Los fenómenos de ladera

GEOLOGÍA FÍSICA
Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín
2007
Resumen clase anterior
El tiempo geológico
- Generalidades
Interpretación de la historia terrestre
Aporte fundamental de la geología a las ciencias
Datación relativa + Datación absoluta
Resumen clase anterior
El tiempo geológico
- Datación relativa – principios clave
Aproximaciones iniciales para determinar la edad
de la Tierra
Principios:
- Ley de superposición de estratos
- Ley de horizontalidad original
- Principio de intersección
- Inclusiones
- Discontinuidades estratigráficas (discordancia
angular, paraconformidad, inconformidad)
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El tiempo geológico
- Datación relativa – principios clave
Metamorfismo esquistos
Intrusión granito
Falla
Erosión (DE2)
Depositación arenisca,
limolita y caliza
Inclinación
Erosión (DE1)
Depositación arenisca,
lutita, limolita
Intrusión dique
Intrusión sill
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El tiempo geológico
- Correlación: apareamiento de unidades litológicas
de edad similar ubicadas en regiones diferentes
Permite reconstruir secuencias y obtener una historia
geológica más completa de la evolución de una región
(discontinuidades, variaciones laterales)
Criterios físicos (litoestratigráficos)
Fósiles (bioestratigráficos)
Fósiles índice
Principio de sucesión faunística
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El tiempo geológico
- Datación absoluta con radiactividad
Isótopos inestables se descomponen... (α, +β, -β)
% padre
% hijo
Vida media... Edad roca
(cristalización,
metamorfismo,...)
87Rb
–
87Sr
40K
–
40Ar
14C
–
14N
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El tiempo geológico
- Escala del tiempo geológico
Eones
Fanerozoico, Proterozoico, Arcaico
Eras (grandes cambios en la vida)
Cenozoica, Mesozoica, Paleozoica
Períodos (cambios importantes en la vida)
Cuaternario, Terciario, Cretácico, Jurásico, ...
Épocas
Holoceno, Pleistoceno, Plioceno, ...
XI. Movimientos en masa
- Generalidades
- Factores que los controlan
- Tipos y clasificación
- Control
Generalidades
Laderas
Elementos más comunes del paisaje
Amplias variaciones de tamaño, composición, suelo,
pendientes, vegetación, procesos activos, ...
Generalidades
Procesos gravitacionales (Movimientos en masa)
Movimientos pendiente abajo de roca, regolito y suelo
bajo la influencia directa de la gravedad
No necesitan un medio de transporte (pueden o no
involucrar agua)
Suelen ser la etapa siguiente a la meteorización
Geoformas
Se desarrollan a medida que se retiran los productos de la
meteorización. Los procesos gravitaciones los transportan
pendiente abajo y luego son incorporados por un agente
Generalidades
Valles fluviales
Formados por la acción conjunta de la escorrentía y los
procesos gravitacionales. Son las geoformas más
comunes y llamativas.
Factores que controlan los MM
Adicionales a la gravedad, favorecen los MM
1. Agua y circulación (porosidad, permeabilidad)
Su presencia en los poros destruye la cohesión
o fricción interna entre las partículas del suelo,
permitiendo que se deslicen fácilmente entre sí
Reduce la resistencia interna de los materiales y
facilita su movilización por la gravedad
Añade peso adicional a los materiales
(Suelos cohesivos y friccionantes)
Cohesión: componente de la resistencia de un
material que depende de fuerzas electrostáticas entre
partículas, presencia de cementante, acción de las
raices vegetales, ...
Suelos predominantemente arcillosos
Fricción interna: componente de la resistencia de un
material que depende de la fricción individual entre
las partículas
Suelos predominantemente arenosos
Factores que controlan los MM
2. Pendientes muy inclinadas
Comunes en la naturaleza: socavación lateral de
los ríos, erosión de las olas en las costas, ...
Si la inclinación es muy alta, las pendientes se
reajustan hasta alcanzar ángulos cercanos al
ángulo de reposo
También produce movimientos en materiales
cohesivos, regolito y roca viva, aunque la
velocidad de los procesos es menor que en
materiales no consolidados
(Ángulo de reposo)
Ángulo más alto en el que un material granular no consolidado
se mantiene estable. Oscila entre 25° y 40 y depende de la
forma y tamaño de los granos = Fricción interna
Arena
Factores que controlan los MM
3. Vegetación
Proporcionan protección contra la erosión y
ayudan a estabilizar las pendientes (las raíces
unen suelo y regolito)
∆ uso suelo + Pendiente + Agua: desencadenan muchos MM
4. Sismos
Implican fuerzas adicionales a las que soportan
los materiales, refuerzan la acción de la
gravedad
Factores que controlan los MM
5. Clima (temperatura, precipitación, vientos, ...)
No solo en magnitud sino en periodicidad (ciclos
climáticos anuales o bianuales)
6. Tipo y estado de la roca y del suelo
7. Presencia de discontinuidades estructurales (fallas,
diaclasas, planos de estratificación, contactos entre
unidades, foliaciones, ...)
8. Actividad antrópica (obras civiles, minería,
deforestación, ... peso)
Tipos y clasificación
La clasificación de los MM se realiza según varios
criterios
1. Tipo de material
En roca
En suelo y regolito (derrubios, lodo, tierra)
2. Velocidad del movimiento (muy variable)
Caídas y avalanchas: velocidades muy altas (no hay
contacto con la superficie / el aire atrapado y comprimido
bajo los materiales favorece su desplazamiento)
Deslizamiento
Reptación: movimiento muy lento, casi imperceptible
Tipos y clasificación
3. Tipo de movimiento
- Desprendimientos: caída libre de fragmentos sueltos de
cualquier tamaño (roca y/o suelo). Común en pendientes
muy empinadas. Puede desencadenar otros movimientos
pendiente abajo... Canchal (Talus)
- Deslizamientos (más comunes): el material se mantiene
aproximadamente junto (conserva cierto grado de unión)
y se mueve a lo largo de una superficie bien definida, que
puede ser plana (discontinuidad estructural) o circular
- Flujos: el material se desplaza pendiente abajo en forma
de un fluido viscoso. Normalmente están saturados en
agua y se mueven siguiendo formas lobulares
4. Tamaño
Pequeños (<1E5 m3), medianos (1E5–1E6 m3), grandes
(1E6–1E9 m3), megadeslizamientos (>1E9 m3)
Tipos y clasificación
Deslizamiento en suelo
Flujos (Armero, 1985)
Desprendimiento
(caída) de rocas
Tipos y clasificación
Tipos y clasificación
Tipos y clasificación
Tipos y clasificación
Desprendimientos de roca
Caída libre de fragmentos de cualquier tamaño
Tipos y clasificación
Desprendimientos de roca
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Deslizamiento hacia abajo de una masa de rocas o
material no consolidado que se mueve como una unidad a
lo largo de una superficie curva
Normalmente son lentos y no viajan muy lejos
Comunes en acumulaciones gruesas de suelos cohesivos
La superficie de ruptura es cóncava, con forma de
cuchara
Forma escarpes en la parte superior (cicatrices)
A menudo consta de varios bloques o escalones
Comunes en valles fluviales (socavación de la base por los
ríos) o por excesos de carga sobre las pendientes
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Tipos y clasificación
Desplome (deslizamiento rotacional)
Video 1
Tipos y clasificación
Deslizamientos de rocas
Bloques rocosos se sueltan y se deslizan pendiente abajo
a lo largo de superficies planas. Si el material es poco
consolidado se llaman deslizamientos de derrubios
Movimientos rápidos y destructivos
Ocurren donde los estratos están inclinados a favor del
movimiento, o donde hay diaclasas y fracturas paralelas a
la superficie
El agua puede actuar como lubricante de las superficies
de deslizamiento
Tipos y clasificación
Deslizamientos de rocas
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Movimiento rápido de suelo y regolito, con cantidades
abundantes de agua
Comunes en regiones semiáridas (la lluvia arrastra
material hacia los cauces) y en las laderas de volcanes
(lahares)
Normalmente siguen los cañones y cauces fluviales
Su velocidad depende de su contenido de agua (moderada)
Crean abanicos aluviales cuando se depositan
Avenidas torrenciales: flujos de gran velocidad,
que involucran además árboles, cantos de roca, ...
Lahares: capas de cenizas y materiales
piroclasticos saturados de agua, que fluyen
pendiente abajo siguiendo los cauces existentes
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Video 2
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales del Estado Vargas, Venezuela, 1999
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Avenidas torrenciales (abanicos aluviales), Q. Sinifána
Tipos y clasificación
Flujo de derrubios (coladas de barro)
Lahar, Armero, 1985
Tipos y clasificación
Flujo de tierra
Se forman en las laderas (no en los cauces) de colinas, en
áreas húmedas durante épocas de precipitación
abundante
El agua satura el suelo y el regolito, el material se
desgaja (dejando una cicatriz) y forma una masa lobular
que fluye pendiente abajo
Tamaño variable (desde unos m hasta km)
Se desarrollan en arcillas y limos con poco % de arenas y
clastos gruesos
Viscosos, se mueven lentamente (mm/día a m/día)
Pueden estar asociados a desplomes (pie)
Licuefacción: asociada a sismos. Los suelos
tamaño arena saturados se comportan como
fluidos al recibir las vibraciones
Tipos y clasificación
Flujo de tierra
Tipos y clasificación
Movimientos lentos
Mucho más importantes y frecuentes que los rápidos
Ocurren en zonas de pendientes bajas y están
ampliamente distribuidos
- Reptación: movimiento superficial, descendente y
gradual de suelo y regolito. Ocurre por expansiones y
contracciones del suelo (hielo/deshielo o
humedad/sequía) o al saturarse éste de agua (pierde
cohesión y fluye lentamente
Muy lento (cm/año), no es observable
- Solifluxión: común en regiones subpolares. El material
no consolidado y saturado se mueve lentamente sobre la
capa de permafrost (T<0°C) impermeable
Tipos y clasificación
Reptación:
Tipos y clasificación
Otros
- Hundimiento (subsidencia): desplazamiento subvertical
del terreno, lento y progresivo, como resultado de la
construcción de túneles, galerías, minas y de la presencia
de agua subterránea
- En cuña: la combinación de varios
planos de discontinuidad estructural
define cuñas de roca susceptibles de
deslizarse
- Compuestos: combinación de 2 o más tipos de
movimiento en masa (frecuente)
Tipos y clasificación
- Compuestos:
Carretera
Control
Mediante obras civiles:
Muros de contención
Anclajes en roca
Barreras de retención
Filtros para agua subterránea
Cunetas para agua superficial
Presas de sedimentación
Inyección de aglutinantes al terreno
Correcciones topográficas (reducción de peso)
Revegetalización
Control
Control
Material de retención y filtro
Bermas en los taludes
(Desde la perspectiva ingenieril)
Balance entre dos tipos de fuerzas:
Motoras (peso, presión de poros, sismos)
Resistentes (peso – fricción)
Factor de seguridad FS = FR / FM
FS>1.25: Casi nunca se cae
1.05<FS<1.25: A veces se cae
FS<1.05: Casi siempre se cae
Parcial 2 – Octubre 26
El interior de la Tierra (clase 03)
Procesos y rocas ígneas (clase 08)
Procesos y rocas sedimentarias (clase 09)
Procesos y rocas metamórficas (clase 10)
Meteorización y suelos (clase 11)
El tiempo geológico (clase 12)
Capítulos 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 16 y 17 de Tarbuck & Lutgens
+ Artículo: Taylor, SR y SM McLennan, 1996. Evolución de la
corteza continental. Investigación y Ciencia, 234, p. 56-62