El sedimento es un material natural que se descompone mediante procesos de meteorización y erosión , y posteriormente es transportado por la acción del viento, el agua o el hielo o por la fuerza de gravedad que actúa sobre las partículas. Por ejemplo, la arena y el limo pueden transportarse en suspensión en el agua de los ríos y al llegar al fondo del mar depositarse por sedimentación ; si se entierran, eventualmente pueden convertirse en arenisca y limolita ( rocas sedimentarias ) a través de la litificación .
Los sedimentos son transportados con mayor frecuencia por el agua ( procesos fluviales ), pero también por el viento ( procesos eólicos ) y los glaciares . Las arenas de las playas y los depósitos de los canales de los ríos son ejemplos de transporte y deposición fluvial , aunque los sedimentos también suelen sedimentarse en aguas estancadas o de movimiento lento en lagos y océanos. Las dunas de arena del desierto y el loess son ejemplos de transporte y deposición eólica. Los depósitos de morrenas glaciares y el Till son sedimentos transportados por el hielo.
Los sedimentos se pueden clasificar según su tamaño de grano , forma de grano y composición.
El tamaño de los sedimentos se mide en una escala logarítmica de base 2, llamada escala "Phi", que clasifica las partículas por tamaño desde "coloide" hasta "roca".
La forma de las partículas se puede definir en términos de tres parámetros. La forma es la forma general de la partícula, siendo las descripciones comunes esférica, laminar o en forma de varilla. La redondez es una medida de cuán afiladas son las esquinas de la fibra. Esto varía desde granos bien redondeados con esquinas y bordes lisos hasta granos mal redondeados con esquinas y bordes afilados. Finalmente, la textura de la superficie describe características de pequeña escala, como rayones, hoyos o crestas en la superficie del grano. [1]
La forma (también llamada esfericidad ) se determina midiendo el tamaño de la partícula en sus ejes principales. William C. Krumbein propuso fórmulas para convertir estos números a una sola medida de forma, [2] como
donde , y son las longitudes de los ejes largo, intermedio y corto de la partícula. [3] La forma varía desde 1 para una partícula perfectamente esférica hasta valores muy pequeños para una partícula en forma de placa o varilla.
Sneed y Folk propusieron una medida alternativa: [4]
que, nuevamente, varía de 0 a 1 al aumentar la esfericidad.
La redondez describe qué tan afilados son los bordes y esquinas de las partículas. Se han ideado fórmulas matemáticas complejas para su medición precisa, pero son difíciles de aplicar, y la mayoría de los geólogos estiman la redondez a partir de tablas comparativas. Los términos descriptivos comunes varían desde muy angular a angular, subangular, subredondeado, redondeado y muy redondeado, con un grado creciente de redondez. [5]
La textura de la superficie describe las características a pequeña escala de un grano, como hoyos, fracturas, crestas y rayones. Estos se evalúan más comúnmente en granos de cuarzo , porque conservan sus marcas superficiales durante largos períodos de tiempo. La textura de la superficie varía de pulida a esmerilada y puede revelar la historia del transporte del grano; por ejemplo, los granos helados son particularmente característicos de los sedimentos eólicos , transportados por el viento. La evaluación de estas características a menudo requiere el uso de un microscopio electrónico de barrido . [6]
La composición del sedimento se puede medir en términos de:
Esto conduce a una ambigüedad en la que la arcilla se puede utilizar como rango de tamaño y como composición (ver minerales arcillosos ).
El sedimento se transporta en función de la fuerza del flujo que lo transporta y de su propio tamaño, volumen, densidad y forma. Los flujos más fuertes aumentarán la sustentación y el arrastre de la partícula, lo que hará que se eleve, mientras que será más probable que las partículas más grandes o más densas caigan a través del flujo.
En geografía y geología , los procesos de sedimentos fluviales o el transporte de sedimentos fluviales están asociados con ríos y arroyos y los depósitos y accidentes geográficos creados por los sedimentos. Puede resultar en la formación de ondas y dunas , en patrones de erosión en forma de fractales , en patrones complejos de sistemas fluviales naturales y en el desarrollo de llanuras aluviales y la aparición de inundaciones repentinas . El sedimento movido por el agua puede ser mayor que el sedimento movido por el aire porque el agua tiene mayor densidad y viscosidad . En los ríos típicos, el sedimento más grande transportado es el del tamaño de arena y grava , pero las inundaciones más grandes pueden arrastrar guijarros e incluso cantos rodados .
Cuando el arroyo o los ríos están asociados con glaciares , capas de hielo o casquetes polares , se utiliza el término glaciofluvial o fluvioglacial , como en los flujos periglaciales y las inundaciones por desbordamiento de lagos glaciares . [7] [8] Los procesos de sedimentos fluviales incluyen el movimiento de sedimentos y la erosión o deposición en el lecho del río . [9] [10]El viento provoca el transporte de sedimentos finos y la formación de campos de dunas de arena y suelos a partir del polvo en suspensión.
Los glaciares transportan sedimentos de una amplia gama de tamaños y los depositan en morrenas .
El equilibrio general entre los sedimentos transportados y los sedimentos depositados en el lecho viene dado por la ecuación de Exner . Esta expresión establece que la tasa de aumento en la elevación del lecho debido a la deposición es proporcional a la cantidad de sedimento que cae del flujo. Esta ecuación es importante porque los cambios en la potencia del flujo cambian la capacidad del flujo para transportar sedimentos, y esto se refleja en los patrones de erosión y deposición observados a lo largo de una corriente. Esto puede ser localizado, y simplemente debido a pequeños obstáculos; ejemplos son los agujeros de socavación detrás de las rocas, donde el flujo se acelera y la deposición en el interior de las curvas de los meandros . La erosión y la deposición también pueden ser regionales; La erosión puede ocurrir debido a la remoción de la presa y la caída del nivel de la base . La deposición puede ocurrir debido a la colocación de una presa que hace que el río se estanque y deposite toda su carga, o debido al aumento del nivel base.
Los mares, océanos y lagos acumulan sedimentos con el tiempo. El sedimento puede consistir en material terrígeno , que se origina en la tierra, pero puede depositarse en ambientes terrestres, marinos o lacustres (lagos), o en sedimentos (a menudo biológicos) que se originan en la masa de agua. El material terrible suele proceder de ríos y arroyos cercanos o de sedimentos marinos reelaborados (por ejemplo, arena ). En medio del océano, los exoesqueletos de organismos muertos son los principales responsables de la acumulación de sedimentos.
Los sedimentos depositados son la fuente de rocas sedimentarias , que pueden contener fósiles de los habitantes del cuerpo de agua que, al morir, quedaron cubiertos por la acumulación de sedimentos. Los sedimentos del lecho del lago que no se han solidificado en roca se pueden utilizar para determinar las condiciones climáticas pasadas .
Las principales áreas de deposición de sedimentos en el medio marino incluyen:
Otro entorno de depósito que es una mezcla de fluvial y marino es el sistema de turbidita , que es una fuente importante de sedimentos para las cuencas sedimentarias y abisales profundas , así como para las profundas fosas oceánicas .
Se conoce como trampa de sedimentos a cualquier depresión en un ambiente marino donde se acumulan sedimentos con el tiempo .
La teoría del punto nulo explica cómo la deposición de sedimentos sufre un proceso de clasificación hidrodinámica dentro del entorno marino que conduce a una clarificación del tamaño de los granos de sedimento hacia el mar.
Una de las causas de las altas cargas de sedimentos es la tala y quema y el cultivo migratorio de los bosques tropicales . Cuando la superficie del suelo queda despojada de vegetación y luego quemada de todos los organismos vivos, los suelos superiores son vulnerables a la erosión tanto del viento como del agua. En varias regiones de la Tierra, sectores enteros de un país se han vuelto erosionables. Por ejemplo, en la alta meseta central de Madagascar , que constituye aproximadamente el diez por ciento de la superficie terrestre de ese país, la mayor parte de la superficie terrestre está desprovista de vegetación y los barrancos se han erosionado en el suelo subyacente para formar barrancos distintivos llamados lavakas . Por lo general, tienen 40 metros (130 pies) de ancho, 80 metros (260 pies) de largo y 15 metros (49 pies) de profundidad. [11] Algunas áreas tienen hasta 150 lavakas/kilómetro cuadrado, [12] y los lavakas pueden representar el 84% de todos los sedimentos arrastrados por los ríos. [13] Esta sedimentación provoca la decoloración de los ríos a un color marrón rojizo oscuro y provoca la muerte de peces.
La erosión también es un problema en áreas de agricultura moderna, donde la eliminación de la vegetación nativa para el cultivo y recolección de un solo tipo de cultivo ha dejado el suelo sin soporte. [14] Muchas de estas regiones están cerca de ríos y drenajes. La pérdida de suelo debido a la erosión elimina tierras de cultivo útiles, aumenta las cargas de sedimentos y puede ayudar a transportar fertilizantes antropogénicos al sistema fluvial, lo que conduce a la eutrofización . [15]
El índice de entrega de sedimentos (SDR, por sus siglas en inglés) es la fracción de la erosión bruta (erosión interna, de surcos, de barrancos y de arroyos) que se espera que llegue a la desembocadura del río. [16] La transferencia y deposición de sedimentos se puede modelar con modelos de distribución de sedimentos como WaTEM/SEDEM. [17] En Europa, según las estimaciones del modelo WaTEM/SEDEM, la tasa de entrega de sedimentos es aproximadamente del 15%. [18]
El desarrollo de cuencas hidrográficas cerca de los arrecifes de coral es una de las principales causas del estrés coralino relacionado con los sedimentos. La eliminación de la vegetación natural en la cuenca para el desarrollo expone el suelo a un aumento del viento y las precipitaciones y, como resultado, puede hacer que los sedimentos expuestos se vuelvan más susceptibles a la erosión y al medio marino durante los eventos de lluvia. Los sedimentos pueden afectar negativamente a los corales de muchas maneras, como asfixiándolos físicamente, desgastando sus superficies, haciendo que los corales gasten energía durante la eliminación de sedimentos y provocando floraciones de algas que, en última instancia, pueden conducir a menos espacio en el fondo marino donde los corales juveniles (pólipos) pueden asentarse.
Cuando se introducen sedimentos en las regiones costeras del océano, se altera la proporción de sedimentos terrestres, marinos y de origen orgánico que caracteriza el fondo marino cerca de las fuentes de salida de sedimentos. Además, debido a que la fuente de sedimento (es decir, terrestre, oceánica u orgánica) a menudo está correlacionada con el tamaño promedio de los granos de los sedimentos gruesos o finos que caracterizan un área, la distribución del tamaño de los granos del sedimento cambiará según el aporte relativo de tierra ( sedimentos típicamente finos), marinos (típicamente gruesos) y de origen orgánico (variables con la edad). Estas alteraciones en los sedimentos marinos caracterizan la cantidad de sedimento que está suspendido en la columna de agua en un momento dado y el estrés coralino relacionado con los sedimentos.[19]
En julio de 2020, biólogos marinos informaron que se encontraron microorganismos aeróbicos (principalmente), en " animación cuasi suspendida ", en sedimentos orgánicamente pobres, de hasta 101,5 millones de años, a 250 pies debajo del fondo marino en el Giro del Pacífico Sur (SPG). ("el lugar más muerto del océano"), y podrían ser las formas de vida más longevas jamás encontradas. [20] [21]
![{\displaystyle \psi _{l}={\sqrt[{3}]{\frac {D_{S}D_{I}}{D_{L}^{2}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/030809916d2dfd59f90138643c6790863b819b56)
![{\displaystyle \psi _{p}={\sqrt[{3}]{\frac {D_{S}^{2}}{D_{L}D_{I}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/bf2d62b6ef07c4ee45b9480de2a87ff9d6a8513f)