Sedimentación y ambientes sedimentarios

Las rocas exógenas son las que se originan como resultado de los procesos geológicos externos. Cualquier tiepo de material rocoso expuesto en la superficie de la Tierra puede ser erosionado, transportado y depositado en un lugar diferente al de su localización original como resultado del trabajo realizado por los agentes geológicos externos.

La transformación de los materiales transportados en rocas consolidadas incluye dos conjuntos de procesos:

• La sedimentogénesis consiste en la transformación de los materiales transportados en un sedimento. Incluye procesos físicos (existencia de corrientes, radiación solar...), químicos (disolución, precipitación) y biológicos. El conjunto de características litológicas y faunísticas que permiten distinguir una unidad sedimentaria de las adyacentes se denomina facie sedimentaria.
• La diagénesis es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que transforman los sedimentos en rocas propiamente dichas. La diagénesis se extiende desde el momento en que se produce el depósito de los materiales hasta que se inicia su metamorfismo o vuelven a quedar expuestos a la erosión. La diagénesis se ve condicionada por diversos factores químicos del entorno en que tiene lugar, como el pH, el potencial iónico, el grado de absorción iónica y el contenido en oxígeno o en sulfuros, pero sobre todo por dos factores físicos:
• La temperatura: la diagénesis se produce cuando la temperatura de los materiales está por debajo de los 200º C.
• La presión litostática: no debe superar la que corresponde a unos 10 Km de profundidad; por encima de estos valores las rocas empiezan a sufrir metamorfismo.

Procesos diagenéticos

Los cambios que sufren los materiales durante la diagénesis son complejos, y pueden producirse independientemente o combinados entre sí, lo que da lugar a rocas con una gran variabilidad en sus características. Los fenómenos más importantes que tienen lugar son los siguientes: 

• Compactación mecánica: es la pérdida de volumenn de los sedimentos como resultado de su enterramiento bajo otros sedimentos, que expulsa el agua contenida en los poros del sedimento. Su intensidad depende del tamaño de grano del sedimento, de su contenido en arcillas o materia orgánica o de la orientación preferente de sus cristales.
• Cementación: los poros del sedimento se rellenan de una solución acuosa que precipita dejando un materila fino, el cemento, que consolida sus fragmentos y aumenta la dureza de la roca. Se conocen aproximadamente unos veinte tipos de cementos diferentes que condicionan las propiedades de las rocas en las que aparecen.
• Disolución: algunos de los minerales que forman la roca se disuelven, dejando espacios en su interior (porosidad secundaria). La relación entre la porosidad primaria (la que existía originalmente en el sedimento) y la secundaria da una idea de la madurez de la diagénesis.
• Reemplazamiento: un mineral es sustituido por otro mediante disolución y precipitación, pero sin que el sedimento cambie de volumen.
• Recristalización: se produce la formación de nuevos cristales de la misma composición que los iniciales, pero de distinta forma y tamaño.

 Ambientes sedimentarios

Un ambiente sedimentario es una zona de la superficie de la Tierra en la que tienen lugar procesos sedimentarios que pueden diferenciarse en áreas definidas por sus características físicas, químicas y biológicas, que determinan las propiedades del sedimento o roca sedimentaria y que se diferencian de las zonas adyacentes. Dicho de otra forma, cada ambiente sedimentario da lugar a rocas diferentes porque en cada uno de ellos predominan unos procesos sobre otros. En la imagen, por ejemplo, se pueden distinguir un ambiente deltaico, una playa, la acumulación de materiales que caen a lo largo de la ladera de una montaña.

Los ambientes sedimentarios son zonas dinámicas. Los procesos que ocurren en ellas van cambiando a lo largo del tiempo, de modo que un mismo lugar puede ir pasando de ser un medio de depósito (fundamentalmente marino) donde predomine la acumulación de sedimentos, a ser un medio de equilibrio, sin depósito ni erosión, donde se formen suelos o un medio erosivo, en el que predomina la erosión y el transporte.

Los ambientes sedimentarios se clasifican en tres grandes categorías, según su localización: marinos, terrestres y de transición.

Los medios marinos son los ambientes sedimentarios más importantes, porque se encuentran a menor altura que el resto de los entornos geológicos superficiales, de modo que la gravedad provoca que los materiales erosionados se desplacen hacia ellos.

La plataforma continental es la superficie del fondo oceánico de pendiente suave y poca profundidad, hasta unos 200 metros, que geológicamente corresponde a la corteza continental. Junto a las zonas costeras es el área que recibe una mayor cantidad de sedimentos. Desde el punto de vista de la naturaleza de los materiales que se acumulan en ellas se distinguen las plataformas silíceas, en las que se depositan rocas formadas por fragmentos de pequeño tamaño, básicamente arenas y arcillas, y las plataformas carbonatadas, cuyos sedimentos están constituidos sobre todo por rocas de precipitación química o formadas por acción de los seres vivos.

En el límite de algunas plataformas oceánicas de mares cálidos se desarrollan arrecifes coralinos llamados "de barrera", en los que se producen activamente rocas por acción de los seres vivos que crecen en ellos.

El talud continental es una zona de transición entre la plataforma continental y la llanura abisal. Se caracteriza por grandes pendientes y por la existencia de gargantas y cañones a lo largo de los cuales se desplazan rápidamente los sedimentos formando corrientes de turbidez.

La llanura abisal corresponde a las zonas oceánicas de mayor profundidad. En ellas la sedimentación es escasa, porque apenas llegan hasta allí materiales procedentes de los continentes.

Entre los ambientes sedimentarios terrestres, los medios coluviales son los que acumulan materiales transportados por el agua, el hielo o la gravedad. Los materiales depositados en los medios coluviales son de origen local, es decir, no han sido transportados a grandes distancias, e incluyen cantos angulares y de diferentes tamaños en una matriz arcillosa.

Los medios aluviales acumulan materiales transportados por el agua, que pueden presentar tamaños muy variables y generalmente están ordenados por tamaños, de modo que los más grandes se encuentran en los niveles más profundos. Son medios habituales en climas templados, donde ocupan cauces y valles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas fluviales y paleocauces.

En los medios lacustres se depositan materiales de grano fino, que en ocasiones se encuentran mezclados con gran cantidad de materia orgánica. Si la salinidad de los lagos es muy elevada es frecuente que se formen costras salinas.

Los depósitos glaciares contienen materiales que han sido transportados por el hielo o por el agua procedente del deshielo, formando tillitas o morrenas. En estos depósitos son frecuentes los fenómenos de solifluxión (desplazamiento lento por gravedad) y de inestabilidad de laderas, que provocan su caida.

Los climas áridos se caracterizan por una desecación profunda, por la acumulación de sales en el suelo y por la alta movilidad de los materiales cuando son empujados por el viento. El resultado es la formación de suelos que no está saturado por agua, con poca materia orgánica y por tanto pobres para la agricultura y en los que es frecuente el desarrollo de una costra salina. Muchos suelos áridos tienen un origen eólico, y se caracterizan porque sus partículas están muy separadas entre sí.

Los medios de transición se deben a la acción mixta de ambientes continentales y marinos, siendo los elementos más activos las corrientes fluviales, el oleaje y las mareas. Se caracterizan porque en ellos predominan las arenas finas y los limos, y pueden llegar a contener una gran cantidad de materia orgánica. Los más característicos son las playas, los deltas, las albuferas y los entornos intermareales.

Las dunas también son características de las zonas costeras. Son depósitos eólicos de particulas finas, inestables debido a su movilidad.