GEOMORFOLOGIA
EOLICA
DINÁMICA
EÓLICA:
La
acción del viento es capaz de crear formas de erosión y también geoformas de
acumulación. Para su acción geomorfológica el viento necesita algunas
condiciones determinadas como la existencia de materiales sueltos disponibles y
que no estén protegidos por la vegetación, situación que se da especialmente en
las regiones desérticas y semidesérticas.
Dunas
Choapa-Huentelauquén, Chile, mecanismo de avance de una duna libre, a partir
del frente de deslizamiento
Transporte
El
viento es un agente de erosión muy eficiente, y su acción, particularmente en
zonas de climas áridos, semiáridos y desérticos, es responsable del transporte
y depósito de grandes volúmenes de sedimentos con el desarrollo de un paisaje
eólico típico.
El diámetro de los granos de arena
transportados por el viento promedia entre 0.15 y 0.30 mm, con algunos granos
finos hasta 0.006 mm, todas las partículas menores de 0.006 mm se clasifican
como polvo. Un grano del tamaño del polvo es llevado a gran altura en el aire y
un grano del tamaño de la arena es llevado hacia adelante cerca del suelo por
saltación (ver figura 1). Conforme el tamaño de la partícula aumenta, crecen
también la atracción de la gravedad y la resistencia del aire.
Las partículas de la superficie del suelo son
transportadas por el viento de tres maneras:
Por
arrastre: las partículas más gruesas (500 - 2000 micrones).
Por
saltación: las partículas medianas (100 - 500 micrones).
En
suspensión: las partículas más pequeñas y livianas (< 100 micrones, 0,2 mm).
La saltación mueve las partículas por pequeños
saltos, en la dirección de proveniencia del viento y normalmente no las remueve
a más de 1 centímetro de altura sobre el suelo. Un grano individual rueda hacia
adelante impulsado por el viento, hasta que rebota con un segundo grano. Una
vez en el aire, es llevado hacia adelante por el viento y atraído hacia el
terreno por la gravedad. Sigue una trayectoria parabólica cayendo sobre el
terreno con un ángulo entre 10º y 16º.
Para arenas secas de grano media la velocidad
mínima necesaria para transportarlas es de 4,5 m/seg. Por otra parte, los
granos al chocar entre ellos, se golpean adquiriendo pequeñas picaduras que les
otorgan una aspecto mate característico.
La capacidad erosiva del viento depende de su
velocidad y su capacidad de transportar partículas depende del tamaño de las
mismas, puesto que los granos presentan una resistencia al transporte que es
proporcional a su diámetro y por ende, a su masa. La velocidad del viento
aumenta rápidamente con la altura por encima de la superficie del terreno. El
flujo es en movimientos ascendentes lo cual afecta la capacidad del viento en
el transporte de pequeñas partículas de material. Así, a lo largo de la
superficie del terreno hay una zona delgada donde el aire no se mueve, o se
mueve muy poco, independientemente de la velocidad que exista hacia arriba. El
espesor de esta zona depende del tamaño de las partículas que cubren la
superficie. Esta "zona sin movimiento", es de alrededor de un
trigésimo del diámetro medio de los granos de la superficie (ver figura 3).
Así, sobre una superficie de guijarros distribuidos regularmente, con un
diámetro medio de 30 milímetros, la zona sin movimiento es de alrededor de 1
milímetro de espesor, según los experimentos de Bagnold, R.1941, ingeniero
inglés quién efectuó las observaciones experimentales más significativas del
movimiento de las arenas eólicas.
Sedimentación
Cuando el viento pierde su velocidad
y con ello su capacidad para transportar las partículas de arena y de polvo que
ha levantado de la superficie, éstas caen nuevamente sobre el terreno. Las
partículas de arena acumuladas por el viento constituyen dunas que pueden tener
tamaños desde algunos decímetros a enormes acumulaciones. Normalmente la
disminución de la velocidad del viento se origina por la presencia de una superficie
de desplazamiento rugosa o por un obstáculo.
En efecto, cualquier obstáculo que se
interponga en la trayectoria del viento, desviará el aire en movimiento,
creando del lado de sotavento una zona protegida o "sombra de
viento", así como otra más pequeña del lado del viento inmediatamente
enfrente del obstáculo. Dentro de cada sombra de viento el aire se mueve en
remolinos con un movimiento medio menor que el del viento que pasa por fuera.
Cuando las partículas de arena empujadas por el viento chocan con un obstáculo,
se depositan en la sombra de viento que está inmediatamente enfrente de dicho
obstáculo. Como la velocidad del viento es baja en esta sombra de viento,
ocurre el depósito y se forma progresivamente un pequeño montículo de arena. Otras
partículas superan el obstáculo y pasan a la zona de sombra de viento del lado
de sotavento detrás del obstáculo. Aquí nuevamente las velocidades son bajas y
hay depósito formando una acumulación en la zona a resguardo.
Una duna actúa por sí misma como una barrera u
obstáculo que corta al viento y, al interrumpir el flujo de aire, puede
provocar el depósito de arena.
La forma básica de una duna originada por un
viento de dirección única, es la asimetría de su perfil transversal. Este tipo
de duna tiene una larga cara del lado del viento (barlovento) y una pendiente
suave (con un ángulo de 10 a 15º) y otra cara opuesta (sotavento) más corta y
escarpada donde se desliza la arena grano a grano o en placas. Frente a la
pendiente más pronunciada existe una sombra de viento en la que el depósito de
arena es activo.
El viento conduce los granos de arena sobre la cara de
pendiente suave hasta la cresta de la duna y a continuación caen dentro del
área de la sombra de viento. La cara de pendiente más abrupta, del lado de
sotavento, se llama cara de deslizamiento de la duna, debido a los pequeños
deslizamientos de arena que allí se producen.
¿Cómo se forma la cara de deslizamiento en una
duna?
La presencia de un montículo de arena afecta
al flujo del aire por encima de éste; el viento fluye sobre el montículo con
trayectoria lineal (ver figura 3). Estas líneas de flujo tienden a converger
hacia la cima del montículo y divergen hacia sotavento. Las velocidades son
menores en la zona donde diverge el flujo de aire que en la zona de flujo
convergente. En consecuencia, la arena tiende a depositarse sobre la pendiente
de sotavento y sobre la cima del montículo donde la velocidad comienza a
disminuir. A causa del depósito, esta pendiente se hace más abrupta y
eventualmente se desploma la arena bajo la influencia de la gravedad. El
desplome normalmente ocurre cuando el frente alcanza un ángulo entre 30º y 35º
con relación al horizonte. El depósito continuo y el desplome periódico a lo
largo de la cara de deslizamiento es un factor importante en el crecimiento
lento o en el movimiento de la duna en dirección del viento.
La estratificación de los sedimentos: las
capas de arena de una duna normalmente están inclinadas. Las que están a lo
largo de la cara de deslizamiento, capas frontales, tienen un ángulo de
alrededor de 34º, mientras que las capas de la cara del lado del viento, capas
traseras, tienen una pendiente más suave. Estas últimas, constituyen una gran
parte del volumen total de una duna. Las capas superiores son estratos casi
horizontales, dispuestos sobre la cima de las capas frontales o de las capas
traseras, inclinadas. Por este motivo un depósito eólico tiene una
estratificación entrecruzada característica.
Las arenas eólicas también pueden ser
litificados constituyendo eolianitas.
Erosión
Los granos de arena que se mueven
por saltación son agentes abrasivos muy eficaces en la erosión de la superficie
de las rocas. El poder abrasivo de los granos de arena en movimiento se
concentra en los primeros 45 centímetros más cercanos del terreno.
La erosión eólica se realiza mediante dos
procesos: abrasión y deflación.
La deflación se produce cuando las partículas
sueltas que se encuentran sobre la superficie del suelo son barridas,
arrastradas o levantadas por el aire; este proceso actúa de manera selectiva
donde la superficie del terreno está completamente seca y recubierta de
pequeños granos de arena sueltos procedentes de la meteorización de la roca o
previamente depositadas por el agua en movimiento, el hielo o las olas. Por lo
tanto, los cursos de los ríos secos, las playas y las áreas recientemente
cubiertas por depósitos glaciares son muy susceptibles a la deflación. Las
partículas más finas como la arcilla y los limos, son levantadas muy fácilmente
y transportadas en suspensión. Los granos de arena se mueven únicamente si el
viento es fuerte y tienden a desplazarse a poca altura del suelo. La grava y
los cantos de 5 a 8 mm de diámetro suelen rodar por el suelo llano cuando el
viento es muy intenso, pero no recorren grandes distancias ya que es muy fácil
que queden retenidos en agujeros.
En cambio, cuando el viento arrastra arena y
polvo contra las rocas y el suelo, se denomina a este proceso abrasión eólica o
corrosión. La abrasión requiere del transporte de elementos cortantes por el
viento y origina orificios, alvéolos, y acanaladuras en la roca. Si una masa
rocosa pequeña destaca sobre un llano, puede ser erosionada por la base del
modo antes descrito y adoptar la forma de un hongo, por lo que se denominan
rocas fungiformes. La acción erosiva del viento cargado de arena contra las superficies
de las rocas se limita a las primeras decenas de centímetros de la base de un
acantilado, colina u otra masa de rocas que se eleva sobre una llanura,
relativamente plana ya que los granos de arena no pueden alcanzar dichas
alturas.
GEOFORMAS
EÓLICAS:
Abrasión
En las
áreas desérticas la arena empujada por el viento forma yardangs en rocas de
estructura granular u otras como arcillas compactadas, estas formas esculpidas
por el viento se presentan como cerros o lomas de perfil longitudinal
disimétrico, alineados paralelos a la dirección del viento, con el frente de
barlovento redondeado y más afilado el de sotavento, están separados por
corredores excavados por el viento. Estas formas se encuentran en los grandes
desiertos y sus dimensiones varían desde algunos metros a centenas de metros de
longitud, algunos metros de altura y hasta 35 metros de ancho.
Los productos más comunes de la abrasión son
fragmentos de roca y guijarros llamados ventifactos cuya superficie se
caracteriza por un brillo o pulido relativamente alto y por una diversidad de
facetas o caras, acanaladuras y bordes en donde se encuentran dos facetas.
Estas últimas se orientan perpendicularmente a la dirección de los vientos
dominantes. El viento puede erosionar mas de una cara y los más comunes son los
cantos de tres caras y perfil piramidal conocidos como dreikanter.
Deflación
La deflación se lleva el material
sin consolidar lo que confiere al paisaje algunos rasgos tales como depresiones
en los depósitos de sedimentos poco consolidados, las cuales varían de algunos
metros hasta varios kilómetros de diámetro. En este caso el viento contribuye
quitando los materiales intemperizados de las rocas.
También los pavimentos del desierto se forman
por la acción deflatoria del viento al llevarse las partículas más finas y
dejando las más grandes como una cubi
Depósito
Las mayores acumulaciones de arenas
son los erg y los mantos de arena. En la génesis y evolución de ambos tipos de
acumulaciones, intervienen la disponibilidad de grandes volúmenes de arena, las
condiciones climáticas de hiper aridez, una importante energía del viento y,
topografía adecuada. Algunos ergs cubren decenas de miles de kilómetros
cuadrados, como los grandes ergs saharianos.
Las acumulaciones eólicas más características
son las dunas; ellas expresan la morfogénesis del viento en los dominios áridos
y en las zonas costeras debido a la extensión de los espacios que recubren, la
diversidad de tipos y las dimensiones que pueden alcanzar.
Las dunas pueden ser activas, o vivas, cuando
no tienen vegetación por lo cual están cambiando constantemente de forma y a
veces, de lugar bajo la acción del flujo de viento. Son inactivas o fijas
cuando la cobertura vegetal impide el desplazamiento de las mismas y las
estabiliza.
Se diferencian varios tipos de dunas en
función de su forma (ver figura 1). Los principales factores que influyen en la
morfología de una duna son:
- La dirección y velocidad del viento.
- Disponibilidad de arena
- Presencia de vegetación y/o un obstáculo topográfico.
- Los tipos básicos de dunas son:
Duna tipo barján
Duna solitaria en forma de media
luna generada por el viento que sopla constantemente en una sola dirección. Su
perfil transversal es asimétrico con una pendiente suave en la cara de
barlovento y otra más abrupta a sotavento. Los granos de arena ascienden por
saltación por la cara de barlovento y al llegar a la cresta caen por la
pendiente opuesta formando un talud muy inclinado. De este modo, la duna avanza
lentamente en la dirección del viento desplazándose sobre una superficie dura y
plana en donde existe un abastecimiento de arena limitado. La altura promedio
de un barján es de 3 a 5 metros
Dunas transversales
También reciben el nombre de dunas en olas, se
originan en sectores donde hay abundancia de arena, la vegetación es
inexistente o muy escasa, y los vientos predominantes son uniformes. Las dunas
forman un conjunto de largas crestas orientadas perpendicularmente respecto de
la dirección predominante del viento, y separadas por pasillos o depresiones
interdunarias. Muestra la pendiente suave del lado del viento y la pendiente
abrupta a sotavento, característico de otras dunas. En el Sahara estas dunas
alcanzan alturas de más de 200 metros y pueden extenderse por distancias de más
de 100 kilómetros. Otras alineaciones de dunas transversales se sitúan
paralelas a las playas que aportan abundante arena y que tienen vientos fuertes
procedentes del mar.
Estas dunas pueden presentar un aspecto de
crestas barjanoideas, en forma de alineaciones onduladas de perfil festoneado y
perpendiculares a la dirección del viento dominante, como se observa en la duna
de Ritoque .
Dunas longitudinales o lineales
Tienen una larga forma de cuchara o de media luna que, cuando está
perfectamente desarrollada, muestra en planta pero sus extremos o alas
apuntando hacia la dirección de la cual proviene el viento, al contrario de lo
que sucede con el barján. Se forman en las zonas costeras y en las llanuras y
mesetas áridas de los bordes de los desiertos, donde hay vegetación dispersa y
los vientos son fuertes. La arena es retenida por pequeños arbustos y se
acumulan en amplias alineaciones de escasa altura, se caracterizan por
permanecer relativamente inmóviles.
Dunas
parabólicas
Tienen una larga forma de
cuchara o de media luna que, cuando está perfectamente desarrollada, muestra en
planta pero sus extremos o alas apuntando hacia la dirección de la cual
proviene el viento, al contrario de lo que sucede con el barján. Se forman en
las zonas costeras y en las llanuras y mesetas áridas de los bordes de los
desiertos, donde hay vegetación dispersa y los vientos son fuertes. La arena es
retenida por pequeños arbustos y se acumulan en amplias alineaciones de escasa
altura, se caracterizan por permanecer relativamente inmóviles.
Dunas en
estrella o piramidal
Dunas masivas que pueden
alcanzar has 300 metros de altura en los ergs. Tienen formas complejas con
varios brazos radiales, divergentes desde la cima, lo que indica que los
vientos que las originan son variables. Se localizan en zonas donde hay grandes
depósitos de arena. Esta duna se caracteriza por permanecer fija durante siglos
y puede servir de auténticas guías para viajar por el desierto.
Duna tipo
Nebkha
Son pequeñas dunas originadas
por el obstáculo que la vegetación u otra barrera oponen al viento. Tienen un
contorno en flecha y a veces alargado en la dirección del viento. La arena se
acumula a sotavento del arbusto o la mata de vegetación. Son formas que suelen
construirse rápidamente cuando el viento cargado de arena sopla con cierta
intensidad y en dirección constante. Sus dimensiones son proporcionales a las
del abrigo bajo el que se forman, siguiendo la dirección de los vientos dominantes.
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