Caliche ( / k ə ˈ l iː tʃ iː / ) es una roca sedimentaria , un cemento natural endurecido de carbonato de calcio que une otros materiales, como grava, arena, arcilla y limo. Ocurre en todo el mundo, en los órdenes de suelos aridisol y mollisol , 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 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 India). Pertenece a los duricrusts . El término caliche es tomado del español y es originario de la palabra latina calx , que significa cal . [1]
El caliche es generalmente de color claro, pero puede variar de blanco a rosa claro y marrón rojizo, dependiendo de las impurezas presentes. Generalmente ocurre en la superficie o cerca de ella, pero también se puede encontrar en depósitos del subsuelo más profundos. Las capas varían desde unos pocos centímetros hasta pies de espesor, y pueden existir varias capas en un solo lugar. Una capa de caliche en un perfil de suelo a veces se denomina horizonte K. [2] [3]
En el norte de Chile y Perú , caliche también se refiere a depósitos minerales que incluyen sales de nitrato . [4] [5] 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 nitro de sodio .
Un material similar, compuesto de sulfato de calcio en lugar de carbonato de calcio , se llama yeso .
El caliche se forma donde la precipitación anual es inferior a 65 centímetros (26 pulgadas) por año y la temperatura media anual supera los 5 °C (41 °F). Las mayores precipitaciones lixivian completamente el exceso de calcio del suelo, mientras que en climas muy áridos, las precipitaciones son inadecuadas para lixiviar el calcio y sólo se forman finas capas superficiales 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 exceder 15 veces los valores atmosféricos normales. Esto permite que el carbonato de calcio se disuelva como bicarbonato. Cuando la lluvia es adecuada pero no excesiva, el bicarbonato de calcio es arrastrado hacia el horizonte B. Aquí hay menos actividad biológica, el nivel de dióxido de carbono es mucho menor y el bicarbonato vuelve a ser carbonato insoluble. Se acumula una mezcla de carbonato de calcio y partículas de arcilla, formando primero 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 formas. Puede formarse cuando el agua asciende por acción capilar . En una región árida, el agua de lluvia se hunde muy rápidamente en el suelo. Más tarde, a medida que la superficie se seca, el agua debajo de la superficie asciende, arrastrando minerales disueltos desde 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 se encuentra 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 las precipitaciones rondan los 35 centímetros (14 pulgadas) por año, la capa de caliche será tan superficial como 25 centímetros (9,8 pulgadas). Cuando las precipitaciones rondan los 75 centímetros (30 pulgadas) por año, la capa de caliche estará a una profundidad de alrededor de 125 centímetros (49 pulgadas). La capa de caliche desaparece por completo en climas templados si las precipitaciones anuales superan los 100 centímetros (39 pulgadas). [9]
La fuente de calcio en el caliche puede ser el lecho de roca subyacente, pero el caliche se puede formar incluso sobre un lecho de roca que no es rico en calcio. Esto se atribuye al calcio introducido en forma de polvo eólico . [10] [11]
Si bien la formación de otros caliches se comprende relativamente bien, el origen del caliche chileno no se conoce con claridad. Una posibilidad es que los depósitos se formaran cuando se evaporó un mar interior prehistórico . Otra teoría es que fue depositado 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 la ubicación de un lago prehistórico ahora desecado. [12]
El caliche altamente endurecido (endurecido) se conoce como calcreta y da lugar a accidentes geográficos característicos en ambientes áridos. La calcreta se encuentra en todo el registro geológico, formando un registro del clima pasado. Los ejemplos incluyen calcretas del Misisipio en el sur de Gales y 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 es a menudo un indicador de un 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 de Texas pueden utilizarse en la fabricación de cemento Portland ; el caliche cumple con los requisitos de composición química y ha sido 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 muros de caliche. [16] El caliche también se usó en morteros utilizados en las construcciones mayas en la Península de Yucatán en México . [17] También se construyeron utilizando caliche un dormitorio en Ingram, Texas , y un edificio de demostración en Carrizo Springs, Texas , para el Departamento de Energía de los Estados Unidos, 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 carreteras más utilizados en el sur de África . El caliche se utiliza ampliamente como material base cuando está disponible localmente y es barato. Sin embargo, no resiste la humedad (lluvia) y nunca se usa si se dispone de un material base de roca dura, como piedra caliza. [19]
Se necesita una fuente casi pura de carbonato de calcio para refinar el azúcar . Debe contener al menos un 95% de carbonato cálcico (CaCO 3 ) y tener un bajo contenido en magnesio. Además, el material debe cumplir ciertos requisitos físicos para que no se descomponga al quemarse. Aunque el caliche generalmente no cumple con todos los requisitos para refinar el azúcar, se usa en áreas donde no está presente otra fuente de carbonato de calcio, como la piedra caliza. Si bien el caliche requiere beneficio para cumplir con los requisitos, su uso aún puede ser significativamente más económico que el envío en piedra caliza. [20]
En el desierto de Atacama , en el norte de Chile , vastos depósitos de una mezcla, también denominada caliche , están compuestos 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 por exportaciones para Chile hasta la Primera Guerra Mundial, cuando Europa comenzó a producir ambos nitratos industrialmente en grandes cantidades. [21]
Los depósitos contienen en promedio un 7,5% de nitrato de sodio, así como sulfato de sodio (18,87%), cloruro de sodio (4,8%) y cantidades menores de potasio, calcio, magnesio, borato , yodo y perclorato . Aproximadamente dos tercios de los depósitos son minerales de ganga insolubles . Los lechos de caliche tienen desde 2 cm hasta varios metros de espesor 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 de roca para formar depósitos de lecho de roca. [21]
Los lechos de caliche pueden causar problemas a la agricultura. Primero, una capa de caliche impermeable impide que el agua se drene adecuadamente, lo que puede impedir que las raíces reciban 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 provocar que el suelo circundante sea básico . La tierra básica, junto con el carbonato de calcio del caliche, puede impedir que las plantas obtengan suficientes nutrientes, especialmente hierro . La deficiencia de hierro hace que las hojas más jóvenes se pongan amarillas. La saturación del suelo sobre el lecho de caliche puede empeorar la condición. [22] Su dureza también puede dificultar la excavación de proyectos como canales.
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