcanzar cantidades tóxicas.

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Vehiculación de ciertos compuestos: ciertos compuestos, como los plaguicidas, disueltos en la película de petróleo pueden alcanzar concentraciones más elevadas de las que normalmente alcanzarían en agua contaminada, llegando así más fácilmente hasta los organismos susceptibles de contaminarse.

Efectos provocados por las sustancias húmicas

No presentan un problema medioambiental por sí solas, sino porque al ser degradadas lentamente, llegan, entretanto, a las plantas urbanas de cloración, donde producen compuestos halorgánicos (generalmente clorados) de uno o dos átomos de carbono, sustancias, como sabemos, cancerígenas (el más abundante es el cloroformo).

Esto no sería problema si se añadiera mayor cantidad de cloro de forma que se completara su oxidación, pero al no ser posible, sólo se oxidan parcialmente y los restos orgánicos que quedan producen los llamados trihalometanos o compuestos haloformes.

Como en tantos tóxicos cancerígenos, resulta muy difícil establecer la relación causa-efecto entre cloración y carcinogenicidad, debido al largo período de latencia (de 20 a 30 años) entre exposición y supuesta aparición de cáncer.

Efectos provocados por la materia orgánica

Sus efectos son diferentes según se trate de materia orgánica biodegradable o no biodegradable. La primera provoca una disminución del oxígeno disuelto por consumo de éste en los procesos de degradación, reduciendo la capacidad de auto depuración de un río. Cuando se ha consumido todo el oxígeno disuelto, la degradación se toma anaeróbica, desapareciendo la vida animal y apareciendo compuestos típicos de la putrefacción, generalmente mal olor, como el sulfhídrico, la putrescina. etc.

La segunda puede presentar efectos diferentes como son la acumulación en los tejidos animales y la toxicidad.

Efectos provocados por la materia inorgánica

Los efectos debidos a la presencia de materia inorgánica pueden ser de características muy diversas. Pueden ser tóxicos, como los efectos producidos por las sales de los metales pesados. inductivos, como los producidos por la acidez y la alcalinidad, que varían la toxicidad de algunas sustancias, disuelven precipitados, etc.

La salinidad, en general, disminuye la concentración de oxígeno disuelto, favorece la formación de espumas y aumenta la presión osmótica. Por otra parte, la presencia de sales inorgánicas en grandes cantidades puede inutilizar procesos industriales y producir incrustaciones.

Un problema peligroso es el que presentan los nitratos que entran a formar parte del medio hídrico por vía agrícola. Todavía no está totalmente aclarado el efecto que puede tener sobre la salud humana el consumo de agua con alto contenido de nitratos. El principal efecto patógeno que podría atribuirse a los nitratos es la metahemoglobinemia, originada por la reacción de los nitritos con la hemoglobina de la sangre, con formación de hierro ferroso y generación de metahemoglobina.

Esta enfermedad se caracteriza por una dificultad respiratoria que en ocasiones acaba en asfixia. Los más propensos a sufrir esta intoxicación son los niños y los animales de granja. Cuando la concentración normal de metahemoglobina, que está comprendida entre el 1 y 2 %, se eleva al 10 %, se presenta como primera manifestación clínica un proceso de cianosis. Concentraciones entre el 30 y el 40 % producen signos de anoxia, pudiendo presentarse estados de coma con concentraciones superiores.

Por lo que se refiere a una posible relación de los nitratos con el cáncer, debida a la formación de nitrosaminas, no existe hasta el momento evidencia directa.

Los metales pesados son tóxicos por ser biorrefractarios y bioacumulativos. Cuando se arranca desde los niveles tróficos más bajos y alcanza a los superiores o el hombre, el metal ha podido concentrarse incluso varios miles de veces. El ejemplo más espectacular, en relación con la actividad biológica, es el trágico

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episodio ocurrido en la ciudad de Minimata (Japón) en 1960.

En efecto, en la bahía del mismo nombre eran vertidas aguas residuales que contenían compuestos orgánicos e inorgánicos de mercurio. Los microorganismos presentes en el agua transformaban estos compuestos de mercurio en metilmercurio, compuesto extraordinariamente tóxico que es fácilmente asimilado y concentrado por la cadena alimentaria hasta llegar a la población humana a través de los peces.

Efectos provocados por los compuestos orgánicos sintéticos

En las ultimas décadas se ha producido una intensa proliferación de compuestos orgánicos de síntesis. Entre ellos, los PCB's y los pesticidas son los que mayor preocupación ambiental han suscitado. Esto se debe a que son compuestos relativamente estables, difíciles o lentamente degradables, capaces de bioacumularse y de amplificarse a lo largo de las cadenas tróficas de los ecosistemas, y con efectos tóxicos para distintos niveles de organismos, manifestando su toxicidad de forma aguda y, sobre todo, crónica: alteraciones en la conducta, en el desarrollo embrionario, en la viabilidad de los individuos.

Efectos provocados por los organismos patógenos

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los efectos que los diferentes tipos de organismos pueden producir sobre el hombre son los siguientes:

• virus: infecciones víricas, inflamaciones cutáneas y oculares.

- Bacterias: infecciones gastrointestinales, endémicas o epidémicas, como cólera, fiebres tifoideas, salmonelosis, etc.

• Protozoos y metazoos: enfermedades parasitarias como la hidatidosis, esquistosomiasis, etc.

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS

Dada la facilidad de transmisión de contaminantes del suelo a otros medios como el agua o la atmósfera, serán estos factores los que generen efectos nocivos, aun siendo el suelo el responsable indirecto del daño por lo que los efectos han sido tratados en otros puntos.

La presencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de potenciales efectos nocivos para el hombre, la fauna en general y la vegetación. Estos efectos tóxicos dependerán de las características toxicológicas de cada contaminante y de la concentración del mismo.

De forma general, la presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación, induciendo su degradación, la reducción del número de especies presentes en ese suelo, y más frecuentemente la acumulación de contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en éstas. En el hombre, los efectos se restringen a la ingestión y contacto dérmico, que en algunos casos ha desembocado en intoxicaciones por metales pesados y más fácilmente por compuestos orgánicos volátiles o semivolátiles.

Indirectamente, a través de la cadena trófica, la incidencia de un suelo contaminado puede ser más relevante. Absorbidos y acumulados por la vegetación, los contaminantes del suelo pasan a la fauna en dosis muy superiores a las que podrían hacerlo por ingestión de tierra. Cuando estas sustancias son bioacumulables, como es el caso de varios metales pesados, los pesticidas, los PCB's y un largo etcétera, el riesgo se amplifica al incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos en la cadena trófica, en cuya cima se encuentra el hombre. A través de la carne, la leche o el pescado se pueden presentar intoxicaciones de importancia tras una bioacumulación de sustancias tóxicas y persistentes.

A continuación se exponen una serie de ejemplos significativos de los cambios experimentados por las reacciones químicas que tienen lugar en el suelo, al verse afectadas por la presencia en el mismo de diversos tipos de contaminantes, modificándose las fórmulas de aparición de las especies químicas normales constituyentes o incorporándose especies ajenas.

Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos originan, gracias a la capacidad intercambiadora del medio edáfico, la liberación del ión aluminio, desplazándose hasta ser absorbido en exceso por las raíces de

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las plantas, afectando a su normal desarrollo.

En otros casos, se produce una disminución de la presencia de las sustancias químicas en el estado favorable para la asimilación por las plantas. Así pues, al modificarse el pH del suelo, pasando de básico a ácido, el ión manganeso que está disuelto en el medio acuoso del suelo se oxida, volviéndose insoluble e inmovilizándose.

Tratamiento de las aguas de proceso

El abastecimiento de agua a la industria puede realizarse bien por el suministro publico o bien por captaciones independientes en pozos o aguas superficiales continentales, utilizándose las aguas marinas únicamente en casos de extrema necesidad. La industria debe tender a emplear preferentemente aguas superficiales, es decir de ríos, lagos, embalses, etc. Tales aguas presentan características variables:

• De temperatura, según las estaciones climáticas.

De salinidad, según la naturaleza de los suelos (síliceos o calcáreos), o también según la importancia de los vertidos aguas arriba.

• De contaminación orgánica, según la naturaleza del suelo y de los vertidos.

De contaminación física, por materias en suspensión.

Para poder determinar las condiciones de tratamiento, es necesario un conocimiento profundo de tales variaciones.

Las aguas de pozo, por el contrario, presentan la ventaja de una cierta constancia de temperatura y de salinidad.

Cualquiera que sea el uso final del agua y los tratamientos posteriores a los que debería someterse, en algunos casos es aconsejable efectuar un tratamiento general de desbaste o de filtración en las proximidades de la toma de agua.

Los usos principales del agua en la industria son:

• Sanitario: Emplean en inodoros, duchas e instalaciones que garanticen la higiene personal.

Transmisión de calor o refrigeración: es, como mucho, el uso industrial que más cantidad de agua emplea. Aproximadamente el 80 % del agua industrial corresponde a esta aplicación, siendo las centrales térmicas y nucleares las instalaciones que más agua necesitan.

• Producción de vapor: suele estar dirigida a la obtención de un medio de calentamiento del producto que se desea elaborar.

• Materia prima: el agua puede ser incorporada al producto final, como en el caso de la prod,acción de bebidas, o puede suministrar un medio adecuado a determinadas reacciones químicas.

• Utilización como disolvente en los diferentes procesos productivos.

• Labores de limpieza de las instalaciones.

• Obtención de energía: referido a las centrales hidroeléctricas y- a las actividades que usan vapor de agua para el movimiento de turbinas.

Como ya se ha indicado, la transmisión de calor o refrigeración es el uso más importante de los expuestos en

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cuanto a cantidad de agua utilizada, por lo que a continuación se realiza un estudio más detallado de esta aplicación.

Agua para generadores de vapor

La caldera es un recipiente en el cual tiene lugar una vaporización del agua mediante aporte de energía calorífica obtenida de un combustible fósil o nuclear.

El vapor es un medio de transporte de energía relativamente fácil para distancias cortas, razón por la cual encuentra numerosas aplicaciones industriales como medio de calefacción y también como fuerza motriz.

El objetivo de los tratamientos de aguas para caldera es reducir y evitar los tres principales problemas asociados a la generación de vapor:

• La formación de incrustaciones.

• La corrosión.

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Sedimentación marina y cambio climático Page 1 of 2

Ecología

Sedimentación marina y cambio climático Por Marc Aurell

-41 El incremento progresivo de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera de nuestro planeta se ha relacionado con el calentamiento global del clima detectado en los últimos años. Pero dentro del ecosistema terrestre, existen ciertos mecanismos de control que limitan la cantidad de CO2 presente en la atmósfera, entre ellos se encuentra la captación de este gas por las plantas para realizar la fotosíntesis. De este modo, el CO2 se incorpora a la estructura de los vegetales terrestres, disminuyendo, en último término, la concentración de este gas en la atmósfera.

Otro importante almacén de CO2 es el que se encuentra en ciertos sedimentos marinos. El agua de los mares contiene una cantidad de CO2 disuelto cuatro veces mayor del que se encuentra libre en la atmósfera. Parte de este CO2 se almacena en el fondo de los mares, como consecuencia de la acumulación de los restos de ciertos organismos que lo utilizan para construir sus conchas y esqueletos. La supervivencia de estos organismos es capital para controlar los efectos de esas emisiones a la atmósfera sobre el cambio climático.

Ciertos organismos invertebrados, tales como corales, bivalvos o algas, utilizan el CO2 para construir sus conchas y esqueletos a partir de la precipitación de carbono cálcico (CO3 Ca). La fórmula simplificada de este proceso, conocida como ecuación de equilibrio del dióxido de carbono, se puede expresar de la siguiente manera: H2O + CO2 + Ca++ = CO3Ca + 2 H+

Los restos y fragmentos de conchas y esqueletos calcáreos forman sedimentos tanto en zonas continentales (lagos, cursos fluviales) como marinas. Las mayores acumulaciones se concentran en zonas marinas cálidas de escasa profundidad, adosadas a continentes e islas, que definen dominios de sedimentación conocidos como plataformas carbonatadas. La acumulación de carbonatados ha sido constante durante la historia geológica. Su posterior enterramiento y consolidación ha originado un importante volumen de rocas calcáreas en la corteza terrestre. Aproximadamente, 1/6 de las rocas presentes en la corteza terrestre son de naturaleza carbonatada lo que supone un enorme almacén de CO2 fósil, que forma parte de la estructura mineral de los carbonatados. Otros se localizan en los yacimientos de hidrocarburos y carbones, así como en los hielos de los casquetes polares.

Parte del CO2 presente en la atmósfera puede disolverse en las aguas marinas, en función de la temperatura, de modo que las aguas frías son capaces de disolver mayores cantidades de este gas antes de alcanzar su nivel de saturación. De hecho, las aguas marinas frías se encuentran subsaturadas en 002. Debido a las diferencias de densidad entre las aguas volcánicas existe un flujo continuo de las masas oceánicas frías hacia zonas de latitud inferior, donde las aguas incrementan su temperatura. Ello motiva que se alcance el límite de saturación de CO2 y que pueda ser transferido de nuevo a la atmósfera.

Sin embargo, la transferencia de CO2 de los mares es limitada cuando las condiciones ambientales son adecuadas para la producción orgánica de carbonato; en último término, la remoción del CO2 disuelto en las aguas marinas y su acumulación como sedimento carbonatado en los fondos marinos disminuye su concentración en la atmósfera. Los organismos más efectivos en la producción de carbonato son los que forman parte de los sistemas de los arrecifes, en especial los corales y algas calcáreas. Se encuentran en las zonas someras de los mares tropicales y subtropicales, entre 30°ree de latitud Norte y Sur. El de mayor extensión se localiza al este de Australia, donde forma una barrera prácticamente continua de casi 3.000 km de longitud.

Debido al papel de los organismos, el mecanismo de producción de carbonato es muy sensible a posibles cambios en el ecosistema. Por ejemplo, los aportes continentales de arcillas o limos, que quedan en suspensión en las aguas marinas, no los toleran ya que la arcilla puede cegar sus aparatos respiratorios, enterrar los sustratos duros necesarios para su fijación o disminuir e impedir la penetración de la luz necesaria para su desarrollo. Actividades humanas como la edificación de complejos turísticos en zonas costeras o la tala de bosques, con sus consecuencias sobre la erosión del terreno implican la incorporación adicional de sedimentos terrígenos y sustancias contaminantes en los medios marinos someros. Esto tiene como consecuencia la degradación de los arrecifes y la disminución en el crecimiento de las plataformas carbonatadas.

El calentamiento global de la atmósfera, debido en gran medida a las emisiones industriales de 002, ha provocado la fusión parcial de los casquetes polares y una mayor evaporación del agua. El vapor de agua

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contribuye al efecto invernadero, de modo que su mayor concentración en la atmósfera va ligada a un incremento de la temperatura. Si los factores ambientales son adecuados, la remoción del CO2 atmosférico para la construcción de los arrecifes y plataformas carbonatadas puede compensar la intensidad del efecto invernadero. Sin embargo, en caso de que exista algún calentamiento de la atmósfera. De esta manera, el calentamiento inicial de la atmósfera implica capacidad de disolver CO2. Este , que ya no podrá ser captado por los organismos ni almacenado en los sedimentos carbonatados, será transferido a la atmósfera. El nuevo CO2 implica un calentamiento de la atmósfera, que, a su vez, calentará más las aguas marinas, las cuales expulsarán más CO2 a la atmósfera, etcétera.

Para algunos investigadores, el calentamiento detectado en la atmósfera terrestre es menor del que cabría esperar, teniendo en cuenta la cantidad de CO2 emitido a partir de la combustión de hidrocarburos fósiles. Esto se debe a la existencia de ecosistemas naturales que controlan la cantidad de CO2 atmosférico, en especial las plataformas marinas carbonatadas y los arrecifes de coral. Si seguimos destruyendo estos potentes reguladores climáticos caeremos en el círculo vicioso descrito, con consecuencias catastróficas para el ser humano.

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