El caliche ( / k ə ˈ l iː tʃ iː / ) (sin relación con la jerga callejera "Caliche" hablada en El Salvador ) es una roca sedimentaria , un cemento natural endurecido de carbonato de calcio que une otros materiales, como grava, arena, arcilla y limo. Se encuentra en todo el mundo, en los órdenes de suelos aridisol y molisol , generalmente en regiones áridas o semiáridas , incluso en el centro y oeste de Australia , en el desierto de Kalahari , en las Altas Llanuras del oeste de los Estados Unidos , en el desierto de Sonora , el desierto de Chihuahua y el desierto de Mojave de América del Norte, y en el este de Arabia Saudita en Al-Hasa . El caliche también se conoce como calcreta o kankar (en la India). Pertenece a los duricrustos . El término caliche se toma prestado del español y proviene originalmente de la palabra latina calx , que significa cal . [1]
El caliche es generalmente de color claro, pero puede variar de blanco a rosa claro o marrón rojizo, dependiendo de las impurezas presentes. Generalmente se encuentra en la superficie o cerca de ella, pero también se puede encontrar en depósitos de subsuelo más profundos. Las capas varían de unos pocos centímetros a pies de espesor, y pueden existir múltiples capas en una sola ubicación. Una capa de caliche en un perfil de suelo a veces se denomina horizonte K. [2] [3]
En el norte de Chile y Perú , el caliche también se refiere a depósitos minerales que incluyen sales de nitrato . [4] [5] El caliche también puede referirse a varios depósitos arcillosos en México y Colombia . Además, se ha utilizado para describir algunas formas de cuarcita , bauxita , caolinita , laterita , calcedonia , ópalo y nitrato de sodio .
Un material similar, compuesto de sulfato de calcio en lugar de carbonato de calcio , se llama costra de yeso .
El caliche se forma donde la precipitación anual es menor a 65 centímetros (26 pulgadas) por año y la temperatura media anual excede los 5 °C (41 °F). Las mayores precipitaciones lixivian completamente el exceso de calcio del suelo, mientras que en climas muy áridos, la lluvia es inadecuada para lixiviar el calcio en absoluto y solo se forman capas superficiales delgadas de calcita . Las raíces de las plantas juegan un papel importante en la formación del caliche, al liberar grandes cantidades de dióxido de carbono en el horizonte A del suelo. Los niveles de dióxido de carbono aquí pueden superar 15 veces los valores atmosféricos normales. Esto permite que el carbonato de calcio se disuelva como bicarbonato . Donde la lluvia es adecuada pero no excesiva, el bicarbonato de calcio es transportado hacia el horizonte B. Aquí hay menos actividad biológica, el nivel de dióxido de carbono es mucho menor y el bicarbonato se revierte a carbonato insoluble. Una mezcla de carbonato de calcio y partículas de arcilla se acumula, primero formando granos, luego pequeños grumos, luego una capa discernible y, finalmente, un lecho sólido más grueso. [6]
Sin embargo, el caliche también se forma de otras maneras. Puede formarse cuando el agua asciende por acción capilar . En una región árida, el agua de lluvia se hunde en el suelo muy rápidamente. Más tarde, a medida que la superficie se seca, el agua debajo de la superficie asciende, arrastrando minerales disueltos de las capas inferiores. Estos precipitan a medida que el agua se evapora y se pierde dióxido de carbono. Este movimiento del agua forma un caliche que está cerca de la superficie. [7] El caliche también puede formarse en afloramientos de rocas porosas o en fisuras de rocas donde el agua queda atrapada y se evapora. [8] En general, la deposición de caliche es un proceso lento, que requiere varios miles de años. [3]
La profundidad de la capa de caliche es sensible a la precipitación media anual. Cuando la precipitación es de alrededor de 35 centímetros (14 pulgadas) por año, la capa de caliche tendrá una profundidad de hasta 25 centímetros (9,8 pulgadas). Cuando la precipitación es de alrededor de 75 centímetros (30 pulgadas) por año, la capa de caliche tendrá una profundidad de alrededor de 125 centímetros (49 pulgadas). La capa de caliche desaparece por completo en climas templados si la precipitación anual supera los 100 centímetros (39 pulgadas). [9]
La fuente de calcio del caliche puede ser el lecho rocoso subyacente, pero el caliche puede formarse incluso sobre un lecho rocoso que no es rico en calcio. Esto se atribuye al calcio que se introduce en forma de polvo eólico . [10] [11]
Si bien la formación de otros caliches se conoce relativamente bien, el origen del caliche chileno no se conoce con claridad. Una posibilidad es que los depósitos se formaron cuando se evaporó un mar interior prehistórico . Otra teoría es que se depositó debido a la erosión de los Andes .
Uno de los depósitos de calcreta más grandes del mundo se encuentra en Makgadikgadi Pans , en Botswana , donde se encuentran calcretas superficiales en el lugar de un lago prehistórico ahora desecado. [12]
El caliche altamente endurecido se conoce como calcreta y da lugar a formas de relieve características en entornos áridos. La calcreta se encuentra en todo el registro geológico y forma un registro del clima pasado. Algunos ejemplos incluyen las calcretas del Mississippi en el sur de Gales y la roca de cobertura del Plioceno al Pleistoceno del Llano Estacado de Texas , EE. UU., y Mormon Mesa , Nevada , EE. UU. [10]
Los caliches pueden almacenar cantidades significativas de carbono, lo que los hace importantes para el ciclo global del carbono . [13]
En entornos geológicos del Jurásico, el caliche suele ser un indicador de clima cálido con una estacionalidad húmeda-seca bien marcada [14] que podría indicar monzones estacionales.
El caliche se utiliza en la construcción en todo el mundo. Sus reservas en el Llano Estacado en Texas se pueden utilizar en la fabricación de cemento Portland ; el caliche cumple con los requisitos de composición química y se ha utilizado como materia prima principal en la producción de cemento Portland. [15]
La Gran Casa en el Monumento Nacional Ruinas de Casa Grande , Arizona , EE. UU., fue construida con paredes de caliche. [16] El caliche también se utilizó en morteros utilizados en los edificios mayas de la península de Yucatán en México . [17] Un dormitorio en Ingram, Texas , y un edificio de demostración en Carrizo Springs, Texas , para el Departamento de Energía de los Estados Unidos también se construyeron utilizando caliche como parte de los estudios del Centro de Sistemas de Construcción de Máximo Potencial. [18]
En muchas zonas, el caliche también se utiliza para la construcción de carreteras, ya sea como material de revestimiento o, más comúnmente, como material de base. Es uno de los materiales de construcción para carreteras más comunes en el sur de África . El caliche se utiliza ampliamente como material de base cuando está disponible localmente y es barato. Sin embargo, no resiste la humedad (lluvia) y nunca se utiliza si se dispone de un material de base de roca dura, como la piedra caliza. [19]
Para refinar el azúcar se necesita una fuente casi pura de carbonato de calcio . Debe contener al menos un 95 % de carbonato de calcio (CaCO3 ) y tener un bajo contenido de magnesio. Además, el material debe cumplir ciertos requisitos físicos para que no se descomponga al quemarse. Aunque el caliche no suele cumplir todos los requisitos para refinar el azúcar, se utiliza en zonas donde no hay otra fuente de carbonato de calcio, como la piedra caliza. Si bien el caliche requiere un beneficio para cumplir con los requisitos, su uso puede resultar significativamente más económico que el envío en piedra caliza. [20]
En el desierto de Atacama , en el norte de Chile , existen vastos depósitos de una mezcla, también denominada caliche , compuesta de yeso , cloruro de sodio y otras sales, y arena, asociada al salitre ("salitre de Chile"). El salitre , a su vez, es un compuesto de nitrato de sodio (NaNO 3 ) y nitrato de potasio (KNO 3 ). El salitre fue una importante fuente de ingresos de exportación para Chile hasta la Primera Guerra Mundial, cuando Europa comenzó a producir ambos nitratos industrialmente en grandes cantidades. [21]
Los depósitos contienen un promedio de 7,5% de nitrato de sodio, así como sulfato de sodio (18,87%), cloruro de sodio (4,8%) y cantidades más pequeñas de potasio, calcio, magnesio, borato , yodo y perclorato . Aproximadamente dos tercios de los depósitos son minerales de ganga insolubles . Los lechos de caliche tienen un espesor de 2 cm a varios metros en depósitos aluviales, donde los minerales solubles forman un cemento en regolito no consolidado . El caliche que contiene nitrato también se encuentra impregnando el lecho rocoso para formar depósitos de lecho rocoso. [21]
Los lechos de caliche pueden causar problemas para la agricultura. En primer lugar, una capa de caliche impermeable impide que el agua drene correctamente, lo que puede impedir que las raíces obtengan suficiente oxígeno. Las sales también pueden acumularse en el suelo debido a la falta de drenaje. Ambas situaciones son perjudiciales para el crecimiento de las plantas. En segundo lugar, la naturaleza impermeable de los lechos de caliche impide que las raíces de las plantas penetren en el lecho, lo que limita el suministro de nutrientes, agua y espacio para que no puedan desarrollarse normalmente. En tercer lugar, los lechos de caliche también pueden hacer que el suelo circundante sea básico . El suelo básico, junto con el carbonato de calcio del caliche, puede impedir que las plantas obtengan suficientes nutrientes, especialmente hierro . Una deficiencia de hierro hace que las hojas más jóvenes se pongan amarillas. La saturación del suelo por encima del lecho de caliche puede empeorar la condición. [22] Su dureza también puede dificultar la excavación para proyectos como canales.
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