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UNIDAD 2. LA GEOSFERA. 1. Ciclos en la Geosfera. La Geosfera es un sistema activo, pues además de utilizar la energía externa, solar, puede generarla y transmitirla. Además, es un sistema en equilibrio dinámico, en el que intervienen los procesos geológicos internos (formación del relieve) y externos (denudación del relieve), manteniendo a la Tierra en continuo cambio. Estos procesos geológicos, normalmente transcurren de forma gradual y no peligrosa, pero presentan fases paroxísmicas en las que la magnitud de los cambios es muy superior a la habitual: . se libera mucha energía . afecta a gran cantidad de materia . abarca gran extensión Los procesos geológicos externos funcionan gracias a la energía solar y gravitatoria. Comprenden los fenómenos de meteorización, erosión, transporte y sedimentación, siendo ríos, glaciares y viento, los principales agentes causantes. 1 Los sedimentos resultantes se acumulan en las cuencas sedimentarias (depresiones de la corteza), en las que termina produciéndose una litificación de los materiales, dando lugar a rocas sedimentarias. Los procesos geológicos internos funcionan gracias a la energía geotérmica, que origina movimientos ascendentes en el manto: - se forma nueva litosfera en las dorsales - se destruye litosfera en las zonas de subducción. En estas los sedimentos pueden tener dos destinos: formar parte de nuevas cordilleras hundirse con la litosfera y sufrir aumentos de Presión y Tª, que los lleva a transformarse en rocas metamórficas o rocas ígneas. En ambos casos, cuando salgan a la superficie, la conclusión final será un crecimiento de la corteza continental. 2. PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS. 2.1. Tectónica de placas. Una de las teorías más importantes, previa a la teoría de la tectónica de placas, es la teoría de la deriva continental, propuesta por A. Wegener en 1915. Suponía que, hace unos 200 m.a. todos los continentes se encontraban reunidos en un supercontinente (Pangea); posteriormente, se separó en dos: Laurasia (HN) y Gondwana (HS). Según Wegener, los continentes serían grandes masas de SIAL que flotarían, cual iceberg, sobre el SIMA. Fundamentó su teoría en numerosas pruebas, que podemos clasificar en: a) Pruebas geográficas: se basan en la correspondencia entre las costas de ambos lados del Atlántico. b) Pruebas geológicas: correspondencia entre formaciones geológicas de la misma edad a ambos lados del Atlántico, estratos de tillitas en África y América del Sur acoplamiento entre el cinturón de plegamientos de Sudáfrica y los de Argentina 2 correspondencia entre los Apalaches (Norte América) y las montañas del Nordeste de África. Estas alineaciones se dividen en dos ramas en Europa, una sobre las islas Británicas y otra por Europa Central y Sur. c) Pruebas paleontológicas: descubrimiento de fósiles de plantas y animales idénticos a ambos lados del Atlántico (Mesosaurus, reptil; Glossopteris, helecho) d) Pruebas paleoclimáticas: basándonos en el registro fósil, podemos afirmar que han existido climas tropicales en regiones actualmente templadas y frías (Norteamérica y Europa) y, en cambio, en Sudamérica e India, el clima era frío. Si aceptamos la deriva continental la explicación es clara: Gondwana estaba situado en el casquete polar y Laurasia ocupaba la zona ecuatorial. Se explicaría así la existencia de tillitas, en el primer caso, y de carbón, en el segundo. Esta teoría no fue aceptada porque tenía un punto débil: no explicaba el mecanismo mediante el cual se movían los continentes, ni el origen de la energía necesaria para que se produjeran estos movimientos. La controversia siguió sin resolverse hasta después de la 2ª guerra mundial, tras la cual se comenzó a estudiar el fondo de los océanos aplicando las nuevas tecnologías desarrolladas para ella (fundamentalmente el SONAR). Gracias a estas nuevas tecnologías se conocieron los relieves oceánicos: - dorsales: grandes cordilleras - fosas oceánicas: grandes depresiones - plataformas continentales, taludes, llanuras abisales Además, se comenzó a estudiar el magnetismo de las rocas: lavas volcánicas y algunas rocas sedimentarias, con minerales de Fe, actúan como brújulas, ya que al solidificar quedan magnetizadas permanentemente en la dirección del campo magnético terrestre. Son brújulas fósiles que fijan la dirección del campo magnético que existía cuando se consolidaron (Paleomagnetismo). Gracias a su estudio se ha podido comprobar: que los continentes han variado su posición que los polos magnéticos han sufrido cambios de polaridad: el S magnético pasa a ser N y viceversa. Los estados de polaridad normal (actual) e invertida se han sucedido alternativamente cada cierto tiempo (estudio de materiales de fondos oceánicos a partir de las dorsales). En 1969 se conocían muchos datos de los fondos oceánicos: - existencia de cordilleras o dorsales que los atravesaban a lo largo y que presentaban una simetría con respecto a una depresión central (rift). - Algunas características asociadas a este rift: Existencia de un flujo térmico elevado Vulcanismo localizado Terremotos numerosos, de foco somero 3 Hess reunió estos datos y elaboró su teoría de la expansión del fondo oceánico: “el material procedente del manto asciende, mediante corrientes de convección, aflorando a través del rift de las dorsales y, depositándose a ambos lados de éste, de manera que empuja y traslada el material más antiguo”. Esto supondría un aumento de volumen de la Tierra, que no se produce, por lo que deben existir zonas donde se destruya la corteza. Estas zonas son las fosas oceánicas. Con todos estos datos se formuló en 1967 la teoría de la tectónica de placas. Supone que la litosfera (corteza + 50 Km del manto) se encuentra dividida en grandes placas que se mueven debido a las corrientes de convección de la astenosfera (zona de materiales plásticos del manto). Estas placas litosféricas pueden ser: - oceánicas: capa basáltica + 50 km del manto - continentales: capa granítica + basáltica + 50 km de manto. Son escasas y de mayor espesor - mixtas: oceánica + continental Los movimientos relativos entre las placas dan lugar a tres tipos de límites distintos: separación --- límites constructivos aproximación --- límites destructivos deslizamiento lateral --- límites conservativos o pasivos Veamos las características de cada uno: a) Límites constructivos. En ellos se crea corteza oceánica a partir del magma procedente de la astenosfera. Coinciden con las dorsales oceánicas. Procesos asociados a estos límites: expansión del fondo oceánico (o formación de nuevos océanos, si el ascenso de magma se produce en el interior de un continente) gran actividad volcánica (magmas básicos: basalto) terremotos de foco somero - b) Límites destructivos. Dentro de estos diferenciamos varios tipos según la naturaleza de las placas que se aproximan: Cuando chocan extremos oceánicos de dos placas, uno de ellos se hunde (subduce), lo que provoca: - la fusión de materiales, que al salir a la superficie forman arcos de islas volcánicas (andesíticas). La fricción provoca fracturas a lo largo del plano de subducción, provocando la aparición de terremotos de foco somero, medio y profundo (plano de Benioff). Cuando chocan un borde continental y otro oceánico, la placa oceánica subduce, debido a su mayor densidad, provocando: la formación de una cordillera litoral o perioceánica, con volcanes andesíticos. Terremotos de foco diverso. 4 En ambos casos, se formará una fosa oceánica como consecuencia de la subducción. - Cuando chocan dos bordes continentales, no hay subducción, sino que una de las placas cabalga sobre la otra (obducción), formándose una cordillera intracontinental, en la que no hay actividad volcánica, pero sí que se registran fenómenos magmáticos y sísmicos. c) Límites conservativos. En ellos las placas se deslizan en sentido transversal una respecto de la otra. Este movimiento es origen de terremotos de foco somero, producidos en la zona activa de las fallas de transformación. Esta teoría también explica el origen del movimiento de las placas litosféricas. Este movimiento es debido a las corrientes de convección del manto, que suponen el ascenso y descenso de masas semifluidas, debido a las diferencias de densidad, asociadas al transporte de calor de una zona a otra del sistema terrestre. El movimiento de ascenso producirá la salida del material en las dorsales y el descenso coincidirá con las zonas de subducción. Existen tres propuestas que interpretan estos movimientos ascendentes y descendentes: - afectan sólo a la astenosfera - afectan a todo el manto, en una única célula convectiva - afectan a todo el manto pero formando dos células de convección; una en la astenosfera y otra en la mesosfera. La teoría de la tectónica de placas explica la existencia de volcanes y terremotos en los límites de placas, pero ¿y los fenómenos interplaca?. Estos fenómenos parece que se pueden explicar por la presencia de los llamados puntos calientes. Estos serían lugares de la Tierra dónde se produce un sobrecalentamiento del manto (y la litosfera) debido a la ascensión de materiales a elevada temperatura desde la zona D, situada en el límite mantonúcleo. Estos ascensos forman las llamadas plumas térmicas. Este proceso, normalmente empieza con un abombamiento del terreno y termina con la formación de una isla volcánica (Hawai). Estos puntos calientes están fijos sobre el manto, por lo que al desplazarse las placas dejan tras de sí un reguero de islas (que pueden transformarse en guyots). Los procesos que trata de explicar la tectónica de placas son cíclicos. Wilson reunió los procesos de apertura de cuencas oceánicas, debidos a la formación de dorsales, y su cierre, por colisión de continentes, en un ciclo: ciclo de Wilson. Las etapas que identificó fueron: 1. El continente se fractura y empieza a formarse litosfera oceánica. Consecuencia: formación de valles en rift, con fallas encajadas. 2. Se forma un océano y los continentes empiezan a separarse. 3. La cuenca oceánica aparece ancha y desarrollada. Los continentes siguen alejándose. 5 4. La placa oceánica se rompe y empieza a subducir. La cuenca empieza a cerrarse. Se forman arcos de islas volcánicas o cordilleras litorales, según el tipo de litosfera afectada. 5. La cuenca oceánica se estrecha. El material comprimido se añade a los continentes. Aparecen cordilleras a ambos lados. 6. Se produce la colisión de los continentes y la cuenca se cierra. Parte de la litosfera oceánica puede cabalgar sobre el continente. Muchos geólogos piensan que este ciclo se ha repetido muchas veces en la historia de la Tierra. 2.2. - Manifestaciones de la Energía interna de la Tierra. La energía interna terrestre se pone de manifiesto de dos maneras: por medio de la energía geotérmica directa: volcanes por medio de la energía elástica: terremotos A. Energía geotérmica: Volcanes. En la Tierra existe un gradiente geotérmico ( + 1 ºC/33 m) que si se mantuviera hasta el centro, haría que éste alcanzara unos 200.000 ºC. Sin embargo, parece que sólo llega hasta unos 6.000 ºC. Es decir, este gradiente sólo se mantiene durante los primeros kilómetros. Causas: calor residual que conserva la Tierra desde su formación fenómenos de desintegración de elementos radiactivos contenidos en las rocas corticales. Por tanto, el flujo térmico tiene dos orígenes: - Profundo, de valor uniforme en todo el planeta. - Cortical, dependiente de los elementos radiactivos, y por tanto variable. Es este último el que tendrá mayor influencia en la dinámica de las placas litosféricas y en los fenómenos volcánicos. Los materiales arrojados por los volcanes (manifestación de la energía geotérmica terrestre), pueden ser de tres tipos: a) Gaseosos: mezcla de H2, vapor de agua, CO, CO2, SO2, H2S, SO3, HCl, Cl2. Son el motor de las erupciones, ya que posibilitan el ascenso de otros materiales. b) Líquidos: proceden de la fusión de sólidos incandescentes (debido al descenso de P al contacto con la atmósfera). Dan lugar a la lava que fluye en coladas por las laderas. La consistencia de la lava depende del tipo de magma originario: magmas ácidos, contiene un elevado porcentaje de SiO 2, su Tª es menor de 1000 ºC, originan lavas viscosas que impiden el escape de gases (erupciones explosivas). Su desplazamiento es lento y a corta distancia. Magmas básicos, (1.000 ºC a 1.200 ºC) dan lugar a lavas fluidas de composición basáltica (50 % de SiO2 como máximo), que dejan escapar fácilmente los gases, dando lugar a erupciones poco violentas. La mayoría de los volcanes oceánicos son de este tipo. Los tipos de lava son: 6 - - malpaís (aa, en hawaiano), de textura viscosa y enfriamiento rápido, dando lugar a explosiones y a la formación de una superficie quebrada y con aristas. Lavas cordadas (pahoehoe), de carácter fluido y con superficies onduladas, porque su enfriamiento es sólo superficial. Lavas almohadilladas (pillow-lavas), lavas muy fluidas originadas en erupciones submarinas. c) Sólidos (piroclastos). Según su tamaño: cenizas, muy pequeños, se mantienen en la atmósfera en suspensión. Lapilli, de tamaño similar a un guisante. Bombas, mayores, de formas fusiformes o redondeadas, dependiendo de su trayectoria. Si, al caer, permanecen fundidas: escorias. En general, los volcanes asociados a bordes constructivos o en el interior de las placas contienen lavas básicas, mientras que, los volcanes de bordes destructivos emiten lavas muy ácidas. Pero, en muchas ocasiones, el magma permanece mucho tiempo en la cámara magmática, sufriendo un proceso de diferenciación magmática, separándose en dos fases en función de su densidad: - los componentes más básicos quedan al fondo, ya que tienen mayor porcentaje de elementos pesados (Fe, Mg) - los componentes más ácidos permanecen en la parte superior. Por ello, al empezar la erupción los materiales viscosos y cargados de gases son los primeros en salir, proporcionando un carácter inicialmente explosivo a la erupción, que puede evolucionar a emisiones de lava fluida de poca violencia. B. Energía elástica.Terremotos. Los materiales pueden sufrir deformaciones de tres tipos: - elásticas, el cuerpo sometido a esfuerzo recupera su forma primitiva cuando éste cesa. - plásticas, si no recupera el estado inicial. - rígida o frágil, cuando se produce rotura. Las rocas de la corteza terrestre pueden comportarse elásticamente, acumulando energía hasta un límite en el que se supera la resistencia del material, produciéndose su fractura, liberando la energía y dando lugar a una falla (teoría del rebote elástico). La energía disipada en un terremoto procede de la liberación brusca de la energía elástica almacenada en las rocas cuando se produce su ruptura. Según Agustín Udías, los terremotos se originan por tres tipos de esfuerzos: presiones horizontales, que producen fallas inversas tensiones horizontales, que producen fallas normales presiones y tensiones horizontales (cizalla), que producen fallas de dirección o desgarre. 7 La energía liberada en un terremoto se transmite por medio de ondas a partir del foco o hipocentro (zona de deslizamiento que corresponde al plano de falla). El epicentro es la zona de la superficie terrestre que está en la misma vertical que el foco y, por tanto, es el lugar dónde su magnitud es máxima. Durante la transmisión de las ondas sísmicas se van produciendo deformaciones en las rocas (comprensión-distensión) que pueden ser captadas por los sismógrafos, representándolas por medio de gráficas, sismogramas. Estos nos permiten determinar el lugar de origen del seísmo, su magnitud y la profundidad de su foco. Las ondas sísmicas pueden ser de dos tipos: a) Internas. Atraviesan las capas internas de la Tierra. ondas primarias (P), las más rápidas (6 – 10 km/s). Su sentido de propagación es longitudinal y producen movimientos en las rocas de comprensión-dilatación (efecto muelle). ondas secundarias (S), más lentas (4 – 7 km/s). Su sentido de propagación es transversal produciendo fuerzas de cizalla en las rocas. Sólo se propagan en medios sólidos. b) Superficiales. Se producen en la interfase tierra-aire o tierra-agua. Son más lentas. Ocasionan las catástrofes. ondas R (Reyleigh), se propagan como las ondas de un estanque al caer una piedra ondas L (love), transversales, pero vibra en un solo plano que corresponde a la superficie del terreno; son, pues, horizontales y perpendiculares a la dirección de propagación. Exercici. Anem a construir l’escala de Ritcher, que serveix per calcular l’energia elàstica alliberada en un sisme. Calcula l’energia alliberada en cada ordre de magnitud (de 1 a 9) d’un sisme a partir de la següent fòrmula: Log Es = 11,8 + 1,5 . M - Quina correlació es por establir entre l’energia alliberada en un sisme i l’alliberada en altre d’una unitat de magnitud superior? - Elabora una gràfica situant, al eix d’ordenades, l’energia en ergs en potències de 10; i en l’eix d’abcises, les magnituds de 1 a 9. representa la gràfica tenint en compte sols la cifra de potències de 10. - Quina energia s’alliberà en un terratrèmol com el de Lisboa al 1955 de magnitud 8,9? A quina magnitud sísmica podria comparar-se l’energia de 4,3 .1017ergs, produïda per una tona equivalent de petroli (TEP)? I l’equivalent al consum total d’energia anual mundial al any 2000, 1026ergs? 3. PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS. A expensas de la energía solar, transformada en potencial, los agentes geológicos (atmósfera, agua y viento) denudan la superficie terrestre por medio de procesos geológicos (meteorización, erosión, transporte y 8 sedimentación), dando lugar al modelado del relieve. También influye la gravedad, favoreciendo el transporte desde zonas elevadas a las deprimidas. Las diversas formas de modelado dependen también de: - el clima, que determina el agente geológico y su modo de acción - las características litológicas (tipo de roca) - la disposición estructural de las rocas 3.1. Sistemas de denudación estáticos: Meteorización. La meteorización es el proceso de descomposición in situ de rocas y minerales, por acción de la atmósfera. Es, por tanto, un ejemplo de las interacciones atmósfera-litosfera. Puede ser de dos tipos: químico o mecánico, en función de la presencia o ausencia, respectivamente, de agua líquida, factor condicionado por el clima. A. Meteorización mecánica. Se produce en climas extremos (desérticos o muy fríos), en los que no hay agua líquida. Ocasiona: Lajamiento. La erosión de las rocas superficiales hace que disminuya la presión confinante, apareciendo en las rocas grietas y diaclasas paralelas a la superficie. Gelivación. El agua penetra en grietas de rocas y al congelarse aumenta su volumen, haciendo efecto de cuña. Da lugar a la formación de pedrizas y canchales. Termoclasticidad (expansión y contracción térmicas). Son consecuencia de las diferencias entre los coeficientes de dilatación de los minerales de las rocas. Los minerales más oscuros se calientan y dilatan más rápido produciendo la desintegración de las rocas. Haloclasticidad (cristalización intersticial de sales). Determinadas sales (halita, yeso) cristalizan en las grietas provocando un aumento de volumen y consiguiente desintegración de las rocas. Bioclasticidad. Las raíces de los árboles penetran en las grietas de las rocas, agrandándolas y facilitando su desmoronamiento. El viento favorece esta acción. B. Meteorización química. Necesita la presencia de agua líquida, por lo que sólo se producirá donde ésta exista. Está favorecida por la meteorización mecánica. Depende del tipo de enlace que presenten los minerales afectados: los enlaces covalentes son más difíciles de romper que los iónicos, ya que éstos liberan más fácilmente cationes. También depende del pH y de la Tª. Los principales tipos son: Hidrólisis. Sal + agua ácido + base El agua pura libera iones OH- y H+ que rompen los feldespatos y los transforman en minerales arcillosos. Ejemplo: Ortosa (feldespato del granito) Caolín (arcilla blanca) Carbonatación. CaCO3 + H2O + CO2 HCO3- + Ca2+ 9 Hidratación. Rocas y minerales incorporan agua entre sus redes cristalinas, hinchándose: . Anhidrita (CaSO4) Yeso (CaSO4-nH2O) .Las arcillas expansivas incrementan su volumen, lo que constituye un problema para la construcción. Disolución. El agua puede disolver determinadas rocas (caliza, yeso, halita) dando lugar a acanaladuras en la superficie: lapiaces. Oxidación. El oxígeno disuelto en agua provoca la oxidación de iones bivalentes reducidos: Fe2+ Fe3+, insoluble, cuando precipita produce tintes ocres y rojizos. 3.2. Sistemas de denudación dinámicos. Todos implican, en primer lugar, un proceso de erosión o desgaste, favorecido por la meteorización, pero se diferencia de ella en que la erosión implica un transporte de los fragmentos resultantes, efectuado por agentes geológicos activos (agua, hielo, viento, olas y corrientes) desde zonas elevadas a zonas deprimidas, en las que, al cesar la fuerza de los agentes, se produce sedimentación. A. El sistema de ladera. El proceso de erosión que ocurre en las laderas se denomina areolar, inducido por el agua de escorrentía superficial, sin cauce fijo. Según el modo de acción de los agentes, su intensidad y las formas resultantes, distinguimos: a) Lavado y arroyada. El agua de escorrentía forma una lámina sobre el terreno, que remueve, disgrega y separa sus partículas más finas (lavado). Este proceso está favorecido por: . las intensas precipitaciones . el grosor de las gotas de lluvia . la ausencia de vegetación . la escasa infiltración Si la erosión es más intensa se produce la arroyada que origina regueros y surcos en el terreno. Este tipo de erosión aumenta al hacerlo la pendiente. b) Movimientos gravitatorios de ladera. Afectan a la totalidad de la zona superficial del terreno resultante de la meteorización. Los mecanismos son de 5 tipos: Reptación o crepp. Descenso gravitacional que afecta sólo a la capa más superficial del terreno. Se produce como resultado de la composición de dos movimientos: . uno de expansión (debido al hinchamiento por hidratación de los materiales) . otro de retracción (caída gravitatoria producida por deshidratación) La suma de ambos provoca un transporte lento y continuo a favor de pendiente. Coladas de barro. Flujo viscoso de materiales blandos y sueltos (arcillas o limos en agua), que se desplazan a favor de pendiente, ya 10 que el agua aumenta su plasticidad y fluidez. Pueden aparecer también como consecuencia de fenómenos volcánicos o sísmicos. Solifluxión. Movimiento resultante de la combinación de flujo y reptación. Frecuente en lugares de dominio periglaciar, en los que existe una parte del terreno permanentemente helado (permafrost) sobre la que se asienta una parte superficial que puede fluir durante los deshielos estivales (mollisuelo). Deslizamientos. Son movimientos gravitacionales de rocas o suelo, sobre una superficie de rotura, al superarse la resistencia al corte. Pueden ser lentos o catastróficos y, necesitan una superficie de despegue que puede deberse a: . la rigidez de la roca subyacente . la posición paralela al talud de los planos en los que se cuartea la roca . los esfuerzos naturales mecánicos de la propia ladera por mantener un mismo nivel En este tipo de movimientos actúan varias fuerzas: # la gravedad (G), que coincide con la vertical y se descompone en: # la normal (R), que mantiene la cohesión por rozamiento con la superficie subyacente (si existe agua o arcilla disminuye su valor) # la de cizalla (Z), debida al peso del cuerpo que se desliza (aumenta con la pendiente). Cuando Z R se produce deslizamiento (el peso supera la cohesión entre partículas). Los deslizamientos pueden ser de dos tipos: (1) Traslacionales: si la rotura es más o menos paralela a la superficie del talud. Se produce: . cuando existe una roca competente (firme) asentada sobre arcilla . una roca meteorizada o suelo . una roca sin meteorizar a favor de fracturas de la misma roca . en calizas que descansan sobre niveles margosos (las margas son mezcla de caliza y arcilla) (2) Rotacionales o slump: se producen cuando hay movimientos a favor de superficies curvas. Frecuentes en suelos cohesivos de tipo uniforme, como arcillas, o en rocas situadas sobre niveles arcillosos. Desprendimientos. Caída de bloques o fragmentos rocosos individuales de un talud. Favorecidos por: . la pendiente . el tipo de roca . la presencia de discontinuidades . condiciones climáticas en las que predomine la meteorización mecánica. Se forman laderas con derrubios de gravedad. B. El sistema fluvial. Los ríos son los principales modificadores del relieve continental, y el agua el principal agente de erosión y transporte de latitudes templadas. El relieve de estas zonas se caracteriza por la existencia de: 11 áreas topográficas más elevadas, o divisorias partes más deprimidas, o valles, en los que predomina la erosión lineal de torrentes y ríos, y - entre unas y otras, las laderas, donde se dan fenómenos de erosión areolar. El agente erosivo es el agua de lluvia, que en los casos en los que la escorrentía es mayor que la infiltración, incrementará ambos tipos de erosión. - La cantidad de agua que lleva un río, caudal, puede variar de forma estacional o temporal: - aumenta, por deshielo o incremento de las precipitaciones, en épocas de crecida - disminuye, en épocas de estiaje El caudal de un río se mide mediante hidrogramas. Se elaboran en función de las variaciones de caudal: . a lo largo del año: para observar crecida/estiaje . en unos días. Para predecir avenidas, ya que en él se detectan: + el caudal punta (máximo) + el tiempo de respuesta (tiempo entre precipitación y avenida) + la curva de agotamiento (hasta alcanzar el caudal mínimo) La capacidad de la corriente (Q), es la cantidad de material que puede transportar un río. Es variable, tanto estacional como temporalmente, porque depende del caudal. La carga (C) es la cantidad real de materiales que transporta un río en un momento determinado. Cuando Q C, la energía cinética del río es grande y presenta alto poder erosivo y capacidad de profundizar el valle ( valles en V) Cuando C Q, la energía cinética ha disminuido y aumenta la sedimentación. Cuando C = Q, se alcanza el perfil de equilibrio, es decir, invierte toda su energía cinética en vencer el rozamiento y transportar, sin erosión ni sedimentación. Para llegar a este equilibrio, los ríos tienden a reducir su altitud hasta igualarla con el nivel de base (extremo más bajo), que puede ser local (por la presencia de un embalse) o final (el mar). El proceso de excavación que realiza el río para alcanzar este nivel se denomina erosión remontante. Realmente, este equilibrio es una tendencia, ya que las irregularidades del cauce (desniveles, meandros) provocan aumentos locales de la velocidad. Según el modelo de Davis (controvertido), los ríos de las zonas templadas pasan por tres etapas: - fase juvenil, con fuerte pendiente, cauce indefinido, predomina la erosión remontante. - fase de madurez, el río discurre encajado con pendientes muy suavizadas. - fase de senilidad, río lento y con mínimo gasto energético, ya que el relieve es plano (plenillanura) y presenta suaves ondulaciones. 12 Transporte fluvial. Los ríos realizan un transporte selectivo, llevando más lejos materiales de menor tamaño, por medio de tres mecanismos: arrastre, o carga de fondo, de las partículas más grandes por + rodadura (cantos, gravas, gravillas) + saltación (arenas) dando lugar al redondeo de formas carga en suspensión, materiales más finos que enturbian las aguas (arcillas y limos) carga en disolución, transporte a mayor distancia (sales). Para analizar la relación existente entre el tamaño de las partículas y la velocidad de transporte: efecto Hjulstrom. Existe una aparente contradicción: las arenas tienen más movilidad que arcillas y limos. La causa es que estos son más cohesivos y necesitan para su transporte mayor velocidad de flujo; las arenas se transportan mejor por su superficie lisa que ofrece menos resistencia. En el curso alto los ríos poseen gran energía potencial, debido a la diferencia de altitud con el nivel base. Tenderán, pues, a excavar el terreno: predominan la erosión y el transporte. Es la zona de dominio de los torrentes, cursos de agua ocasionales (lluvias o deshielo) con gran poder erosivo, pues debido a la pendiente Q C. En él distinguimos tres partes: - cuenca de recepción, donde se agrupan las aguas de arroyada - canal de desagüe, lecho por donde circula el agua - cono de deyección o abanico aluvial, donde acaba, cuando pierde su velocidad al disminuir la pendiente, y es donde deposita los materiales en una mezcla caótica. En el curso medio predominan el transporte y la sedimentación. Se forman grandes llanuras de inundación, amplios valles de fondos planos (vegas). Son periódicamente ocupadas por las aguas. Son muy fértiles debido a los depósitos de arcillas y limos. En las llanuras de inundación el río puede presentar dos tipos de trazado: - cuando se depositan gravas, se acumulan formando barras y, el río presenta un cauce anastomosado, con bifurcaciones. - cuando se trata de arenas, el río describe una trayectoria sinuosa, formando meandros, gracias a los cuales el río puede seguir desarrollando su poder de desgaste, pues se produce erosión en su parte cóncava y sedimentación en la convexa; como la erosión es mayor a la salida de las curvas, el meandro se desplaza aguas abajo. Pueden formarse meandros abandonados (cuando se estrangula). Terrazas fluviales. Se forman como consecuencia de la acción erosiva en vertical del río, que al encajarse no vuelve a ocupar la antigua llanura de inundación, quedando como un escalón en el terreno. Su origen puede ser diverso: fluctuaciones en el caudal debidas a las glaciaciones del cuaternario. En períodos interglaciares, la fusión da lugar a gran cantidad de sedimentos que producirán la agradación del cauce (mayor cantidad de materiales de los que el río puede transportar). En períodos glaciares, el río tenderá a erosionar (al tener menos materiales), formando un terraza, produciendo la 13 degradación (ahondamiento), con la formación de un nuevo cauce. causas de tipo climático: en épocas lluviosas aumenta la erosión en el curso alto y la sedimentación en el medio; en épocas de sequía, habrá disminución en el transporte y la sedimentación, incrementándose la erosión en el curso medio. Causas de origen neotectónico: al elevarse el curso del río se producen descensos del nivel base que incrementan la erosión remontante y la profundización en el cauce. C. Sistema kárstico. En el sistema kárstico se agrupan todos los fenómenos de erosión, transporte y sedimentación sobre rocas que, debido a su capacidad de disolución (caliza, yeso, halita) o por su consistencia (conglomerados, areniscas), pueden originar cuevas y provocar hundimientos en el terreno. El agente geológico es el agua, sobre todo subterrénea. Existen dos variantes: a)El karst de calizas. Las aguas ricas en CO2 provocan la disolución de la caliza por meteorización química: CaCO3 + arcilla + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 + residuos arcillosos Las aguas transportan el Ca(HCO3)2 en disolución y las arcillas en suspensión. La sedimentación se produce al transformarse de nuevo el bicarbonato cálcico, por desprendimiento de dióxido de carbono: Ca(HCO3)2 CO2 + H2O + CaCO3 También se produce la sedimentación de arcillas. Las regiones kársticas se caracterizan porque existe escasa o nula escorrentía superficial y elevada infiltración, debido a la presencia de grietas en la roca (por disolución, discontinuidades o diaclasas). - - Fenómenos superficiales lapiaces, por disolución superficial cañones estrechos, porque los fenómenos de ladera son insignificantes valles ciegos, que terminan en un sumidero por el que se infiltra el agua los ríos aparecen en las surgencias o afloramientos de aguas subterréneas, originando cabeceras en forma de anfiteatro depresiones cerradas, formadas por disolución superficial o por hundimiento (dolinas, uvalas, poljes, simas) Fenómenos subterráneos pozos, galerías, cavernas travertinos (estalactitas, estalagmitas y columnas) 14 b)El karst no calizo, asociado a rocas como halita o yeso (cuenca del Ebro), que al ser más solubles tienen más riesgos de hundimientos. Los conglomerados presentan gran capacidad para formar cuevas, más por arrastre que por disolución (Montserrat, en Cataluña). D. Sistema eólico. Este sistema se desarrolla en zonas generalmente anticiclónicas, con escasa pero intensa precipitación y poca vegetación (p.ej. regiones mediterráneas). Los agentes que actúan son: viento, arroyada y diferencias de temperatura. Estos agentes condicionan los mecanismos de acción: a)Debidos a la elevada evaporación y escasa infiltración. formación de grietas de retracción, cuando las arcillas, al deshidratarse, se contraen, cuarteando el terreno formación de caliches (costras de CaCO3), consecuencia del ascenso capilar del agua con Ca(HCO3)2 formación de costras superficiales salinas, por precipitación, cuando el ascenso capilar se produce con aguas ricas en yesos, blanquean el terreno incrementando el reflejo solar (albedo). Ejemplo: las rosas del desierto se producen por la precipitación de yeso sobre arenas. b)Debidos a la escorrentía (esporádica, pero torrencial). Puede provocar: erosión . en terrenos homogéneos poco consolidados: cárcavas (bad lands) . en terrenos heterogéneos poco consolidados: chimeneas de hadas transporte no selectivo. Se forman torrentes (Q C), lo que intensifica la erosión y la velocidad de transporte sedimentación, con formación de: . cauces marcados, por acúmulo de detritos sin seleccionar . uadi, amplios cauces secos del desierto . ramblas, cauces típicos del mediterráneo, que se inundan durante el otoño . abanicos aluviales, típicos de la desembocadura de los torrentes . cauces difuminados, como las llanuras endorreicas, con una laguna central sin salida, donde la evaporación es mayor que la precipitación, formando depósitos de yeso. c)Debidos a la acción del viento. Provoca: erosión: abrasión, desgaste de materiales por efecto de choque, provocado por la arena que transporta el viento, dando lugar a la corrosión alveolar, en rocas de composición heterogénea. Transporte. El viento levanta partículas (deflación), arrastrando más lejos las menos pesadas (transporte selectivo): . las más gruesas: reptación . las arenas: saltación 15 . las arcillas y limos: suspensión. Pueden originar calimas que ocultan la radiación solar. Así, en el desierto hay una disposición concéntrica de los materiales, alrededor de una cordillera central: . desierto de piedras (reg) . desierto de arena (erg) . en los límites se depositan arcillas y limos (loess), dando suelos fértiles Sedimentación, se producen dos tipos de formaciones: . Ripples o rizaduras (cms.) con crestas más agudas que las del agua en las playas. . Dunas (m. o dam) fijas o móviles, son acumulaciones de arena con una pendiente suave, por barlovento, y pronunciada, por sotavento. La presencia de vegetación u otro obstáculo convierte a una duna móvil en fija. E. Sistema costero. El modelado costero se realiza principalmente por acción mecánica (olas, corrientes y mareas) y por acción química del agua marina. También interviene la meteorización (precipitaciones, ríos y seres vivos). La erosión es debida, fundamentalmente, a la acción de las olas, movidas por el viento y ayudadas por la carga de arrastre. Actúan sobre las partes salientes de la costa formando acantilados o promontorios. El transporte se realiza de dos maneras: - perpendicular a la costa, debido al oleaje y las mareas - paralelo a la costa, realizado por la corriente de deriva, provocada por la incidencia oblicua del oleaje sobre la costa. Sólo existirá cuando haya un viento de dirección constante. El transporte es selectivo. Las formas resultantes son aplanadas, debido al arrastre de vaivén producido por las olas. La sedimentación se realiza: - en los entrantes (playas o ensenadas), en los que se depositan los materiales más finos, como las arenas - en las terrazas costeras, próximas a los acantilados, donde se acumulan cantos y gravas - en barras paralelas a la costa, cuando las aguas son poco profundas y hay corrientes de deriva persistentes si se forman barras entre dos acantilados con una playa en medio, puede originarse una albufera. Si la sedimentación ocurre entre la costa y un islote, se puede formar un tómbolo. - cuando la corriente de deriva no es muy intensa se pueden formar los deltas en las desembocaduras. La sedimentación de arcillas (floculación) produce una extensión mar adentro (progradación), de forma que, pueden existir ciudades que dejen de ser costeras. F. Sistema glaciar. Los glaciares son masas de hielo permanentes situadas sobre los continentes, que están o han estado en movimiento. 16 En las zonas donde se producen, la nieve caída a lo largo del año supera a la que se funde y la nieve nueva se va acumulando sobre la ya existente. La más antigua, al sufrir el peso, pierde el aire que contiene y se compacta, transformándose poco a poco en hielo compacto. Tipos de glaciares. - El 98 % del hielo glaciar se encuentra en las zonas polares, formando dos grandes casquetes, uno al N, en Groenlandia, y otro al S, el la Antártida. Son los glaciares de casquete o de latitud. - El resto está distribuido entre unos 200.000 glaciares, de los cuales los más abundantes son los glaciares alpinos o de altitud. Acción geológica. El glaciar se mueve desde la zona de acumulación (con aumento de la masa de hielo) a la zona de ablación (con pérdida de hielo, por sublimación y fusión), realizando una intensa acción geológica. En los circos, la presión del hielo acumulado hace que el de la parte inferior sea más plástico y se mueva. El flujo de éste arrastra al superior y, si el circo está lleno, sale fuera, formando la lengua. Como el glaciar es un sólido puede transportar materiales de todos los tamaños, desde arcillas (harina glaciar) hasta bloques de varias toneladas. El modo de transporte nunca es por rodadura: se produce englobando materiales, arrastrándolos, así como, sobre su superficie. Estos materiales transportados constituyen las morrenas. Modelado glaciar. La intensa erosión producida se debe, en gran parte, a las morrenas (abrasión glaciar). Aparecen una serie de estructuras: - entre dos circos se forma una cresta muy aguda, debido a que las paredes del circo son muy abruptas. - Cuando existen varios circos alrededor de una cumbre se forma un pico piramidal o horn. - El coll es la depresión en la cresta que limita dos circos opuestos. - La hombrera es el cambio de pendiente de las paredes del valle que determina el nivel alcanzado por el hielo. Glaciares de casquete. No se deben confundir con la masa de hielo del polo N, formadas por congelación del agua sobre la que se acumula nieve (branquisas). Los glaciares de casquete, al cubrir amplias áreas, modelan grandes llanuras en las que se localizan largos surcos glaciares. En las zonas montañosas el modelado de estos glaciares es similar al de los glaciares alpinos y, si se retirasen los hielos veríamos: valles en forma de U, rocas aborregadas, crestas... Sin embargo no existirían hombreras. Puesto que el espesor no es el mismo en todos los puntos y, dada la plasticidad del hielo, se produce el movimiento de éstos, para compensar además la pérdida de masa en sus bordes (iceberg). 4. LOS RIESGOS. 17 Denominamos riesgo a toda condición, proceso o evento que puede causar heridas, enfermedades, pérdidas económicas o daños al medio ambiente. Se denomina catástrofe si una vez ocurrido el evento, los efectos sobre la población afectada son muy notorios; desastre, si el grado de destrucción es tal que la sociedad afectada precisa de ayudas externas; y calamidad, si el desastre se prolonga temporalmente. Los riesgos se pueden clasificar en tres grupos: - Riesgos tecnológicos o culturales: se producen como consecuencia de fallos humanos (mareas negras, fugas radiactivas) o modos de vida peligrosos (alcoholismo, drogas, conducción peligrosa...). - Riesgos naturales: Biológicos, enfermedades causadas por microorganismos, parásitos, pólenes o animales (avispas, serpientes...) Químicos, acción de sustancias químicas peligrosas contenidas en agua, aire, alimentos o suelo. Físicos, radiaciones ionizantes, ruido, incendios, y los siguientes: Climáticos, tornados, ciclones, gota fría, tormentas, granizo, sequías,... Geológicos, debidos a procesos internos y externos (estos dependen del clima) Cósmicos, procedentes del espacio, caída de meteoritos, variaciones de la radiación incidente,... - Riesgos mixtos: resultado de la intensificación de los riesgos naturales debido a la acción humana. 4.1. Factores de riesgo. A la hora de estudiar un riesgo debemos tener en cuenta tres factores: a) Peligrosidad (P), es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno cuya intensidad o severidad lo hacen potencialmente perjudicial en un determinado tiempo y espacio. Para calcularla hay que seguir tres pasos: 1. Hay que estudiar su distribución geográfica, localizando las zonas históricamente castigadas. Se deberá delimitar su radio de acción, ya que su extensión suele incrementar los daños. 2. Hay que conocer el tiempo de retorno (periodicidad con que se repite); se determina recurriendo a datos pasados. 3. Hay que determinar su magnitud o grado de peligrosidad, a partir del registro histórico. El factor de peligrosidad sirve para elaborar mapas de peligrosidad, cuya finalidad es la reducción de los daños, porque es difícil disminuir la peligrosidad potencial del evento en sí. b) Exposición (E), es el número total de personas o bienes sometidos a un determinado riesgo. Se puede cuantificar de tres formas: . social, número de víctimas potenciales . económico, total de bienes expuestos (ptas/año) . ecológico, especies afectadas o grado de degradación del ecosistema Las medidas encaminadas a disminuir este factor: 18 ordenación territorial, que plantee restricciones de uso del suelo y determine zonas de riesgo. - Diseño de estrategias de emergencia: + protección civil + sistemas de vigilancia, control y alerta La eficiencia de estas estrategias depende de: tiempo entre el comienzo del evento y su fase paroxísmica, existencia y magnitud de riesgos derivados estado de las vías de comunicación sistemas de realojamiento, etc. d)Vulnerabilidad (V), es el tanto por ciento (o tanto por uno), respecto al total expuesto, de víctimas mortales o de pérdidas materiales provocadas por un evento. Las medidas destinadas a reducir este factor suelen ser de tipo estructural: diseño, técnicas o utilización de materiales de construcción adecuados a cada tipo de riesgo. - El riesgo sería el resultado de multiplicar la probabilidad de ocurrencia de un desastre (P), por la exposición (E), en número total de víctimas o daños económicos potenciales (por evento o año) y por la vulnerabilidad (V) en tanto por uno: R=P.E.V Así queda patente que peligrosidad y riesgo no son exactamente sinónimos. Por ejemplo, una zona con un índice de peligrosidad sísmica muy elevado (terremotos con elevada frecuencia y magnitud, pero que esté prácticamente deshabitada (baja E) o con construcciones adecuadas (baja V), presenta menor riesgo sísmico que otra zona superpoblada (elevada E), sin viviendas adecuadas (alta V), aunque la peligrosidad allí sea menor (menor frecuencia y magnitud). 4.3. Planificación de riesgos. El objetivo básico de la planificación de riesgos es la elaboración de medidas, predicción y prevención, destinadas a hacer frente a todo tipo de riesgos. Predicción: anunciar anticipadamente un evento; tiene tres componentes: espacial: dónde temporal: cuándo prever su intensidad Una de las medidas utilizadas para la predicción son los mapas de riesgo. Prevención: prepararse anticipadamente, aplicar medidas encaminadas a mitigar los daños. Pueden ser: de carácter estructural, implica modificaciones en las estructuras geológicas o en el tipo de construcciones (rebajando la vulnerabilidad). También sirven para reducir la exposición ya que se pueden establecer sistemas de vigilancia específicos para cada tipo de riesgo. de carácter no estructural, como: 19 o ordenación del territorio, leyes que plantean restricciones en los usos del suelo (reducen la exposición) o protección civil, estrategias con doble objetivo: reducir daños una vez producidos, restablecer el orden público Cuenta con sistemas de vigilancia y control, de emergencia y alerta y planes de evacuación. o La educación para el riesgo, consiste en que la población tenga una información adecuada sobre los problemas asociados a cada riesgo, reduciéndose así la vulnerabilidad y se pueden mejorar las estrategias de prevención. o El establecimiento de seguros: en las zonas sometidas a un riesgo se suele recomendar, e incluso obligar, a establecer seguros que garanticen la restauración de los daños. El valor de las primas es muy variable y muchos países, en vías de desarrollo, es una medida de difícil aplicación. o Análisis de coste/beneficio: consiste en comparar el coste económico que supondría aplicar medidas de corrección, valorando el beneficio (reducción de nº de víctimas o de pérdidas económicas) 4.4. Cartografía de riesgos. Las representaciones cartográficas encaminadas a detectar las zonas de riesgo son los mapas de riesgo. Sus fines son: - Establecimiento de medidas preventivas. - Establecimiento de medidas correctoras, de planificación del territorio. Para la elaboración de estos mapas se pueden tener en cuenta los factores de riesgo por separado o conjuntamente, clasificándose en: Mapas de peligrosidad. Mapas de exposición. Se pueden elaborar tomando como referencia la densidad de población o los índices de población expuesta (mapas cuadriculados que representan municipios de más de 1.000 habitantes) En sucesos muy localizados es importante calcular el coeficiente de proximidad, en función de la distancia al centro del mismo: . valor 0, fuera de su radio de acción . valor 0,5 , incidencia parcial . valor 1, dentro de su alcance A partir de estos factores se determinará el índice de exposición (producto de los anteriores). Mapas de vulnerabilidad, reflejan las pérdidas mediante un índice de coste geológico. Mapas de riesgo. A partir de los anteriores. Se expresará: . el riesgo social (víctimas/año) . el riesgo económico (ptas/año) 5. RIESGOS GEOLÓGICOS. 20 Es todo proceso, situación o suceso en el medio geológico, natural, inducido o mixto que puede generar un daño económico o social para alguna comunidad, y en cuya predicción, prevención o corrección han de emplearse criterios geológicos. Se clasifican en: a) Naturales Geodinámicos internos: originados por volcanes, terremotos y diapiros. Geodinámicos externos: dependen del clima y de las condiciones litológicas. b) Mixtos: derivados de las alteraciones humanas en la dinámica de los procesos naturales de erosión-sedimentación. d) Inducidos: resultantes de las intervenciones humanas en el medio geológico: contaminación de aguas y suelos; agotamiento de recursos; subsidencias por distintas actividades; etc. 5.1. Riesgos volcánicos. Los volcanes proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica, por lo que el ser humano ha ocupado su área geográfica, apareciendo el riesgo consiguiente. Los factores que intensifican el riesgo volcánico son: a)El incremento de población que se asienta sobre ellos, lo que aumenta el factor de exposición. b)El tipo de erupción, que condiciona la peligrosidad, la intensidad, que está supeditada al número de volcanes, la frecuencia de las erupciones y la explosividad, que depende de la viscosidad de la lava y de la presencia o ausencia de gases. Los principales riesgos volcánicos son tres: Las coladas de lava que pueden cubrir extensas áreas Las lluvias de piroclastos, provocan muertes por impacto, hundimiento de construcciones o destrozo de cultivos Las nubes ardientes o flujos piroclásticos, la de mayor peligrosidad. - - Los riesgos derivados adoptan diversas formas: Erupciones freato-magmáticas, cuando el magma ascendente atraviesa un acuífero o entra agua en la cámara magmática. Esto añade violencia a la erupción (por el vapor). Los lahares o corrientes de fango producidas por la fusión de hielo o nieve en la cumbre. Efectos devastadores. Tsunamis, olas gigantes, provocados por el hundimiento de una caldera submarina, pueden ser más dañinos que el propio volcán Movimientos de laderas, o deslizamientos, desprendimientos y taponamientos de valles. Emisión de venenos y gases asfixiantes. 21 Métodos de predicción Para predecir los efectos volcánicos debe conocerse la historia del volcán: frecuencia de las erupciones (período de retorno) intensidad Se pueden analizar los síntomas del comienzo de la erupción: - pequeños temblores y ruidos - cambios en la topografía (teodolitos) - cambios en la forma (inclinómetros) - variaciones en el potencial eléctrico de las rocas (estas pierden sus características magnéticas cuando su Tª asciende por encima de 600 ºC Se miden con magnetómetros). - anomalías en la gravedad (gravímetros) - análisis de gases emitidos - seguimiento por satélites. Se elaboran interferogramas, diagramas en los que se representan las deformaciones en la estructura de un volcán Elaboración de mapas de peligrosidad y riesgo La fiabilidad es relativa, pues las erupciones más peligrosas son las más difíciles de pronosticar. Métodos de prevención desviar las corrientes de lava hacia lugares deshabitados construcción de túneles de descarga del agua de los lagos del cráter para evitar la formación de lahares. Sin embargo, las medidas preventivas están en función del tipo de vulcanismo: si es efusivo evacuación contratación de seguros de pérdidas si es explosivo mapas de riesgo evacuación evitar construir en lugares de alto riesgo si es intermedio evacuación sistemas de alarma restricciones temporales de uso reducción del nivel de embalses Además, se construirán viviendas semiesféricas o tejados muy inclinados y se habilitarán refugios incombustibles. - 5.2. Riesgos sísmicos. La observación de los fenómenos sísmicos se realiza mediante sismógrafos; su importancia puede cuantificarse atendiendo a dos parámetros: intensidad y magnitud del seísmo. - La intensidad se expresa en la escala de Mercalli modificada, elaborada en función de los daños originados. - La magnitud se representa en la escala de Richter en función de la energía liberada. 22 Los daños originados por un seísmo dependen de: la naturaleza del sustrato (en sustratos poco consolidados se producen fenómenos de amplificación local) la densidad de población los tipos de construcciones Con los datos de los daños se trazan círculos concéntricos sobre un mapa, cada uno corresponde a una isosista, lugares con la misma intensidad, que se expresa en números romanos. Métodos de predicción La predicción temporal se realiza a partir de precursores sísmicos y de datos estadísticos. La predicción espacial presenta problemas de lagunas sísmicas, pero son eficaces los mapas de peligrosidad en función de la magnitud previsible, o mapas de exposición, mediante isosistas a partir de datos del pasado. También es importante localizar las fallas activas. Son más difíciles de prever los terremotos del interior de los continentes que los de los límites de placa, porque su intervalo de recurrencia es muy alto ( 1000 años) y las fallas que los causan son más pequeñas, siendo mayor, además, la profundidad del foco y las áreas afectadas. - - Los efectos de un seísmo conllevan una serie de riesgos: Daños en edificios. Inestabilidad de las laderas, por deslizamientos, avalanchas o corrimientos de tierra. Rotura de presas y de conducciones de gas o agua. Licuefacción, efecto producido sobre terrenos de sedimentos poco consolidados, como arenas y limos, que se hacen más o menos fluidos debido al contenido de agua intersticial, a la intensidad y a la duración del seísmo. Tsunamis y seiches (continente) Desaparición de acuíferos y desviación del cauce de ríos. Corrimientos de tierras submarinas, por derrumbes de sedimentos a través del talud o arrastre de los depósitos deltaicos. Pueden originar roturas en cables submarinos. Métodos de prevención Para prevenir los efectos de estos fenómenos se toman una serie de medidas, como las normas de construcción sismorresistentes. Esta normativa está encaminada a reducir la exposición y vulnerabilidad, para lo que se pretende evitar el hacinamiento, dejando espacios amplios entre edificios. Sobre sustratos rocosos es conveniente la construcción de edificios simétricos, equilibrados en cuanto a masa, altos y rígidos (para que se comporten como unidad independiente del suelo durante las vibraciones, se consigue reforzando con contrafuertes de acero), flexibles (cimientos aislantes que absorban vibraciones) y con distancia de separación que impida choques durante las vibraciones. Sobre suelos blandos se recomiendan edificios bajos, rígidos y no muy extensos superficialmente. 23 La elaboración de mapas de riesgo en zonas propensas sirve como medida de predicción y prevención, ya que suponen la ordenación del territorio, aplicando medidas de restricción en los casos que sea preciso, protección civil y normas sobre seguros. Se están experimentando métodos de reducción de las tensiones acumuladas en las rocas, provocando pequeños seísmos de baja magnitud para evitar los paroxísmicos e inyectando fluidos en las fallas activas para inmovilizarlas. 5.3. Diapiros. Se originan por la existencia de estratos salinos, intercalados entre otros sedimentarios, que son de menor densidad que las rocas superiores, por lo que tiende a ascender. Esta ascensión provoca una deformación en los estratos superiores hasta romperlos. Los riesgos derivados son: - La inestabilidad que el movimiento ascendente confiere a las construcciones. - El hundimiento del terreno por disolución (efecto que puede contrarrestar al primero). Para detectarlos se elaboran mapas de riesgo y se realizan estudios gravimétricos. El sistema de corrección: relleno con materiales sólidos de las cavidades originadas por la disolución. 5.4. Suelos expansivos. Se produce cuando los suelos están compuestos de materiales como arcillas, margas o limos arcillosos, aunque también en anhidritas, cuando se hidratan (yesos). El hinchamiento por hidratación y el agrietamiento por retracción en épocas de sequía produce: - roturas - pérdida de asentamiento en cimientos - deterioro de taludes - rotura de cañerías y drenajes - deformación de pavimentos y aceras Las causa pueden ser naturales (alternancia lluvia/sequía) o inducidas (sobreexplotación de acuíferos, exceso de riego o fugas en cañerías). Predicción. A través de muestras o señales del terreno, del conocimiento del suelo, clima, irrigación de la vegetación, pendiente, drenaje y construcciones. Prevención. De tipo estructural y de ordenación del territorio con restricciones de uso. 5.5. Avenidas. Pueden producirse por: huracanes, lluvias torrenciales, rápida fusión de la nieve (subida de la Tª o actividad volcánica), deshielo, obstáculos en el curso de ríos, rotura de presas, marejadas y tsunamis. 24 Métodos de prevención. Pueden ser: a) Soluciones estructurales en el cauce construcción de diques, puede aumentar el caudal y por tanto la velocidad y poder erosivo, lo cual podría ser peligroso. Aumentar la capacidad del cauce: dragado, estabilización de márgenes, etc. Medidas de laminación, destinadas a reducir los caudales punta y producir un retraso temporal en ellos. Se lleva a cabo por construcción de embalses aguas arriba (con otros usos, además). Creación de nuevos cauces, por desvío de los ya existentes (Turia, en Valencia). Reforestación y conservación del suelo: los árboles retienen el agua, disminuyendo la escorrentía, evitando además la erosión del suelo y, por tanto, la colmatación o relleno por sedimentos de los cauces que incrementan los riesgos. b) Soluciones no estructurales, como son: la elaboración de mapas de riesgo y la ordenación del territorio, limitando determinados usos en las zonas propensas a las inundaciones. Se establecen tres zonas: zona A, de prohibición para cualquier uso, son zonas que han sufrido inundaciones hace poco tiempo. Zona B, de restricción I, donde se permiten usos agrícolas. Construcción limitada. Avenidas hace menos de 100 años (riesgo de 1/100). Zona C, de restricción II, con normas restrictivas menos limitativas. Probabilidad de ocurrencia de 1/500, porque han ocurrido inundaciones hace unos 500 años. c) Planes de protección civil, que establecen sistemas de alarma: - puntos de observación del cauce, con pluviómetros o estaciones de aforo, que envían información telefónica. En zonas donde las avenidas ocurren de forma súbita no da tiempo a avisar a la población. 5.6. Subsidencias y colapsos. Ambos son hundimientos del terreno. Las subsidencias son movimientos lentos, como la compactación del terreno provocada al extraer fluidos (agua o petróleo) o las originadas por fenómenos de licuefacción sísmica. Los colapsos son derrumbamientos bruscos, como el hundimento de una cueva, debido a la disolución de calizas o yesos, o de una galería minera. 5.7. Movimientos de ladera. Son fáciles de predecir especialmente, mediante los mapas de riesgo, pero la predicción temporal es complicada. Para estimar la peligrosidad hay que considerar: 1.La detección de inestabilidad y sus causas, observando: las formas de erosión (huellas en el terreno) las formas de depósito (presencia y tipo de derrubios en el talud) anomalías en las formas de la ladera (mayor convexidad en la parte inferior) deformaciones (en vegetación, poste, vallas, ...) 25 2. La potencialidad del fenómeno, condicionado por características climatológicas, topográficas, morfológicas y estructurales. Aspectos que disminuyen estos riesgos: + grado de cohesión de materiales + existencia de vegetación fuertemente enraizada + pendiente menor del 15 % Aspectos que aumentan estos riesgos: + alternancia de épocas de lluvia o deshielo + aumento de la escorrentía + estancamiento del agua + cambios frecuentes en el nivel freático + alternancia de estratos de diferente permeabilidad + fuerte pendiente + presencia de materiales alterados + planos de estratificación paralelos a la pendiente + presencia de fallas o fracturas 3. El posible comportamiento del terreno, que condiciona el modo de acción y la peligrosidad de los movimientos. La elaboración de modelos de comportamiento puede resultar de gran utilidad. Por lo que respecta a las medidas correctoras: cartografía de riesgos y medidas de protección civil modificar la geometría, descargando de tierra la cabecera, rellenando el pie o rebajando la pendiente construir drenajes que disminuyan la escorrentía, la erosión o el hinchamiento de los terrenos arcillosos. o Drenajes: cunetas, pozos, galerías y zanjas o Disminución de escorrentía: revegetación con especies ávidas de agua (como eucaliptos) aplicar medidas de contención: muros de hormigón, redes o mallas, anclajes y pilotes aumentar la resistencia del terreno, anclando la superficie inestable: inyección de sustancias que aumenten la cohesión 5.8. Desplazamiento de dunas. Aunque en España es un riesgo poco significativo (Doñana), en países como Dinamarca han llegado a desaparecer ciudades enteras. Predicción: elaboración de fotos seriadas. Prevención: ordenación del territorio, evitando áreas de riesgo fijación dunar, con vegetación. 5.9. Riesgos de las zonas costeras. El mayor problema es el desconocimiento de la dinámica litoral, pues esta se comporta como un sistema de interacciones complejas, de forma que las medidas aplicadas en una zona provocan resultados inesperados. Ejemplo, la construcción de estructuras que cortan las corrientes de deriva provoca una retención de sedimentos al toparse con ellas y gran erosión en la parte opuesta. 26 La erosión debida al oleaje ocasiona el derrumbe de las construcciones situadas sobre los acantilados y la destrucción rápida de las playas durante las tempestades. Los sistemas de tipo estructural utilizados contra este proceso son: - la construcción de muros en la base de los acantilados. Inconveniente: intensifica el problema en las épocas de tempestades, pues las olas adquieren mayor fuerza de retorno tras chocar contra ellos. Pueden ser: rompeolas espigones diques, que fomentan la formación de playas relleno de playas, mediante el dragado de los fondos marinos. - Otros métodos preventivos o paliativos son medidas legales (Ley de Costas 22/1988). Existe una normativa que establece medidas de ocupación de zonas costeras: Zona de servidumbre de protección, 100 m, prohibición total para cualquier uso, salvo servicios de utilidad píblica. Dentro de ella: Servidumbre de paso: 6 m Acceso al mar Ambas libres y gratuitas. Zona de influencia: 500 m, con normas de ordenación urbanística, permitiendo la construcción pero adaptados a la legislación urbanística. 27