Transporte de sedimentos
Los procesos de transporte de sedimentos remueven el material disgregado a otros sitios donde se deposita. Tanto los agentes o medio en el que transportan las partículas disgregadas como las propias partículas acarreadas, actúan ambos como instrumentos de erosión. Los sedimentos se transportan principalmente en flujos que se rigen por las leyes de la Física. Su estudio es parte de los cursos de sedimentología, de dinámica de procesos superficiales e incluso de la hidrología. En ellos resulta importante relacionar el tipo de flujo con su capacidad para acarrear sedimentos.
Los flujos pueden tener distintos atributos, como velocidad, viscosidad y densidad, en función de los cuáles puede haber laminares o turbulentos, y esto determina la forma en que viajan las partículas y las estructuras sedimentarias que se forman, como la estratificación gradada que es característica de los flujos turbulentos. El parámetro llamado número de Reynolds (Re), diferencia a estos dos tipos de flujo.
Por otro lado, la velocidad también es un atributo para diferenciar entre flujos tranquilos o subcríticos de los rápidos o supercríticos, el parámetro llamado número de Froude, que depende también de la inercia del fluido, gravedad y profundidad del flujo, es el que se emplea para diferenciar entre estos tipos de flujo. Este parámetro también se relaciona con muchos aspectos de la navegación de embarcaciones y en la sedimentología con la formación de dunas y rizaduras.
El efecto Bernoulli explica el mecanismo de salto de las partículas en una corriente confinada, como en un río.
En síntesis, el tipo o mecanismo de flujo, es importante en los sedimentos pues se relaciona con la presencia de determinadas estructuras sedimentarias que en ellos se observan, tales como dunas y rizaduras, estratificación cruzada, gradada, paralela, estructuras de corriente, entre otras.
Erosión
La acción de la erosión puede ocurrir:
(1) In situ, actuando alternativamente con el intemperismo, el intemperismo desintegra, la erosión remueve lo desintegrado, es por ello lo que ambos se denominan también como denudación y tienen además el efecto de modelar el relieve terrestre, por lo que también son estudiados por la Geomorfología.
(2) Durante el transporte del sedimento que fue removido, ya que el propio sedimento inmerso en el medio de transporte, pueden ser causa de erosión de otras rocas o sedimentos, en contacto con el agente de transporte.
Si la remoción in situ es menor que el intemperismo, el resultado es la formación de depósitos residuales y suelos.
Los procesos de erosión, transporte y acumulación, dejan en el sedimento, que eventualmente se convierte en roca, estructuras conocidas como estructuras sedimentarias, producidas ya sea durante los procesos deposicionales o, posteriormente cuando el sedimento se encuentra recientemente enterrado. Ejemplo de estas estructuras es la propia estratificación, las huellas de oleaje, de gotas de lluvia, de erosión del sedimento por la corriente o clastos y, los restos organismos o evidencias de su actividad, entre muchos otros.
Medios de transporte y agentes de erosión - depósito:
Los medios en los que el sedimento viaja o se transportan, son básicamente: aire, agua y hielo. Los agentes que mueven y transportan al sedimento en ellos, (los responsable que el sedimento se mueva en flujos) son:
- gravedad + agua intersticial,
- agua en flujos confinados o abiertos,
- viento (o flujos de aire) y
- glaciares (o flujos de hielo)
La gravedad remueve partículas discretas que caen por su propio peso o propicia el movimiento de material cuya movilidad se incrementa en la medida del contenido de agua intersticial, esto es, la que se encuentra entre los poros y fracturas del sedimento. La remoción por gravedad ocurre en forma de caída de bloques o detritos, en flujo de detritos propiciados por su inestabilidad, deslizamientos de bloques llamados slumps, remociones rápidas por licuefacción o lentas por solifluxión o reptación, hasta flujos de lodo, de densidad variable y corrientes de turbidez. Cada mecanismo de movimiento implica dinámicas de flujo distintas, cada una de las cuales imprime en el sedimento removido la presencia de determinado tipo de estructuras sedimentarias, tales como estratificación contorsionada en los deslizamientos y estratificación gradada en flujos de turbidez.
Erosión y transporte de sedimentos por gravedad
El viento, que es aire que en movimiento (de zonas de alta a baja presión), remueve a las partículas finas y sueltas, como la arena y hasta el limo, en procesos designados como deflación y erosión diferencial. Procesos que dejan solo a las partículas gruesas y mejor compactadas o litificadas en el sustrato, constituyendo el llamado "pavimento" del desierto. La acción del viento es obviamente más efectiva en zonas de clima seco, el material que más fácilmente acarrea el viento es la arena.
Erosión eólica: deflación y formación de pavimento del desierto en desiertos tipo hamada; formación de yardangs por erosión diferencial
El hielo que fluye en los glaciares de las altas montañas y/o en los glaciares de casquete de las altas latitudes, tiene un flujo plástico y es capaz de acarrear muy grandes y angulosos bloques arrancados o desempotrados de las rocas fracturadas sobre las que fluye el glaciar. Estos bloques arrastrados "rasgan" los sustratos rocosos y se "arañan" entre sí produciendo estrías. El hielo erosiona y moldea el relieve formando circos, aretes y horns, todos ellos de cimas angostas con laderas convexas de fuertes pendientes, así como los típicos valles en U.
Erosión glaciar: A. durante el glaciar activo. B. Una vez retirado el glaciar
Los bloques y material pulverizado que arrastra el glaciar forman las típicas morrenas a los lados y frente del glaciar. En la desembocadura al mar el glaciar entra flotando sobre el mar distancia cargando en los icebergs que se deprenden bloques y sedimentos que se depositan mar adentro; al retirarse el glaciar de estas desembocaduras quedan los típicos fiordos.
Dinámica del transporte y erosión en los flujos glaciares. La zona de acumulación (ganancia de hielo) se encuentra montaña arriba y la de ablación (pérdida de hielo) glaciar abajo. Cuando en el sistema glaciar la acumulación es > que ablación el glaciar avanza, si la ablación es > que la acumulación el glaciar retrocede.
El agua de las corrientes fluviales viaja de forma confinada y es el principal agente de erosión y modelador del paisaje en los continentes. Los ríos acarrean materiales que viajan de distinta forma, los más grandes como carga de fondo, los de tamaño mediano mediante rodamiento o saltación y los más finos como carga en suspensión. Las partículas acarreadas chocan unas con otras y erosionan materiales del sustrato en procesos de desgaste llamados de abrasión. Este tipo de transporte produce estructuras sedimentarias llamadas de corriente ya, sea debidas a horadaciones que deja el propio flujo de agua o por el impacto y arrastre de las partículas que viajan inmersas en el flujo.
Sitos de mayor velocidad en flujos de agua en canales confinado, zonas de erosión y depósito, flujo laminar vs turbulento y forma de viaje y erosión de partículas en los canales
Las principales formas de erosión de los ríos y arroyos son los valles, donde la erosión puede ser vertical, desarrollando los típicos valles en V, o bien horizontal, formando arroyos trenzados y meandros; todo dependiendo de la posición del nivel base de erosión del valle. O bien, puede haber erosión remontante, creando circos de erosión fluvial y retroceso de saltos o cascadas. Los sitios donde los arroyos depositan el material que erosionan es en las barras, donde el material depositado es de arenas y gravas, principalmente en los abanicos aluviales y también en las llanuras de inundación, donde los materiales depositados más finos y que al elevarse el terreno desarrollan terrazas aluviales. Otros sitios de depósito muy importantes son en la desembocadura de los ríos al mar donde, si el aporte es abundante, se forman deltas.
Nivel base de erosión: nivel más bajo que un arroyo puede erosionar, el nivel base de erosión de un continente es el nivel medio del mar. Niveles base de erosión locales son el nivel de un lago o de una presa construida por la actividad humana.
Tipos de erosión en ríos y sitios donde ocurre en relación al nibel base (nb) de erosión.
El agua en el mar y en los lagos se mueve en flujos abiertos impulsados por la fuerza de las corrientes fluviales en interacción con el oleaje inducido por el viento. Esto determina la forma de erosión y de viaje de partículas en este medio e influye en el tipo de depósitos y estructuras que se imprimen en él. El clima y la pendiente del sustrato del fondo marino son también factores que intervienen en los materiales que son depositados por estos agentes; por ejemplo, en climas húmedos hay mayor acarreo de materiales y en secos menor. Por otro lado, los diferentes gradientes en la pendiente pueden favorecer extensas zonas de acción de las mareas, si la pendiente es baja; o si la pendiente es fuerte el sustrato queda fuera del alcance del movimiento del oleaje, cambiando con ello el tipo de materiales acarreados y depositados. Lejos de la costa los materiales en suspensión provenientes de continentes tienen la oportunidad de depositarse y a profundidad las corrientes geostróficas pueden transportar agua y sedimentos finos. Los fósiles que llegan a depositarse suelen ser indicativos de las características del depósito, así como de su edad.
El tipo e intensidad de estos agentes de erosión controla en gran parte el tamaño de las partículas transportadas que eventualmente formarán parte de un depósito sedimentario; por ejemplo, a mayor intensidad de erosión más pequeñas las partículas, sobre todo en el caso de erosión por agua. Su forma elongada o equidimensional, la rugosidad o esfericidad de sus bordes, permite identificar también, no solo el tipo de erosión-transporte, sino también su intensidad. El transporte por agua por ríos y sobre todo por oleaje, es por ejemplo lo más efectivo para redondear los bordes de los clastos.
Transporte de sedimentos en lagos o mar, depende de aporte de ríos, tamaño de detritos, clima, topografía y temperatura de agua que favorece o no la circulación de agua