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Formación del suelo

La formación del suelo , también conocida como pedogénesis , es el proceso de génesis del suelo regulado por los efectos del lugar, el medio ambiente y la historia. Los procesos biogeoquímicos actúan tanto para crear como para destruir el orden ( anisotropía ) dentro de los suelos. Estas alteraciones conducen al desarrollo de capas, denominadas horizontes del suelo , que se distinguen por diferencias en color , estructura , textura y química . Estas características ocurren en patrones de distribución del tipo de suelo , y se forman en respuesta a diferencias en los factores de formación del suelo. [1]

La pedogénesis se estudia como una rama de la pedología , el estudio del suelo en su entorno natural. Otras ramas de la edafología son el estudio de la morfología del suelo y la clasificación del suelo . El estudio de la pedogénesis es importante para comprender los patrones de distribución del suelo en períodos geológicos actuales ( geografía del suelo ) y pasados ​​( paleopedología ).

Descripción general

El suelo se desarrolla a través de una serie de cambios. [2] El punto de partida es la erosión del material parental recién acumulado . Una variedad de microbios del suelo ( bacterias , arqueas , hongos ) se alimentan de compuestos simples ( nutrientes ) liberados por la meteorización y producen ácidos orgánicos y proteínas especializadas que, a su vez, contribuyen a la meteorización mineral. También dejan residuos orgánicos que contribuyen a la formación de humus . [3] Las raíces de las plantas con sus hongos micorrízicos simbióticos también pueden extraer nutrientes de las rocas . [4]

Los suelos nuevos aumentan en profundidad por una combinación de erosión y deposición adicional . La tasa de producción del suelo debido a la meteorización es de aproximadamente 1/10 mm por año. [5] Los suelos nuevos también pueden profundizarse debido a la deposición de polvo . Gradualmente, el suelo es capaz de sustentar formas superiores de plantas y animales, comenzando con especies pioneras y avanzando a lo largo de la sucesión ecológica hasta comunidades de plantas y animales más complejas . [6] La capa superior del suelo se profundiza con la acumulación de humus procedente de restos muertos de plantas superiores y microbios del suelo. [7] También se profundizan mediante la mezcla de materia orgánica con minerales erosionados. [8] A medida que los suelos maduran, desarrollan horizontes del suelo a medida que se acumula materia orgánica y se produce la erosión y lixiviación de minerales.

Factores

La formación del suelo está influenciada por al menos cinco factores clásicos que están entrelazados en la evolución de un suelo. Ellos son: material parental, clima, topografía (relieve), organismos y tiempo. [9] Cuando se reordenan por clima, organismos, relieve, material parental y tiempo, forman el acrónimo CLORPT. [10]

Contenido para adultos

El material mineral a partir del cual se forma un suelo se llama material parental . La roca, ya sea su origen ígneo , sedimentario o metamórfico , es la fuente de todos los materiales minerales del suelo y el origen de todos los nutrientes de las plantas con excepción del nitrógeno , el hidrógeno y el carbono . A medida que la roca madre se erosiona , transporta , deposita y precipita química y físicamente , se transforma en un suelo. [11]

Los materiales minerales típicos del suelo son: [12]

Suelo, en un campo agrícola en Alemania, que se ha formado sobre material parental de loess .

Los materiales originales se clasifican según cómo llegaron a ser depositados. Los materiales residuales son materiales minerales que se han erosionado en el lugar a partir del lecho de roca primario . Los materiales transportados son aquellos que han sido depositados por el agua, el viento, el hielo o la gravedad. El material cumuloso es materia orgánica que ha crecido y se acumula en el lugar. [13]

Los suelos residuales son suelos que se desarrollan a partir de sus rocas madre subyacentes y tienen la misma química general que esas rocas. [14] Los suelos que se encuentran en mesas , mesetas y llanuras son suelos residuales. En los Estados Unidos tan solo el tres por ciento de los suelos son residuales. [15]

La mayoría de los suelos se derivan de materiales transportados que han sido desplazados muchos kilómetros por el viento, el agua, el hielo y la gravedad:

El material parental cumuloso no se mueve sino que se origina a partir de material orgánico depositado. Esto incluye suelos de turba y lodo y resulta de la preservación de residuos vegetales por el bajo contenido de oxígeno de un nivel freático alto . Si bien la turba puede formar suelos estériles, los suelos de lodo pueden ser muy fértiles. [21]

Meteorización

La erosión del material original toma la forma de erosión física (desintegración), erosión química (descomposición) y transformación química. La meteorización suele limitarse a los pocos metros superiores del material geológico, porque las tensiones y fluctuaciones físicas, químicas y biológicas generalmente disminuyen con la profundidad. [22] La desintegración física comienza cuando las rocas que se han solidificado en las profundidades de la Tierra quedan expuestas a una presión más baja cerca de la superficie y se hinchan y se vuelven mecánicamente inestables. La descomposición química es una función de la solubilidad del mineral, cuya velocidad se duplica con cada aumento de temperatura de 10 °C, pero depende en gran medida del agua para efectuar cambios químicos. Las rocas que se descompondrán en unos pocos años en los climas tropicales permanecerán inalteradas durante milenios en los desiertos. [23] Los cambios estructurales son el resultado de la hidratación , la oxidación y la reducción . La meteorización química resulta principalmente de la excreción de ácidos orgánicos y compuestos quelantes por bacterias [24] y hongos, [25] , que se cree que aumentan bajo el efecto invernadero . [26]

  1. La solución de sales en agua resulta de la acción de moléculas de agua bipolares sobre compuestos de sales iónicas produciendo una solución de iones y agua, eliminando esos minerales y reduciendo la integridad de la roca, a un ritmo que depende del flujo de agua y los canales de los poros. [30]
  2. La hidrólisis es la transformación de minerales en moléculas polares mediante la división del agua intermedia. Esto da como resultado pares ácido-base solubles . Por ejemplo, la hidrólisis de ortoclasa - feldespato la transforma en arcilla de silicato ácido e hidróxido de potasio básico , ambos más solubles. [31]
  3. En la carbonatación , la solución de dióxido de carbono en agua forma ácido carbónico . El ácido carbónico transformará la calcita en bicarbonato de calcio más soluble . [32]
  4. La hidratación es la inclusión de agua en una estructura mineral, provocando que esta se hinche y dejándola estresada y de fácil descomposición . [33]
  5. La oxidación de un compuesto mineral es la inclusión de oxígeno en un mineral, lo que hace que aumente su número de oxidación y se hinche debido al tamaño relativamente grande del oxígeno, dejándolo estresado y más fácilmente atacado por el agua (hidrólisis) o el ácido carbónico (carbonatación). . [34]
  6. La reducción , lo opuesto a la oxidación, significa la eliminación de oxígeno, de ahí que se reduzca el número de oxidación de alguna parte del mineral, lo que ocurre cuando el oxígeno escasea. La reducción de minerales los deja eléctricamente inestables, más solubles y estresados ​​internamente y se descomponen fácilmente. Ocurre principalmente en condiciones de anegamiento . [35]

De las anteriores, la hidrólisis y la carbonatación son las más eficaces, en particular en regiones de elevadas precipitaciones, temperaturas y erosión física . [36] La meteorización química se vuelve más efectiva a medida que aumenta la superficie de la roca, por lo que se ve favorecida por la desintegración física. [37] Esto se debe a los gradientes climáticos latitudinales y altitudinales en la formación del regolito . [38] [39]

La saprolita es un ejemplo particular de suelo residual formado a partir de la transformación de lecho rocoso granítico, metamórfico y de otro tipo en minerales arcillosos. La saprolita, a menudo llamada granito erosionado, es el resultado de procesos de meteorización que incluyen: hidrólisis, quelación de compuestos orgánicos, hidratación y procesos físicos que incluyen congelación y descongelación. La composición mineralógica y química del material del lecho rocoso primario, sus características físicas (incluido el tamaño del grano y el grado de consolidación) y la velocidad y el tipo de erosión transforman el material original en un mineral diferente. La textura, el pH y los componentes minerales de la saprolita se heredan de su material original. Este proceso también se llama arenización , y da como resultado la formación de suelos arenosos, gracias a la resistencia mucho mayor del cuarzo en comparación con otros componentes minerales del granito (p. ej., mica , anfíbol , feldespato). [40]

Clima

Las principales variables climáticas que influyen en la formación del suelo son la precipitación efectiva (es decir, precipitación menos evapotranspiración ) y la temperatura, las cuales afectan las tasas de los procesos químicos, físicos y biológicos. [41] Tanto la temperatura como la humedad influyen en el contenido de materia orgánica del suelo a través de sus efectos en el equilibrio entre la producción primaria y la descomposición : cuanto más frío o más seco es el clima, menos carbono atmosférico se fija como materia orgánica, mientras que la menor cantidad de materia orgánica se descompone. [42] El clima también influye indirectamente en la formación del suelo a través de los efectos de la cubierta vegetal y la actividad biológica, que modifican las tasas de reacciones químicas en el suelo. [43]

El clima es el factor dominante en la formación del suelo, y los suelos muestran las características distintivas de las zonas climáticas en las que se forman, con una retroalimentación al clima a través de la transferencia de carbono almacenado en los horizontes del suelo a la atmósfera. [44] Si temperaturas cálidas y agua abundante están presentes en el perfil al mismo tiempo, se maximizarán los procesos de erosión, lixiviación y crecimiento de las plantas . Según la determinación climática de los biomas , los climas húmedos favorecen el crecimiento de los árboles. En contraste, los pastos son la vegetación nativa dominante en las regiones subhúmedas y semiáridas , mientras que los arbustos y matorrales de diversos tipos dominan en las zonas áridas . [45]

El agua es esencial para todas las principales reacciones químicas de meteorización. Para ser eficaz en la formación del suelo, el agua debe penetrar el regolito . La distribución estacional de las precipitaciones, las pérdidas por evaporación, la topografía del sitio y la permeabilidad del suelo interactúan para determinar con qué eficacia la precipitación puede influir en la formación del suelo. Cuanto mayor es la profundidad de penetración del agua, mayor es la profundidad de la erosión del suelo y su desarrollo. [46] El exceso de agua que se filtra a través del perfil del suelo transporta materiales solubles y suspendidos desde las capas superiores ( eluviación ) a las capas inferiores ( iluviación ), incluidas partículas de arcilla [47] y materia orgánica disuelta . [48] ​​También puede arrastrar materiales solubles en las aguas de drenaje superficial . Así, la percolación del agua estimula las reacciones de meteorización y ayuda a diferenciar los horizontes del suelo.

Asimismo, la deficiencia de agua es un factor importante para determinar las características de los suelos de las regiones secas. Las sales solubles no se lixivian de estos suelos y, en algunos casos, se acumulan hasta niveles que limitan el crecimiento de plantas [49] y microbios. [50] Los perfiles de suelo en regiones áridas y semiáridas también son propensos a acumular carbonatos y ciertos tipos de arcillas expansivas ( horizontes de calcreta o caliche ). [51] [52] En suelos tropicales, cuando el suelo ha sido privado de vegetación (por ejemplo, por deforestación ) y por lo tanto está sometido a una intensa evaporación, el movimiento capilar ascendente del agua, que ha disuelto las sales de hierro y aluminio, es responsable de la formación de una capa superficial dura de laterita o bauxita , respectivamente, que no es adecuada para el cultivo, un caso conocido de degradación irreversible del suelo . [53]

Las influencias directas del clima incluyen: [54]

El clima afecta directamente la tasa de meteorización y lixiviación. El viento mueve arena y partículas más pequeñas (polvo), especialmente en regiones áridas donde hay poca cobertura vegetal, depositándolas cerca [55] o lejos de la fuente de arrastre. [56] El tipo y la cantidad de precipitación influyen en la formación del suelo al afectar el movimiento de iones y partículas a través del suelo, y ayudan en el desarrollo de diferentes perfiles del suelo. Los perfiles del suelo son más distintos en climas húmedos y fríos, donde se pueden acumular materiales orgánicos, que en climas húmedos y cálidos, donde los materiales orgánicos se consumen rápidamente. [57] La ​​eficacia del agua para erosionar el material de la roca madre depende de las fluctuaciones de temperatura estacionales y diarias, que favorecen las tensiones de tracción en los minerales de la roca y, por tanto, su desagregación mecánica , un proceso llamado fatiga térmica . [58] Por el mismo proceso, los ciclos de congelación y descongelación son un mecanismo eficaz que rompe rocas y otros materiales consolidados. [59]

Topografía

La topografía, o relieve , se caracteriza por la inclinación ( pendiente ), elevación y orientación del terreno ( aspecto ). La topografía determina la tasa de precipitación o escorrentía y la tasa de formación o erosión del perfil superficial del suelo . El entorno topográfico puede acelerar o retardar la acción de las fuerzas climáticas. [60]

Las pendientes pronunciadas fomentan la rápida pérdida de suelo por erosión y permiten que entre menos lluvia al suelo antes de escurrirse y, por lo tanto, poca deposición mineral en los perfiles más bajos (iluviación). En las regiones semiáridas, la menor precipitación efectiva en las pendientes más pronunciadas también da como resultado una cobertura vegetal menos completa, por lo que la contribución de las plantas a la formación del suelo es menor. [61] Por todas estas razones, las pendientes pronunciadas impiden que la formación del suelo vaya muy por delante de la destrucción del suelo. Por lo tanto, los suelos en terrenos empinados tienden a tener perfiles bastante poco profundos y poco desarrollados en comparación con los suelos en sitios cercanos y más nivelados. [62]

La topografía determina la exposición al clima, el fuego y otras fuerzas del hombre y la naturaleza. Las acumulaciones de minerales, los nutrientes de las plantas, el tipo de vegetación, el crecimiento de la vegetación, la erosión y el drenaje del agua dependen del relieve topográfico. [63] Los suelos al pie de una colina recibirán más agua que los suelos en las laderas, y los suelos en las laderas que miran hacia la trayectoria del sol serán más secos que los suelos en las laderas que no lo hacen. [64]

En pantanos y depresiones donde el agua de escorrentía tiende a concentrarse, el regolito suele estar más profundamente erosionado y el desarrollo del perfil del suelo es más avanzado. [65] Sin embargo, en las posiciones más bajas del paisaje, el agua puede saturar el regolito hasta tal punto que el drenaje y la aireación estén restringidos. Aquí se retarda la erosión de algunos minerales y la descomposición de la materia orgánica, mientras que se acelera la pérdida de hierro y manganeso. En una topografía tan baja, pueden desarrollarse rasgos de perfil especiales característicos de los suelos de humedales . Las depresiones permiten la acumulación de agua, minerales y materia orgánica, y en casos extremos, los suelos resultantes serán marismas salinas o turberas . [66]

Los patrones recurrentes de topografía dan como resultado toposecuencias o catenas de suelo . Estos patrones surgen de diferencias topográficas en erosión, deposición, fertilidad , humedad del suelo , cubierta vegetal, biología del suelo , historial de incendios y exposición a los elementos. La gravedad transporta agua cuesta abajo, junto con solutos y coloides minerales y orgánicos , aumentando el contenido de partículas y bases al pie de colinas y montañas. [67] Sin embargo, muchos otros factores como el drenaje y la erosión interactúan con la posición de la pendiente, desdibujando su influencia esperada en el rendimiento de los cultivos . [68]

Organismos

Cada suelo tiene una combinación única de influencias microbianas, vegetales, animales y humanas que actúan sobre él. Los microorganismos son particularmente influyentes en las transformaciones minerales críticas para el proceso de formación del suelo. Además, algunas bacterias pueden fijar nitrógeno atmosférico y algunos hongos son eficaces para extraer fósforo del suelo profundo y aumentar los niveles de carbono del suelo en forma de glomalina . [69] Las plantas mantienen el suelo contra la erosión y el material vegetal acumulado aumenta los niveles de humus del suelo . La exudación de las raíces de las plantas favorece la actividad microbiana. Los animales sirven para descomponer materiales vegetales y mezclar el suelo mediante bioturbación . [70]

El suelo es el ecosistema con más especies de la Tierra, pero la gran mayoría de los organismos del suelo son microbios, muchos de los cuales no han sido descritos. [71] [72] Puede haber un límite de población de alrededor de mil millones de células por gramo de suelo, pero las estimaciones del número de especies varían ampliamente desde 50.000 por gramo hasta más de un millón por gramo de suelo. [73] [74] El número de organismos y especies puede variar ampliamente según el tipo de suelo, la ubicación y la profundidad. [72] [74]

Las plantas, los animales, los hongos, las bacterias y los humanos afectan la formación del suelo (ver biomanto del suelo y capa de piedra ). Los animales del suelo, incluida la fauna y la mesofauna del suelo , mezclan el suelo a medida que forman madrigueras y poros , permitiendo que la humedad y los gases se muevan, un proceso llamado bioturbación. [75] De la misma manera, las raíces de las plantas penetran los horizontes del suelo y abren canales durante la descomposición. [76] Las plantas con raíces pivotantes profundas pueden penetrar muchos metros a través de las diferentes capas del suelo para extraer nutrientes desde lo más profundo del perfil. [77] Las plantas tienen raíces finas que excretan compuestos orgánicos (azúcares, ácidos orgánicos, mucílago), desprenden células (en particular en su punta) y se descomponen fácilmente, agregando materia orgánica al suelo, un proceso llamado rizodeposición . [78]

Los microorganismos, incluidos hongos y bacterias, efectúan intercambios químicos entre las raíces y el suelo y actúan como reserva de nutrientes en un punto biológico del suelo llamado rizosfera . [79] El crecimiento de las raíces a través del suelo estimula las poblaciones microbianas, estimulando a su vez la actividad de sus depredadores (en particular, la ameba ), aumentando así la tasa de mineralización y, por último, el crecimiento de las raíces, una retroalimentación positiva llamada bucle microbiano del suelo . [80] Fuera de la influencia de las raíces, en el suelo a granel la mayoría de las bacterias se encuentran en una etapa inactiva, formando microagregados , es decir, colonias mucilaginosas a las que se pegan partículas de arcilla, ofreciéndoles protección contra la desecación y la depredación por la microfauna del suelo ( protozoos bacteriófagos y nematodos ). [81] Los microagregados (20–250 μm) son ingeridos por la mesofauna y la fauna del suelo, y los cuerpos bacterianos se digieren parcial o totalmente en sus intestinos. [82]

Los seres humanos impactan la formación del suelo al eliminar la cubierta vegetal mediante la labranza , la aplicación de biocidas , el fuego y dejar los suelos desnudos. Esto puede provocar erosión, anegamiento, lateritización o podzolización (según el clima y la topografía). [83] La labranza mezcla las diferentes capas del suelo, reiniciando el proceso de formación del suelo a medida que el material menos meteorizado se mezcla con las capas superiores más desarrolladas, lo que resulta en un aumento neto de la tasa de meteorización mineral. [84]

Lombrices de tierra, hormigas, termitas, topos, tuzas, así como algunos milpiés y escarabajos tenebriónidos, mezclan el suelo a medida que excavan, afectando significativamente la formación del suelo. [85] Las lombrices de tierra ingieren partículas del suelo y residuos orgánicos, mejorando la disponibilidad de nutrientes vegetales en el material que pasa a través de sus cuerpos. [86] Airean y agitan el suelo y crean agregados de suelo estables, después de haber interrumpido los enlaces entre las partículas del suelo durante el tránsito intestinal del suelo ingerido, [87] asegurando así una fácil infiltración de agua. [88] Mientras las hormigas y las termitas construyen montículos, las lombrices transportan materiales del suelo de un horizonte a otro. [89] Las lombrices de tierra cumplen otras funciones importantes en el ecosistema del suelo, en particular su intensa producción de moco , tanto dentro del intestino como como revestimiento de sus galerías, [90] ejercen un efecto de preparación sobre la microflora del suelo, [91] dándoles el estatus de ingenieros de ecosistemas , que comparten con hormigas y termitas. [92]

En general, la mezcla del suelo por las actividades de los animales, a veces llamada pedoturbación , tiende a deshacer o contrarrestar la tendencia de otros procesos formadores del suelo que crean horizontes distintos. [93] Las termitas y las hormigas también pueden retrasar el desarrollo del perfil del suelo al desnudar grandes áreas de suelo alrededor de sus nidos, lo que lleva a una mayor pérdida de suelo por erosión. [94] Animales grandes como tuzas, topos y perros de las praderas perforaron los horizontes inferiores del suelo, trayendo materiales a la superficie. [95] Sus túneles suelen estar abiertos a la superficie, lo que fomenta el movimiento de agua y aire hacia las capas subterráneas. En áreas localizadas, mejoran la mezcla de los horizontes superior e inferior creando y luego rellenando los túneles. Las antiguas madrigueras de animales en los horizontes inferiores a menudo se llenan con material de suelo del horizonte A suprayacente, creando características de perfil conocidas como crotovinas . [96]

La vegetación impacta los suelos de numerosas maneras. Puede prevenir la erosión causada por el exceso de lluvia que podría resultar de la escorrentía superficial. [97] Las plantas dan sombra a los suelos, manteniéndolos más frescos [98] y retardando la evaporación de la humedad del suelo . [99] Por el contrario, a través de la transpiración , las plantas pueden hacer que los suelos pierdan humedad, lo que resulta en relaciones complejas y muy variables entre el índice de área foliar (que mide la interceptación de la luz) y la pérdida de humedad: de manera más general, las plantas evitan que el suelo se seque durante los meses más secos mientras séquelo durante los meses más húmedos, actuando así como un amortiguador contra las fuertes variaciones de humedad. [100] Las plantas pueden formar nuevas sustancias químicas que pueden descomponer los minerales, tanto directamente [101] como indirectamente a través de hongos micorrízicos [25] y bacterias de la rizosfera, [102] y mejorar la estructura del suelo. [103] El tipo y cantidad de vegetación dependen del clima, la topografía, las características del suelo y factores biológicos, mediados o no por actividades humanas. [104] [105] Los factores del suelo como la densidad, la profundidad, la química, el pH, la temperatura y la humedad afectan en gran medida el tipo de plantas que pueden crecer en un lugar determinado. Las plantas muertas y las hojas y tallos caídos comienzan su descomposición en la superficie. Allí, los organismos se alimentan de ellos y mezclan la materia orgánica con las capas superiores del suelo; Estos compuestos orgánicos añadidos pasan a formar parte del proceso de formación del suelo. [106]

La influencia de los humanos y, por asociación, el fuego, son factores de estado ubicados dentro del factor de estado del organismo. [107] Los seres humanos pueden importar o extraer nutrientes y energía de maneras que cambian drásticamente la formación del suelo. La erosión acelerada del suelo por el pastoreo excesivo y la terraformación precolombina de la cuenca del Amazonas que dio lugar a terra preta son dos ejemplos de los efectos de la gestión humana. [108]

Se cree que los nativos americanos provocaban incendios regularmente para mantener varias grandes áreas de praderas en Indiana y Michigan , aunque también se defiende el clima y los mamíferos herbívoros ( por ejemplo, bisontes ) para explicar el mantenimiento de las Grandes Llanuras de América del Norte. [109] En tiempos más recientes, la destrucción humana de la vegetación natural y la posterior labranza del suelo para la producción de cultivos ha modificado abruptamente la formación del suelo. [110] Del mismo modo, regar el suelo en una región árida influye drásticamente en los factores de formación del suelo, [111] al igual que agregar fertilizante y cal a suelos de baja fertilidad. [112]

Los distintos ecosistemas producen suelos distintos, a veces de formas fácilmente observables. Por ejemplo, tres especies de caracoles terrestres del género Euchondrus en el desierto de Negev se caracterizan por comer líquenes que crecen bajo la superficie de rocas y losas de piedra caliza ( líquenes endolíticos ). La actividad de pastoreo de estos ingenieros de ecosistemas altera la piedra caliza, lo que provoca la erosión y la posterior formación de suelo. [113] Tienen un efecto significativo en la región: se estima que la población de caracoles procesa entre 0,7 y 1,1 toneladas métricas por hectárea y año de piedra caliza en el desierto de Negev. [113]

Los efectos de los ecosistemas antiguos no se observan tan fácilmente y esto desafía la comprensión de la formación del suelo. Por ejemplo, los chernozems de las praderas de pastos altos de América del Norte tienen una fracción de humus, de la cual casi la mitad es carbón vegetal . Este resultado no se anticipó porque la ecología de los incendios de praderas anteriores , capaz de producir estos distintos suelos negros ricos y profundos, no se observa fácilmente. [114]

Tiempo

El tiempo es un factor en las interacciones de todo lo anterior. [9] Mientras que una mezcla de arena, limo y arcilla constituye la textura de un suelo y la agregación de esos componentes produce sedimentos , el desarrollo de un horizonte B distinto marca el desarrollo de un suelo o pedogénesis. [115] Con el tiempo, los suelos evolucionarán características que dependen de la interacción de los factores formadores del suelo enumerados anteriormente. [9] Se necesitan décadas [116] a varios miles de años para que un suelo desarrolle un perfil, [117] aunque la noción de desarrollo del suelo ha sido criticada, ya que el suelo se encuentra en un constante estado de cambio bajo la influencia de las fluctuaciones del suelo. -factores de formación. [118] Ese período de tiempo depende en gran medida del clima, el material parental, el relieve y la actividad biótica. [119] [120] Por ejemplo, el material depositado recientemente por una inundación no muestra desarrollo del suelo ya que no ha habido suficiente tiempo para que el material forme una estructura que defina aún más el suelo. [121] La superficie del suelo original está enterrada y el proceso de formación debe comenzar de nuevo para este depósito. Con el tiempo, el suelo desarrollará un perfil que depende de las intensidades de la biota y el clima. Si bien un suelo puede lograr una relativa estabilidad de sus propiedades durante períodos prolongados, [117] el ciclo de vida del suelo finalmente termina en condiciones que lo dejan vulnerable a la erosión. [122] A pesar de la inevitabilidad del retroceso y la degradación del suelo, la mayoría de los ciclos del suelo son largos. [117]

Los factores formadores del suelo continúan afectando los suelos durante su existencia, incluso en paisajes estables que son duraderos, algunos durante millones de años. [117] Los materiales se depositan en la parte superior [123] o se soplan o se lavan desde la superficie. [124] Con adiciones, eliminaciones y alteraciones, los suelos siempre están sujetos a nuevas condiciones. Que se trate de cambios lentos o rápidos depende del clima, la topografía y la actividad biológica. [125]

El tiempo como factor formador del suelo puede investigarse mediante el estudio de las cronosecuencias del suelo , en las que se pueden comparar suelos de diferentes edades pero con diferencias menores en otros factores formadores del suelo. [118] Los paleosuelos son suelos formados durante condiciones previas de formación del suelo.

Historia de la investigación

Cinco factores de formación del suelo.

La ecuación de Dokuchaev

El geólogo ruso Vasily Dokuchaev , comúnmente considerado como el padre de la edafología, determinó en 1883 [126] que la formación del suelo se produce a lo largo del tiempo bajo la influencia del clima, la vegetación, la topografía y el material original. Demostró esto en 1898 utilizando la ecuación de formación del suelo: [127]

suelo = f ( cl , o , p ) t r

(donde cl o c = clima, o = procesos biológicos, p = material parental) t r = tiempo relativo (joven, maduro, viejo)

La ecuación de estado de Hans Jenny

El científico estadounidense del suelo Hans Jenny publicó en 1941 [128] una ecuación de estado para los factores que influyen en la formación del suelo:

S = f ( cl , o , r , p , t , ... )

Esto a menudo se recuerda con el mnemotécnico Clorpt.

La ecuación de estado de Jenny en Factores de formación del suelo difiere de la ecuación de Vasily Dokuchaev, ya que trata el tiempo ( t ) como un factor, agrega relieve topográfico ( r ) y deja deliberadamente la elipsis "abierta" para que se agreguen más factores ( variables de estado ) como nuestra comprensión se vuelve más refinada.

Hay dos métodos principales mediante los cuales se puede resolver la ecuación de estado: primero de manera teórica o conceptual mediante deducciones lógicas a partir de ciertas premisas, y segundo empíricamente mediante experimentación u observación de campo. El método empírico todavía se emplea principalmente en la actualidad, y la formación del suelo se puede definir variando un solo factor y manteniendo constantes los demás factores. Esto había llevado al desarrollo de modelos empíricos para describir la pedogénesis, como las climofunciones, biofunciones, topofunciones, litofunciones y cronofunciones. Desde que Jenny publicó su formulación en 1941, ha sido utilizada por innumerables topógrafos de todo el mundo como una lista cualitativa para comprender los factores que pueden ser importantes para producir el patrón del suelo dentro de una región. [129]

Ejemplo

Un ejemplo de la evolución de los suelos en los lechos de los lagos prehistóricos es el de Makgadikgadi Pans del desierto de Kalahari , donde el cambio en el antiguo curso de un río provocó milenios de acumulación de salinidad y formación de calcretas y silcretas . [130]

Notas

  1. ^ Buol, Stanley W.; Southard, Randal J.; Graham, Robert C.; McDaniel, Paul A. (2011). Génesis y clasificación del suelo (Sexta ed.). Hoboken, Nueva Jersey: Wiley-Blackwell . ISBN 978-0-813-80769-0. Consultado el 26 de septiembre de 2021 .
  2. ^ Jenny, Hans (1994). Factores de formación del suelo: un sistema de pedología cuantitativa. Nueva York, Nueva York: Dover. ISBN 978-0-486-68128-3. Archivado (PDF) desde el original el 25 de febrero de 2013 . Consultado el 26 de septiembre de 2021 .
  3. ^ Samuels, Toby; Bryce, Casey; Marca de referencia, Hanna; Marie-Loudon, Claire; Nicholson, Natasha; Stevens, Adam H.; Cockell, Charles (2020). "Meteorización microbiana de minerales y rocas en ambientes naturales". En Dontsova, Katerina; Balogh-Brunstad, Zsuzsanna; Le Roux, Gaël (eds.). Ciclos biogeoquímicos: impulsores ecológicos e impacto ambiental . Hoboken, Nueva Jersey: Wiley-Blackwell . págs. 59–79. doi :10.1002/9781119413332.ch3. ISBN 978-1-119-41331-8. S2CID  216360850 . Consultado el 26 de septiembre de 2021 .
  4. ^ Augusto, Laurent; Fanín, Nicolás; Bakker, Mark R. (2019). "Cuando las plantas comen rocas: adaptación funcional de las raíces en afloramientos rocosos". Ecología Funcional . 33 (5): 760‒61. doi : 10.1111/1365-2435.13325 . S2CID  164450031 . Consultado el 26 de septiembre de 2021 .
  5. ^ Scalenghe, Ricardo; Territo, Claudio; Pequeño, Sabine; Terrible, Fabio; Righi, Dominique (2016). "El papel de la sobreimpresión pedogénica en la destrucción del material original en algunos paisajes poligenéticos de Sicilia (Italia)". Regional Geoderma . 7 (1): 49–58. doi : 10.1016/j.geodrs.2016.01.003 . Consultado el 26 de septiembre de 2021 .
  6. ^ Mirsky, Arturo (1966). Desarrollo del suelo y sucesión ecológica en un área desglaciada de Muir Inlet, sureste de Alaska (PDF) . Columbus, Ohio: Fundación de Investigación de la Universidad Estatal de Ohio . Consultado el 3 de octubre de 2021 .
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Referencias

Scholia tiene un perfil para pedogénesis (Q282070).