E12 Geoquímica Superficial y Meteorización

Tópico

La meteorización es la desintegración y la alteración química que sufren las rocas al entrar en contacto con la atmósfera, con el agua y con los organismos vivos; es este mismo proceso el que produce el material que después se convierte en suelo, liberando al sistema hidrológico tanto los nutrientes como los cationes que esas rocas tenían atrapados en su interior.

La meteorización física —la fragmentación que produce el ciclo de hielo y deshielo, el estrés térmico repetido, o la cristalización de sales dentro de las grietas de la roca— aumenta la superficie específica de esa misma roca, y es precisamente ese aumento de superficie expuesta el que hace que la meteorización química se acelere, porque hay mucha más superficie de roca disponible para que el agua reaccione con ella.

Esa meteorización química involucra, a su vez, tres tipos de reacciones distintas: la hidrólisis, la más importante de las tres, que disuelve los silicatos de la roca directamente con el agua; la oxidación, que descompone los minerales que contienen hierro en su forma ferrosa; y la carbonatación, que disuelve los minerales carbonatados gracias al dióxido de carbono disuelto en el agua.

Una función de producción de suelo establece que la tasa a la que la roca se convierte en suelo decrece de manera exponencial a medida que aumenta el espesor del regolito que la cubre: las rocas más expuestas, bajo una capa de suelo fina, se meteorizan mucho más rápido, porque el agua y el dióxido de carbono del suelo tienen mucho más acceso hasta ellas. Cuando el sistema alcanza un estado estacionario, la tasa de producción de suelo termina igualando a la tasa de erosión, y es precisamente ese equilibrio entre ambas tasas el que determina el espesor de suelo que la ladera mantiene de manera estable.

El ciclo de los nutrientes en la superficie terrestre —el nitrógeno, el fósforo, el potasio y el calcio— involucra cuatro etapas sucesivas: la liberación de esos nutrientes por la propia meteorización, su asimilación por parte de los organismos vivos, su retorno al suelo cuando esa materia orgánica se descompone, y sus pérdidas finales por lixiviación hacia las aguas subterráneas.

La carga disuelta que llevan los ríos refleja, precisamente, la intensidad de la meteorización química que ocurre dentro de su cuenca: los ríos que drenan cuencas con una litología de silicatos fáciles de meteorizar, como los granitos o los basaltos, tienen una concentración de calcio, de sodio, de potasio, de magnesio y de bicarbonato disueltos mayor que los ríos que drenan cuencas sedimentarias carbonatadas, donde los propios carbonatos, aunque son más solubles, terminan disolviéndose casi por completo apenas entran en contacto con el agua, sin dejar tanto margen para seguir enriqueciendo esa agua río abajo.

El comportamiento esperado de todo este sistema incluye una correlación negativa entre la tasa de erosión física, que va desnudando roca nueva, y la concentración de solutos disueltos en el agua, que refleja cuánto tiempo estuvo esa agua en contacto con la roca antes de escurrir. Así, desde la desintegración de la roca con la que arranca este documento hasta esa correlación negativa con la que termina, pasando por la aceleración que la meteorización física le da a la meteorización química, la función de producción de suelo y el ciclo de nutrientes, la meteorización y la geoquímica superficial hacen que la composición química de cada río termine siendo, en el fondo, una lectura indirecta de cuánto tiempo el agua y la roca de su cuenca llevan conversando entre sí.

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