El limo es un material granular de un tamaño entre arena y arcilla y compuesto en su mayor parte por granos rotos de cuarzo . [1] El limo puede presentarse como suelo (a menudo mezclado con arena o arcilla) o como sedimento mezclado en suspensión con agua. El limo suele tener una sensación harinosa cuando está seco y carece de plasticidad cuando está húmedo. La lengua también puede sentir el limo como granular cuando se coloca sobre los dientes frontales (incluso cuando se mezcla con partículas de arcilla).
El limo es un material común y constituye el 45% del lodo moderno promedio . Se encuentra en muchos deltas de ríos y como acumulaciones depositadas por el viento, particularmente en Asia central, el norte de China y América del Norte. Se produce tanto en climas muy cálidos (mediante procesos como las colisiones de granos de cuarzo en tormentas de polvo ) como en climas muy fríos (mediante procesos como la trituración glacial de granos de cuarzo).
El loess es un suelo rico en limo que constituye una de las tierras agrícolas más fértiles de la Tierra. Sin embargo, el limo es muy vulnerable a la erosión y tiene propiedades mecánicas deficientes, lo que dificulta la construcción en suelos limosos. La falla de la presa Teton en 1976 se ha atribuido al uso de loess inadecuado en el núcleo de la presa, y la licuefacción del suelo limoso es un riesgo significativo de terremoto. Los sedimentos arrastrados por el viento y el agua son formas importantes de contaminación ambiental, a menudo exacerbadas por prácticas agrícolas deficientes.
El limo son detritos (fragmentos de roca meteorizada y erosionada ) con propiedades intermedias entre la arena y la arcilla . Una definición más precisa de limo utilizada por los geólogos es que se trata de partículas detríticas con tamaños entre 1/256 y 1/16 mm (alrededor de 4 a 63 micrones). [2] Esto corresponde a partículas entre 8 y 4 unidades phi en la escala phi de Krumbein . [3] [4] Otros geólogos definen el limo como partículas detríticas de entre 2 y 63 micrones o de 9 a 4 unidades phi. [5] Una tercera definición es que el limo es material detrítico de grano fino compuesto de cuarzo en lugar de minerales arcillosos . [6] Dado que la mayoría de las partículas minerales de arcilla son menores de 2 micrones, [7] mientras que la mayoría de las partículas detríticas de entre 2 y 63 micrones de tamaño están compuestas de granos de cuarzo rotos, en la práctica existe una buena concordancia entre estas definiciones. [5]
El límite superior de tamaño de 1/16 mm o 63 micras corresponde a las partículas más pequeñas que se pueden distinguir a simple vista. [8] También corresponde a una brecha de Tanner en la distribución del tamaño de las partículas en los sedimentos : las partículas de entre 120 y 30 micrones de tamaño son escasas en la mayoría de los sedimentos, lo que sugiere que la distinción entre arena y limo tiene un significado físico. [5] Como se señaló anteriormente, el límite inferior de 2 a 4 micras corresponde a la transición de partículas que son predominantemente granos de cuarzo rotos a partículas que son predominantemente partículas minerales de arcilla. [5]
Assallay y los coinvestigadores dividen además el limo en tres rangos de tamaño: C (2 a 5 micrones), que representa arcillas posglaciales y polvo del desierto; D1 (20 a 30 micras), que representa el loess "tradicional" ; y D2 (60 micras), que representa el loess norteafricano, muy grueso. [5]
El limo se puede distinguir de la arcilla en el campo por su falta de plasticidad o cohesividad y por el tamaño de su grano. Los granos de limo son lo suficientemente grandes como para darle al limo una sensación arenosa, [7] particularmente si se coloca una muestra entre los dientes. Las partículas del tamaño de la arcilla se sienten suaves entre los dientes. [9] Las proporciones de limo grueso y fino en una muestra de sedimento se determinan con mayor precisión en el laboratorio mediante el método de la pipeta, que se basa en la velocidad de sedimentación según la ley de Stokes y proporciona la distribución del tamaño de las partículas en consecuencia. [10] La composición mineral de las partículas de limo se puede determinar con un microscopio petrográfico para tamaños de grano tan bajos como 10 micrones. [11]
El limo vadoso son cristales de calcita del tamaño de un limo que se encuentran en los espacios porosos y en las cavidades de la piedra caliza . Este se coloca a medida que el sedimento es transportado a través de la zona vadosa para depositarse en el espacio poroso. [12]
Estándar americano ASTM de materiales de prueba: tamiz 200 – 0,005 mm.
USDA Departamento de Agricultura de los Estados Unidos 0,05–0,002 mm.
ISSS Sociedad Internacional de Ciencias del Suelo 0,02–0,002 mm.
Los ingenieros civiles de Estados Unidos definen el limo como un material formado por partículas que pasan un tamiz número 200 (0,074 mm o menos) pero que muestran poca plasticidad cuando están húmedos y poca cohesión cuando se secan al aire. [13] La Sociedad Internacional de Ciencias del Suelo (ISSS) define el limo como suelo que contiene 80% o más de partículas de entre 0,002 mm y 0,02 mm de tamaño [14], mientras que el Departamento de Agricultura de EE. UU. sitúa el límite en 0,05 mm. [15] El término limo también se usa informalmente para materiales que contienen mucha arena y arcilla, así como partículas del tamaño de limo, o para lodo suspendido en agua. [8]
El limo es un material muy común y se ha estimado que hay mil millones de billones de billones (10 33 ) de granos de limo en todo el mundo. El limo es abundante en depósitos eólicos y aluviales , incluidos los deltas de los ríos , como los deltas de los ríos Nilo y Níger . Bangladesh está sustentado en gran parte por depósitos de limo del delta del Ganges . El limo también abunda en el norte de China, Asia central y América del Norte. [5] Sin embargo, el limo es relativamente poco común en las regiones tropicales del mundo. [dieciséis]
El limo se encuentra comúnmente en suspensión en el agua de los ríos y constituye más del 0,2% de la arena del río. Es abundante en la matriz entre los granos de arena más grandes de la grauvaca . El lodo moderno tiene un contenido medio de limo del 45%. [17] El limo se encuentra a menudo en las rocas de barro como láminas delgadas , como grupos o dispersos por toda la roca. Las láminas sugieren deposición en una corriente débil que aventa el limo de arcilla, mientras que los grupos sugieren un origen como bolitas fecales . Cuando el limo se dispersa por toda la roca de barro, probablemente se depositó mediante procesos rápidos, como la floculación . [18] La roca sedimentaria compuesta principalmente de limo se conoce como limolita . [19]
El limo es común en todo el registro geológico , pero parece ser particularmente común en las formaciones del Cuaternario . Esto puede deberse a que la deposición de limo se ve favorecida por la glaciación y las condiciones árticas características del Cuaternario. [5] El limo a veces se conoce como harina de roca o harina de glaciar , especialmente cuando se produce por la acción de los glaciares. [20] El limo suspendido en el agua que drena de los glaciares a veces se conoce como leche de roca o leche de luna . [21]
Una explicación sencilla para la formación de limo es que es una continuación directa, a menor escala, de la desintegración de la roca en grava y arena. [22] Sin embargo, la presencia de una brecha de Tanner entre la arena y el limo (una escasez de partículas con tamaños entre 30 y 120 micrones) sugiere que diferentes procesos físicos producen arena y limo. [23] Los mecanismos de formación de sedimentos se han estudiado ampliamente en el laboratorio [24] y se han comparado con observaciones de campo. Estos muestran que la formación de limo requiere procesos de alta energía que actúan durante largos períodos de tiempo, pero tales procesos están presentes en diversos entornos geológicos. [5]
Los granos de limo de cuarzo generalmente tienen una forma laminada o aspada. [25] Esto puede ser característico de cómo los granos más grandes se erosionan, o reflejan la forma de pequeños granos de cuarzo en rocas metamórficas foliadas , o surgen del crecimiento autigénico de granos de cuarzo paralelos al lecho en rocas sedimentarias . [26] Teóricamente, las partículas formadas por fractura aleatoria de un material isotrópico, como el cuarzo, tienden naturalmente a tener forma de cuchilla. [27] El tamaño de los granos de limo producidos por abrasión o rotura de granos más grandes puede reflejar defectos en la estructura cristalina del cuarzo, conocidos como defectos de Moss. [28] Tales defectos se producen por la deformación tectónica de la roca madre y también surgen de la transición alto-bajo del cuarzo: el cuarzo experimenta una fuerte disminución de volumen cuando se enfría por debajo de una temperatura de aproximadamente 573 °C (1063 °F). , [29] lo que crea tensiones y defectos cristalinos en los granos de cuarzo en un cuerpo de granito que se enfría. [30]
Los mecanismos para la producción de limo incluyen: [5]
Los experimentos de laboratorio han producido resultados contradictorios con respecto a la eficacia de varios mecanismos de producción de limo. Esto puede deberse al uso de vetas o cuarzo pegmatita en algunos de los experimentos. Ambos materiales se forman en condiciones que promueven el crecimiento ideal de los cristales y pueden carecer de los defectos musgosos de los granos de cuarzo en los granitos. Por lo tanto, la producción de limo a partir de vetas de cuarzo es muy difícil mediante cualquier mecanismo, mientras que la producción de limo a partir de cuarzo granítico se produce fácilmente mediante cualquiera de varios mecanismos. [5] Sin embargo, es probable que el proceso principal sea la abrasión a través del transporte, incluida la conminución fluvial , el desgaste eólico y la trituración glacial . [24]
Debido a que los depósitos de limo (como el loess , un suelo compuesto principalmente de limo [34] ) parecen estar asociados con regiones glaciares o montañosas en Asia y América del Norte, se ha puesto mucho énfasis en la trituración de los glaciares como fuente de limo. La Alta Asia ha sido identificada como un importante generador de limo, que se acumuló para formar los suelos fértiles del norte de la India y Bangladesh, y el loess de Asia central y el norte de China. [5] Durante mucho tiempo se ha pensado que el loess está ausente o es raro en los desiertos que carecen de montañas cercanas (Sáhara, Australia). [35] Sin embargo, los experimentos de laboratorio muestran que los procesos eólicos y fluviales pueden ser bastante eficientes para producir limo, [24] al igual que la erosión en climas tropicales. [36] El limo parece producirse en grandes cantidades en las tormentas de polvo, y los depósitos de limo encontrados en Israel, Túnez, Nigeria y Arabia Saudita no pueden atribuirse a la glaciación. Además, las zonas de origen desértico en Asia pueden ser más importantes de lo que se pensaba anteriormente para la formación de loess. Parte del problema puede ser la combinación de altas tasas de producción con ambientes propicios para la deposición y preservación, lo que favorece los climas glaciales más que los desiertos. [37]
El loess asociado con la glaciación y la erosión fría puede distinguirse del loess asociado con las regiones cálidas por la distribución de tamaños. El loess glacial tiene un tamaño de partícula típico de unas 25 micras. El loess del desierto contiene partículas más grandes o más pequeñas, siendo el limo fino producido en las tormentas de polvo y la fracción de limo grueso posiblemente la cola de partículas finas de la producción de arena. [5]
En Loess se encuentran algunas de las tierras agrícolas más productivas del mundo. Sin embargo, es muy susceptible a la erosión. [5] Las partículas de cuarzo en el limo no proporcionan nutrientes por sí mismas, pero promueven una excelente estructura del suelo , y las partículas del tamaño del limo de otros minerales, presentes en cantidades más pequeñas, proporcionan los nutrientes necesarios. [16] El limo, depositado por las inundaciones anuales a lo largo del río Nilo , creó el suelo rico y fértil que sostuvo la civilización del Antiguo Egipto . El cierre de la presa de Asuán ha cortado esta fuente de sedimentos y la fertilidad del delta del Nilo se está deteriorando. [38]
El loess tiende a perder fuerza cuando se moja y esto puede provocar fallas en los cimientos de los edificios. [5] El material limoso tiene una estructura abierta que colapsa cuando está mojado. [39] La arcilla rápida (una combinación de limo muy fino y partículas del tamaño de arcilla provenientes de la molienda glacial) es un desafío particular para la ingeniería civil . [40]
El fracaso de la presa Teton se ha atribuido al uso de loess de la llanura aluvial del río Snake en el núcleo de la presa. [41] El loess carece de la plasticidad necesaria para su uso en el núcleo de una presa, pero sus propiedades no eran bien comprendidas, ni siquiera por la Oficina de Reclamación de EE. UU ., con su gran experiencia en la construcción de presas de tierra . [5]
El limo es susceptible a la licuefacción durante fuertes terremotos debido a su falta de plasticidad. Esto ha generado preocupación sobre el potencial daño sísmico en el suelo limoso del centro de Estados Unidos en caso de un gran terremoto en la Zona Sísmica de Nuevo Madrid . [42] [43]
El limo se transporta fácilmente en el agua [44] y es lo suficientemente fino como para ser transportado a largas distancias por el aire en forma de polvo . [45] Mientras que las partículas de limo más gruesas (60 micras) se sedimentan de un metro de agua estancada en sólo cinco minutos, los granos de limo más finos (2 micras) pueden tardar varios días en asentarse fuera del agua estancada. [46] Cuando el limo aparece como contaminante en el agua, el fenómeno se conoce como sedimentación . [47]
El limo depositado por el río Mississippi a lo largo del siglo XX ha disminuido debido a un sistema de diques , lo que ha contribuido a la desaparición de humedales protectores e islas barrera en la región del delta que rodea Nueva Orleans . [48]
En el sureste de Bangladesh, en el distrito de Noakhali , se construyeron represas transversales en la década de 1960, mediante las cuales el limo comenzó gradualmente a formar nuevas tierras llamadas "chars". El distrito de Noakhali ha ganado más de 73 kilómetros cuadrados (28 millas cuadradas) de tierra en los últimos 50 años. Con financiación holandesa, el gobierno de Bangladesh comenzó a ayudar a desarrollar chars más antiguos a fines de la década de 1970, y desde entonces el esfuerzo se ha convertido en una operación de múltiples agencias que construyen carreteras, alcantarillas , terraplenes, refugios contra ciclones, baños y estanques, además de distribuir tierras a los colonos. . Para el otoño de 2010, el programa habrá asignado unos 100 kilómetros cuadrados (20.000 acres) a 21.000 familias. [49]
Una fuente principal de sedimentos en los ríos urbanos es la alteración del suelo por la actividad de construcción. [50] Una fuente principal en los ríos rurales es la erosión causada por el arado de campos agrícolas, [51] la tala rasa o el tratamiento de tala y quema de bosques . [52]
El fértil limo negro de las orillas del río Nilo es un símbolo de renacimiento, asociado con el dios egipcio Anubis . [53] [54]
