Edafología. Ciencias Ambientales

Lección 4. Componentes del suelo. Fase sólida. Componentes minerales. Complejo de alteración. Alterabilidad de los minerales.

Son numerosos los estudios de persistencia de los minerales en sedimentos de diferentes edades, lógicamente, aquellos que permanecen en sedimentos muy antiguos son los más resistentes, mientras que los que solo aparecen en sedimentos recientes son muy alterables.

De todos estos estudios destaca la serie de esbilidad debida a Goldich por su parecido con la serie de formación de los minerales a partir de un magma. Esta coincidencia es lógica pues aquellos que se forman al principio, en condiciones extremas de presión y temperatura, son los que se sienten más agredidos en las condiciones de la superficie terrestre, cuyas condiciones termodinámicas son tan diferentes, y por ello son los más alterables.

En la serie básica existe una coincidencia absoluta y la alterabilidad va decreciendo a medida que aumenta el contenido en sílice. Los ortosilicatos, representados por el olivino, son los menos resitentes, seguidos de los piroxenos, los anfiboles y finalizando con los filosilicatos ferromagnesianos, representados por la biotita.

La alterabilidad de los minerales ferromagnesianos se ve acrecentada por la posible oxidación del hierro en ambientes muy aireados, ello crea un desequilibrio electrico en la estructura que facilita su colapso. La entrada del aluminio en las estructuras las hace más estables y la posible sustitución por hierro lo es por hierro férrico, forma estable en los medios superficiales. En este punto hay que destacar la facilidad de sustitución que tienen estos tres elementos dada su coordinación preferentemente octaédrica y el parecido en sus radios iónicos, que hace que puedan ocupar espacios semejantes. Lógicamente es más fácil la sustitución de magnesio por hierro ferroso y de aluminio por hierro férrico dada su igualdad de carga. También son frecuentes los intercambios de aluminio por magnesio, pero ello crea necesidades de compensar el déficit de carga positiva con la entrada de cationes en huecos estructurales, ello lleva consigo un incremento en la alterabilidad del mineral así formado.

En la serie ácida, la coincidencia es también total y el incremento de silicio sigue siendo un factor de estabilidad. Las plagioclasas con mayor contenido alumínico son menos resistentes que los feldepatos alcalinos; la mayor estabilidad de la ortos frente a la albita, cuya estructura es identica, está justificada por el menor tamaño del ion potasio cuya hidratación es muy débil, frente al sodio muy hidratado. Esa pequeñez del potasio hace que las estructuras queden mas cerradas y menos susceptibles a los ataque externos.

La mayor afinidad sodio-calcio que sodio-potasio, cuando químicamente la segunda pareja parecería más lógica, vuelve a se una consecuencia del tamaño, pues en todos los casos la coordinación es cúbica. Ésta es la razón de la débil asociación entre calcio y magnesio por su diferente coordinación.

Los últimos lugares en la escala de alterabilidad los acupan la moscovita, que por su caracter alumínico es mas resistente que su pariente magnésico que es la biotita, lo que ya hemos indicado; finalizando con el cuarzo en el que al no haber ningún reeemplazamiento resulta una estructura muy estable.

En los análisis llevados a cabo sobre suelos en lugar de sedimentos, algunos minerales cambian de posición,hecho relacionado con el distinto ambiente de ambos. El apatito es un mineral poco soluble y la escasa cantidad que se disuelve, en un sedimento, libera calcio, más fuerte como base que el acido fosfórico como ácido, que genera un pH alcalino que impide que progrese la disolución. En el suelo el fosfato es atrapado por las plantas y se favorece el desplazamiento de la reacción hacia la liberación. Esta es la razón por la que este mineral se altera en el suelo más que en los sedimentos.

El cuarzo es más estable en los sedimentos que en el suelo. La razón de esta posición es que la sílice se disuelve a cualquier valor de pH aunque muy poco (a 25ºC se disuelven 120-150 partes por millón). En el suelo se produce un continuo lavado y la sílice se va perdiendo. La diferente porosidad es la razón de esta discrepancia. También algunos cultivos absorben una cantidad de sílice importante, como las gramíneas, y la neoformación consume sílice.

Por último, los minerales arcillosos son los términos finales de toda transformación del material original en suelo, por ello resultan extraordinariamente resistentes en este medio.

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A Lección 4

Actualizada 17/3/05