Un pedregal es una colección de fragmentos de roca rota en la base de un acantilado u otra masa rocosa empinada que se ha acumulado a través de desprendimientos periódicos de rocas . Las formas de relieve asociadas con estos materiales a menudo se denominan depósitos de talud . Los depósitos de talud suelen tener una forma cóncava hacia arriba, donde la inclinación máxima corresponde al ángulo de reposo del tamaño medio de las partículas de escombros . La definición exacta de pedregal en la literatura primaria es algo flexible y a menudo se superpone tanto con talud como con coluvión . [1]
El término pedregal proviene del término nórdico antiguo para deslizamiento de tierra , skriða , [2] mientras que el término talus es una palabra francesa que significa pendiente o terraplén. [3] [4]
En las regiones árticas y subárticas de gran altitud , las laderas de pedregal y los depósitos de talud suelen estar adyacentes a colinas y valles fluviales. Estas laderas empinadas suelen tener su origen en procesos periglaciares del Pleistoceno tardío . [5] Entre los sitios de pedregal notables en el este de América del Norte se incluyen las cuevas de hielo en el Área de Recreación Nacional White Rocks en el sur de Vermont y la Montaña de Hielo en el este de Virginia Occidental [6] en los Montes Apalaches . Los pedregales son más abundantes en los Pirineos , los Alpes , la Varisca , los Apeninos , la Orocantábrica y los Montes Cárpatos , la península Ibérica y el norte de Europa. [7]
El término pedregal se aplica tanto a una ladera montañosa empinada e inestable compuesta de fragmentos de roca y otros escombros, como a la mezcla de fragmentos de roca y escombros en sí. [8] [9] [10] Es un sinónimo vagamente de talud , material que se acumula en la base de una masa de roca saliente, [9] [11] o pendiente de talud , una forma de relieve compuesta de talud. [12] El término pedregal se usa a veces de manera más amplia para cualquier capa de fragmentos de roca sueltos que cubran una pendiente, mientras que talud se usa de manera más restringida para el material que se acumula en la base de un acantilado u otra pendiente rocosa de la que obviamente se ha erosionado. [9]
El pedregal se forma por desprendimientos de rocas, [10] [13] lo que lo distingue del coluvión . El coluvión son fragmentos de roca o tierra que se depositan por el lavado de lluvia , el lavado laminar o el arrastre lento cuesta abajo , generalmente en la base de pendientes o laderas suaves. [14] Sin embargo, los términos pedregal , talud [9] [10] y, a veces, coluvión [ 1] tienden a usarse indistintamente. El término depósito de talud se usa a veces para distinguir la forma del relieve del material del que está hecha. [15]
A menudo se supone que las pendientes de pedregal están cerca del ángulo de reposo . Esta es la pendiente en la que una pila de material granular se vuelve mecánicamente inestable. Sin embargo, un examen cuidadoso de las pendientes de pedregal muestra que solo aquellas que están acumulando rápidamente material nuevo o están experimentando una rápida eliminación de material de sus bases, están cerca del ángulo de reposo. La mayoría de las pendientes de pedregal son menos empinadas y a menudo muestran una forma cóncava, de modo que el pie de la pendiente es menos empinado que la parte superior de la pendiente. [16] [17]
Los pedregales con fragmentos de roca grandes del tamaño de cantos rodados pueden formar cuevas de talud o pasajes de tamaño humano formados entre cantos rodados. [18]
La formación de depósitos de pedregal y talud es el resultado de la erosión física y química que actúa sobre una superficie rocosa y de procesos erosivos que transportan el material pendiente abajo.
Hay cinco etapas principales en la evolución de las pendientes de pedregal: (1) acumulación, (2) consolidación, (3) meteorización, (4) vegetación invasora y, finalmente, (5) degradación de las pendientes.
Las pendientes de pedregal se forman como resultado de la acumulación de material suelto de grano grueso . Sin embargo, dentro de la pendiente de pedregal en sí, generalmente hay una buena clasificación de sedimentos por tamaño: las partículas más grandes se acumulan más rápidamente en la parte inferior de la pendiente. [19] La cementación se produce a medida que el material de grano fino llena los espacios entre los escombros. La velocidad de consolidación depende de la composición de la pendiente; los componentes arcillosos unirán los escombros más rápido que los arenosos . Si la meteorización supera el suministro de sedimentos, las plantas pueden echar raíces. Las raíces de las plantas disminuyen las fuerzas de cohesión entre los componentes gruesos y finos, degradando la pendiente. [20] Los procesos predominantes que degradan una pendiente rocosa dependen en gran medida del clima regional (ver más abajo), pero también de las tensiones térmicas y topográficas que rigen el material rocoso original. Algunos ejemplos de dominios de procesos incluyen:
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La formación de pedregal se atribuye comúnmente a la formación de hielo dentro de las laderas rocosas de las montañas. La presencia de juntas , fracturas y otras heterogeneidades en la pared rocosa puede permitir que la precipitación , el agua subterránea y la escorrentía superficial fluyan a través de la roca. Si la temperatura cae por debajo del punto de congelación del fluido contenido dentro de la roca, durante las noches particularmente frías, por ejemplo, esta agua puede congelarse. Dado que el agua se expande un 9% cuando se congela, puede generar grandes fuerzas que creen nuevas grietas o acuñen bloques en una posición inestable. Es posible que se requieran condiciones límite especiales (congelación rápida y confinamiento del agua) para que esto suceda. [21] Se cree que la producción de pedregal por congelación-descongelación es más común durante la primavera y el otoño, cuando las temperaturas diarias fluctúan alrededor del punto de congelación del agua y el derretimiento de la nieve produce abundante agua libre.
La eficiencia de los procesos de congelación y descongelación en la producción de pedregal es un tema de debate continuo. Muchos investigadores creen que la formación de hielo en grandes sistemas de fracturas abiertas no puede generar presiones lo suficientemente altas como para forzar la fracturación de las rocas madre y, en cambio, sugieren que el agua y el hielo simplemente fluyen fuera de las fracturas a medida que aumenta la presión. [22] Muchos sostienen que el levantamiento por congelación , como el que se sabe que actúa en el suelo en áreas de permafrost , puede desempeñar un papel importante en la degradación de los acantilados en lugares fríos. [23] [24]
Con el tiempo, una pendiente rocosa puede quedar completamente cubierta por su propio desprendimiento, de modo que cesa la producción de nuevo material. En ese caso, se dice que la pendiente está "cubierta" de escombros. Sin embargo, dado que estos depósitos aún no están consolidados, aún existe la posibilidad de que las propias pendientes de depósito se derrumben. Si la pila de depósito del talud se desplaza y las partículas exceden el ángulo de reposo, el propio desprendimiento puede deslizarse y derrumbarse.
Fenómenos como la lluvia ácida también pueden contribuir a la degradación química de las rocas y producir más sedimentos sueltos.
Los procesos bióticos a menudo se cruzan con regímenes de meteorización física y química, ya que los organismos que interactúan con las rocas pueden alterarlas mecánica o químicamente.
Los líquenes crecen frecuentemente en la superficie de las rocas o dentro de ellas. Particularmente durante el proceso de colonización inicial, el liquen a menudo inserta sus hifas en pequeñas fracturas o planos de clivaje mineral que existen en la roca huésped. [25] A medida que el liquen crece, las hifas se expanden y fuerzan a las fracturas a ensancharse. Esto aumenta el potencial de fragmentación, posiblemente llevando a desprendimientos de rocas. Durante el crecimiento del talo del liquen , pequeños fragmentos de la roca huésped pueden incorporarse a la estructura biológica y debilitar la roca.
La acción de congelación y descongelación de todo el cuerpo del liquen debido a los cambios microclimáticos en el contenido de humedad puede provocar alternativamente contracción y expansión térmica, [25] lo que también estresa la roca huésped. El liquen también produce una serie de ácidos orgánicos como subproductos metabólicos. [25] Estos a menudo reaccionan con la roca huésped, disolviendo minerales y descomponiendo el sustrato en sedimentos no consolidados.
El pedregal se acumula a menudo en la base de los glaciares, ocultándolos de su entorno. Por ejemplo, Lech dl Dragon , en el grupo Sella de las Dolomitas , se deriva de las aguas de fusión de un glaciar y está oculto bajo una gruesa capa de pedregal. La cobertura de escombros en un glaciar afecta el balance energético y, por lo tanto, el proceso de fusión. [26] [27] El hecho de que el hielo del glaciar comience a derretirse más rápidamente o más lentamente está determinado por el grosor de la capa de pedregal en su superficie.
La cantidad de energía que llega a la superficie del hielo debajo de los escombros se puede estimar mediante el supuesto de material homogéneo y unidimensional de la Ley de Fourier : [27]
,
donde k es la conductividad térmica del material de escombros, T s es la temperatura ambiente por encima de la superficie de los escombros, T i es la temperatura en la superficie inferior de los escombros y d es el espesor de la capa de escombros.
Los escombros con un valor de conductividad térmica bajo o una resistividad térmica alta no transferirán energía de manera eficiente a través del glaciar, lo que significa que la cantidad de energía térmica que llega a la superficie del hielo se reduce sustancialmente. Esto puede actuar para aislar el glaciar de la radiación entrante.
El albedo , o la capacidad de un material para reflejar la energía de la radiación entrante, también es una cualidad importante a tener en cuenta. Por lo general, los escombros tendrán un albedo menor que el hielo del glaciar que cubren y, por lo tanto, reflejarán menos radiación solar entrante. En cambio, los escombros absorberán la energía de la radiación y la transferirán a través de la capa de cobertura a la interfaz escombros-hielo.
Si el hielo está cubierto por una capa relativamente delgada de escombros (menos de 2 centímetros de espesor), el efecto albedo es más importante. [28] A medida que se acumula pedregal sobre el glaciar, el albedo del hielo comenzará a disminuir. En cambio, el hielo del glaciar absorberá la radiación solar entrante y la transferirá a la superficie superior del hielo. Luego, el hielo del glaciar comienza a absorber la energía y la utiliza en el proceso de derretimiento.
Sin embargo, una vez que la capa de escombros alcanza 2 o más centímetros de espesor, el efecto albedo comienza a disiparse. [28] En cambio, la capa de escombros actuará para aislar el glaciar, evitando que la radiación entrante penetre en el pedregal y alcance la superficie del hielo. [28] Además de los escombros rocosos, una gruesa capa de nieve puede formar una manta aislante entre la fría atmósfera invernal y los espacios subniveales en los pedregales. [29] Como resultado, el suelo, el lecho rocoso y también los huecos subterráneos en los pedregales no se congelan a grandes elevaciones.
Un pedregal tiene muchos huecos intersticiales pequeños, mientras que una cueva de hielo tiene unos cuantos huecos grandes. Debido a la filtración de aire frío y a la circulación del aire, el fondo de las laderas de pedregal tiene un régimen térmico similar al de las cuevas de hielo.
Debido a que el hielo del subsuelo está separado de la superficie por capas delgadas y permeables de sedimento, los pedregales experimentan filtraciones de aire frío desde la parte inferior de la pendiente donde el sedimento es más delgado. [6] Este aire circulante helado mantiene las temperaturas internas del pedregal entre 6,8 y 9,0 °C más frías que las temperaturas externas del pedregal. [30] Estas anomalías térmicas <0 °C ocurren hasta 1000 m por debajo de los sitios con temperaturas medias anuales del aire de 0 °C.
El permafrost irregular , que se forma en condiciones <0 °C, probablemente existe en el fondo de algunas laderas de pedregal a pesar de que las temperaturas medias anuales del aire son de 6,8 a 7,5 °C. [30]
Durante el último período glaciar , se formó un estrecho corredor libre de hielo en la capa de hielo escandinava [31] , lo que permitió la introducción de especies de taiga en el terreno. Estas plantas y animales boreales aún viven en la tundra alpina y subártica moderna , así como en los bosques de coníferas y ciénagas de gran altitud . [32] [33]
Los microclimas de pedregal mantenidos por la circulación de aire helado crean microhábitats que sustentan plantas y animales de taiga que de otra manera no podrían sobrevivir a las condiciones regionales. [6]
Un equipo de investigación de la Academia de Ciencias de la República Checa dirigido por el químico físico Vlastimil Růžička, que analizó 66 laderas de pedregal, publicó un artículo en el Journal of Natural History en 2012, en el que informaba que: "Este microhábitat, así como los espacios intersticiales entre los bloques de pedregal en otras partes de esta ladera, sustentan un importante conjunto de briofitas , pteridofitas y artrópodos boreales y árticos que están disjuntos de sus áreas de distribución normales mucho más al norte. Esta ladera de pedregal helada representa un ejemplo clásico de un paleorefugio que contribuye significativamente a [la] protección y el mantenimiento de la biodiversidad del paisaje regional ". [6]
Ice Mountain , un enorme pedregal en Virginia Occidental , alberga distribuciones de especies de plantas y animales claramente diferentes a las de las latitudes del norte. [6]
El descenso por pedregales es la actividad de correr por una pendiente de pedregal, que puede ser muy rápida, ya que el pedregal se mueve con el corredor. En algunas pendientes de pedregal ya no es posible correr, porque las piedras se han movido hacia el fondo. [34] [35] [36]
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