Edafología. Ciencias Ambientales

Lección 4. Componentes del suelo. Fase sólida. Componentes minerales. Complejo de alteración. Cristalización de óxidos metálicos.

El hierro liberado en la hidrólisis de los minerales primarios, toma diferentes formas en el suelo según el pH y el potencial de oxidación existente.

La única forma de hierro soluble en el suelo es la ferrosa aunque solo es posible con valores de Eh bajos o a pH muy ácido.

A medida que va subiendo el pH o el medio se haciendo mas oxidante, la forma estable es la férrica al estado de óxido más o menos hidratado, que va comunicando al suelo un color amarillo o rojo según predomine la goethita o la hematites.

Cuando los minerales no están bien cristalizados, el proceso de cambio de uno a otro es reversible, de modo que es frecuente que alrededor de los poros más finos del suelo se produzca una hidratación de los oxidos y aparezcan unas orlas amarillas en una matriz roja.

En los climas con una estación seca prolongada, la forma más estable es la de hematites con muy poca capacidad de hidratarse y de solubilizarse, por lo que es frecuente que se produzcan carencias de hierro en plantas muy sensibles a este elemento. Las formas hidratadas suelen presentar una cristalinidad menor y una mayor facilidad para reducirse y pasar a la solución del suelo.

El hierro en forma ferrosa comunica al suelo colores grisáceos, azulados o verdosos.
Las formas férricas del hierro comunican al suelo colores muy vivos con matices variables en función del grado de hidratación.
Las formas hidratadas, propias de climas húmedos, otorgan al suelo matices amarillos.
En climas con una estación seca se produce la deshidratación de los óxidos férricos y el suelo adopta matices rojos.

La presencia de carbonatos, que elevan el pH, favorece la oxidación e insolubilización del hierro, razón por la cual los suelos carbonatados suelen favorecer la clorosis férrica de las plantas. Por el contrario, los suelos ácidos pueden llegar a provocar fenómenos de toxidad férrica en algunas plantas no adaptadas a ese medio.

El hierro que se libera de los minerales sufre una rápida oxidación seguida o no de deshidratación. Es el caso del que se observa en a superficie de esta clorita.
La deshidratación puede producirse a traves de las fisuras de los granos minerales, como sucede con este grano de gorthita parcialmente deshidratado.
El isomorfismo es muy frecuente en los minerales ferríferos, como es el caso de estos granos de pirita transformados en maghemita, como se pone de manifiesto por su magnetismo.
Alrededor de los poros del suelo es frecuente que exista una orla de goethita, hidratada, mientras que en la matriz menos húmeda predominen las formas de hematites.

Es frecuente en los minerales ferríferos el fenómeno del isomorfismo, apareciendo formas cristalinas, sobre todo en las fracciones arenosas, típicas de pirita, heredada del material original, cuya composición corresponde a hematites o goethita.

La magnetita, abundante en algunas rocas metamórficas es bastante estable en el suelo aunque no es fácil su formación en él. Algo similar ocurre con la siderita, si bien ésta puede aparecer en suelos de pH elevado y en un ambiente fuertemente reductor, sobre todo en zonas calcáreas pantanosas.

 

El caso de los óxidos de aluminio es mas simple porque son más escasos y en ellos no incide el potencial de oxidación sino solo el pH. A medida que va creciendo éste, va cambiando la forma de aluminio estable, con un nivel de hidratación creciente y una disminución de la carga.

El ion aluminio anhidro solo es estable a valoes de pH inferiores a 4, por lo que es rara su presencia en el suelo, no obstante existen formas parcialmente hidratadas que pueden ser absorbidas por las plantas o fijadas al complejo de cambio y cuya estabilidad se produce a niveles de pH más altos y más frecuentes en el suelo. La forma monohidratada y con dos cargas positivas es la mas abundante a valores de pH comprendidos entre algo menos de 4 y 5. Entre 4.5 y 6, coexisten las formas mono y dihidratadas y a partir del último valor solo el hidróxido es estable y puede terminar cristalizando como gibsita. Ésta es muy estable y no suele deshidratarse más que en muy raras ocasiones a formas de oxihidróxido que constituirían la bohemita o el diasporo. La forma totalmente anhidra, el óxido alumínico, cuya forma cristalina corresponde al corindón, no se forma en el suelo.

 

El manganeso se presenta en el suelo con tres niveles diferentes de oxidación, que corresponden a las formas con dos, tres o cuatro cargas positivas. Solo la forma más reducida es soluble. La forma trivalente es susceptible de oxidarse o reducirse porque no se presenta cristalizada como manganita dado que su margen de existencia es muy reducido. La froma tetravalente cristaliza con facilidad formando la pirolusita muy poco soluble y muy estable, de manera que cuando se alcanza ese estado el elemento queda inmovilizado.

El ion reducido es abundante a valores de pH inferiores a 6 pues por encima de ellos es necesario un ambiente altamente reductor y no frecuente en el suelo. A valores de pH superiores a 7, la forma estable es la del carbonato o rodocrosita.

Revestimiento de manganeso alrededor de un poro del suelo.
Nódulo de manganeso en estado de acrección como marca su límite muy difuso.
Viejo nódulo de manganeso con límite muy neto.

Cuando en el suelo se presentan periodos alternantes de oxidación y reducción, la forma manganosa queda soluble y se mueve con la solución del suelo; cuando baja el nivel freático y el ambiente se hace oxidante, el manganeso que ha quedado impregnando el suelo se oxida y cristaliza como pirolusita. Cuando el proceso perdura en el tiempo, los primeros cristales formados actúan de nucleos de cristalización para los aportes subsecuentes y van incrementando su tamaño hasta constituir formas macroscópicamente observables que constituyen los nódulos manganesíferos. Es frecuente que cuando la cantidad es pequeña, solo se produzca la cristalización alrededor de los poros finos del suelo y solo aparezca como revestimiento.

 

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A Lección 4

Actualizada 17/3/05