Paisajes volcánicos

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de ciencias

Ciencia del suelo

Agosto, 2018

Paisajes volcánicos

Carmen Melgoza, Estephany Garcia, Luis R. Zallas, Omar Yniesta.

Introducción

El vulcanismo y los  volcanes son, sin duda alguna, uno de los fenómenos más sugerentes y atrayentes que existen en la naturaleza. Un volcán se define como aquel sitio donde sale material magmático o sus derivados, formando una acumulación que por lo general toma una forma aproximadamente cónica alrededor del punto de salida. La palabra volcán también se aplica a la estructura en forma de loma o montaña que se construye alrededor de la abertura mencionada por acumulación de los materiales emitidos.

Se dice que un volcán es activo, cuando existe magma fundido en su interior, o cuando puede recibir nuevas aportaciones de magma y por tanto mantiene el potencial de producir erupciones. Por ello, aun volcanes que no muestran ninguna manifestación externa pueden ser clasificados como activos.

Los volcanes activos no se encuentran dispersos arbitrariamente sobre la superficie de la Tierra, sino que se distribuyen por diferentes regiones definidas por los procesos tectónicos de escala global, como las interacciones de las placas tectónicas que conforman la corteza y las corrientes convectivas del manto terrestre que las mueven.

El vulcanismo entonces, está concentrado cerca de los límites de placas donde tiene lugar la subducción o separación del lecho marino, aunque también podemos encontrar casos de vulcanismo intraplaca asociado a "puntos calientes" (Hot spots) que son zonas de ascenso de “plumas magmáticas calientes”,  procedentes de la base del manto, que ascienden hasta entrar en contacto con la corteza generando procesos volcánicos. 

Figura 1. Distribución geográfica de volcanes en el mundo.

México es una de esas regiones tectónicamente activas y los volcanes son parte característica del paisaje de muchas regiones del país. El vulcanismo está relacionado con la zona de subducción formada por las placas tectónicas de Rivera y Cocos en contacto con la gran placa de Norteamerica, y tiene su expresión volcánica en la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM) que se extiende desde Nayarit hasta Veracruz.

Figura 2. Ubicación de la Faja Volcánica Transmexicana  y de las placas tectonicas asociadas

Composición química de los magmas

Los magmas son material completa o parcialmente fundido, que al enfriarse se solidifica y forma una roca ígnea. La mayoría de los magmas constan de tres partes: un componente líquido, un componente sólido y una fase gaseosa.

Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos. Además, la composición mineral de una roca ígnea concreta está determinada en última instancia por la composición química del magma a partir del cual cristaliza. El análisis químico demuestra que el oxígeno y el silicio (normalmente expresado como contenido en sílice [SiO2] de un magma) son los constituyentes mayoritarios de las rocas ígneas. Estos dos elementos, más los iones aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), hierro (Fe) constituyen aproximadamente el 98 por ciento en peso de muchos magmas. Además, el magma contiene pequeñas cantidades de muchos otros elementos, entre ellos el titanio y el manganeso, y trazas de muchos elementos más raros, como oro, plata y uranio. 

Las rocas ígneas en las que los minerales dominantes son fundamentalmente silicatos de colores claros (cuarzo y feldespatos) tienen una composición granítica. Los geólogos también se refieren a las rocas graníticas como félsicas, un término derivado de feldespato y sílice (cuarzo). Además del cuarzo y el feldespato, la mayoría de las rocas ígneas graníticas contienen alrededor del 10 por ciento de silicatos oscuros, normalmente biotita y anfíbol. 

Las rocas que contienen cantidades sustanciales de silicatos oscuros y plagioclasa rica en calcio (pero no cuarzo) se dice que tienen una composición basáltica. Dado que las rocas basálticas contienen un elevado porcentaje de minerales ferromagnesianos, los geólogos pueden referirse también a ellas como rocas máficas (de magnesium y ferrum, el nombre en latín para el hierro). Debido a su contenido en hierro, las rocas máficas son normalmente más oscuras y densas que otras rocas ígneas.

Las rocas con una composición comprendida entre las rocas graníticas y las basálticas se dice que tienen una composición intermedia o andesítica, por la roca volcánica común andesita. Las rocas intermedias contienen al menos un 25 por ciento de silicatos oscuros, principalmente anfíbol, piroxeno y biotita, el otro mineral dominante es la plagioclasa.

Otra roca ígnea importante es la peridotita, contiene fundamentalmente olivino y piroxeno y dado que está compuesta casi por completo por minerales ferromagnesianos, se hace referencia a su composición química como ultramáfica. 

Figura 3.  Mineralogía de las rocas ígneas comunes.

Geoformas volcánicas

Fig 4. Geoformas volcánicas
(Zinc,1988)

Aunque el origen subyacente es común, existen una gran variedad de paisajes y litologías distintas, según el tipo de vulcanismo, más aun, incluso para un mismo tipo de sistema “eruptivo”, pequeños matices pueden dar lugar a resultados muy dispares. 

Los materiales volcánicos pueden constituir lo esencial del substrato o limitarse a formaciones de cobertura en una amplia variedad de paisajes incluyendo montaña, altiplanicie, pie de monte, planicie y valle, sin embargo, las geoformas volcánicas son de complejidad variable, pues están fuertemente influenciadas por la composición química y mineralógica de los materiales que han sido depositados durante la fase eruptiva, lo cual dificulta una estricta separación entre tipos de relieve y formas de terreno. 

Zona de estudio: Villa de Carbón, EDOMEX

Fig 5. Villa del Carbon

Ubicación geografica                                                                                                                                                 

Fig 6. Mapa de localización geográfica de Villa del
Carbon

Villa del Carbón es un pueblo y uno de los 125 municipios del Estado de México. Está situado en la parte norte del estado, justo al noroeste de la Ciudad de México. 

El municipio tiene una superficie de 307,65 km2 y según el censo de 2010 tiene una población de 44 881 habitantes. De este total, 8778 viven en la Cabecera municipal de villa del Carbon y el resto vive entre otras 57 comunidades que dependen de la sede para los propósitos del gobierno. 

El municipio colinda con los municipios de Jilotepec, Jiquipilco, Morelos, Tepotzotlan, Nicolas Romero y Chapa de Mota en el Estado de Mexico, Mientras que con Tepeji del Rio, en el estado de hidalgo.

Se encuentra entre los paralelos 19° 37’ y 19° 53’ de latitud norte; los meridianos 99° 22’ y 99° 39’ de longitud oeste; altitud entre 2100 y 3600 m.

Hidrografia

Fig 7. Mapa de hidrografia y relieve en Villa del carbon

En las vertientes del cerro de la Bufa existen varios manantiales, muchos de los cuales constituyen pequeños hilos de agua que al engrosar va a formar afluentes del río Cuautitlán. Las principales corrientes de agua están constituidas por cuatro ríos: San Jerónimo y Las Animas; Los Sabios, El Oro que desemboca en la presa Taxhimay.

El Río Seco es de caudal irregular y depende de la temporada de lluvias. En los alrededores de la cabecera municipal existían algunos manantiales y ojos de agua ya desaparecidos, subsisten principalmente El Chiquiri y Chiquihuite. La laguna de Santa Catarina almacena aguas pluviales, el caudal de la presa Taxhimay se dedica al riego y en ella se puede pescar carpa entre otras variedades. La presa El Llano se utiliza principalmente para realizar torneos de pesca deportiva y para riego. El chorro es un afloramiento natural de agua cuyo caudal sirve como balneario.

Entre los manantiales diseminados en el municipio existen: La Grandeza, El Salto, Rio Frío, Santa Catarina, Santa Rita, El pinal, La Capilla, etc.




Geología

Fig 8. Mapa esquemático de los principales tipos de
roca predominantes en Villa del carbon

El municipio se encuentra dentro de la provincia fisiografica del eje neovolcanico. Las rocas que predominan aquí son de origen volcánico y sus edades varían del terciario al cuaternario, en la zona podemos encontrar andesitas, areniscas del terciario, conglomerados, brechas volcánicas, tobas y aluvión. Las andesitas afloran en gran proporción en la parte norte del municipio, aunque también se encuentran en menor proporción en el sureste del mismo. Las rocas están conformadas por afloramientos de origen volcánico extensivo, aunque también existen rocas sedimentaria. Estas rocas tienen como característica principal su alto contenido en plagioclasa y minerales como la horrenda y botita; las rocas de la porción sur presentan una coloración azul obscura y en algunos afloramientos se distinguen a simple vista los cristales de estos minerales que varían de una coloración verdosa hasta algunos casi negros.
Roca sedimentaria: Brecha sedimentaria (15.66%) y conglomerado (3.16%)
Roca ignea estrusiva: Volcanoclastico (62.76%) y andesita (13.34%)

Topografía

El municipio presenta tres características de relieve: la primera corresponde a las zonas accidentadas y abarca el 57% de la superficie; la segunda está integrada por zonas semiplanas y comprende el 34% y la tercera corresponde a las zonas planas que aglomera el 9% de la superficie. Villa del carbón se encuentra a 2600 metros sobre el nivel del mar. El cerro  de la bufa es la parte mas alta y se sitúa a 3600 msnm y la mínima la presenta la presa Taxhimay a 2300 msnm. La cabecera municipal se localiza a 2595 msnm. Las zonas accidentadas se localizan en todo el municipio repartidas de manera irregular y están formadas por las sierras de monte bajo, Tepotzotlán así como el cerro gordo. En cuanto a las zonas semiplanas, se localizan en todo el municipio, distribuidas de manera irregular y están formadas por las estribaciones de las zonas accidentadas. Las zonas planas están ubicadas en pequeñas areas al sur, este y norte del municipio, están constituidas por planicies ´pequeñas entre los accidentes y las montañas. 

Clima

Fig 9. Mapa con los principales suelos dominantes
en Villa del carbon

El clima es templado con invierno frío. Las heladas

 fuertes son en febrero, marzo, agosto y septiembre.

La temperatura media es de 20*C con humedad constante. los vientos tienen 22% de calma, y su velocidad es de 1 m/seg. en todas direcciones, sin embargo los vientos predominantes vienen de norte a sur. 

La precipitación es de 700 a 1500 mm.

Fauna

La Fauna es variada, podemos encontrar especies como la ardilla, conejo, cenzontles, codorniz, colibrí, correcaminos, gavilán, gorrión, lechuza etc. 

Fig 10. Fauna característica de la localidad de Villa del Carbon

Vegetación

Fig 11. Tipos de climas predominantes en Villa
del Carbon

La sierra del Municipio de Villa del Carbón presenta bosques de encinos con 45% de la superficie municipal (PMDU, 2004) y Andosoles. Estos suelos son frágiles de sufrir degradación cuando la cubierta vegetal ha sido removida, por lo que la zona presenta fuerte erosión hídrica. Asimismo, se presenta alto contenido de hierro y manganeso y dureza cuando están secos lo que facilita su degradación, tal como ha sido reportada en otros lugares del estado de México (Krasilnikov et al.,2013).

Bosque (46.92%) y pastizal (13.84%).Villa del Carbón presenta bosques de coníferas (p.e oyamel), bosques de latifoliadas (p.e encino), bosques mixtos y pastizal inducido.






Suelo

Fig 12. Tipos de suelo predominantes en la
zona de Villa del Carbon

Los suelos que predominan en el municipio

corresponden a: Andosol (36.55%) Luvisol

(26.27%), Phaeozem (25.64%), Durisol (6.04%)

y Planosol (0.43%).

El uso de suelo se encuentra formado por rocas

efusivas de la época terciaria y posterciaria

con sucesiva actividad volcánica. Su constitución

rocosa de origen sedimentario.

Tipos de intemperismo

El intemperismo es la desintegración o alteración de la roca en su estado natural o posición natural a través de procesos físicos, químicos o biologicos.

Con base en los factores de formación podríamos resaltar los siguientes tipos de intemperismo en Villa del Carbon:

i) Biologicos

Bioturbacion: La presencia de abundante vegetación en Villa del Carbon, hacen que los arboles y otras plantas puedan desgastar a las rocas debido a que penetran dentro del suelo, y a medida que sus raíces se hacen mas grandes se coloca mas presión en las rocas, logrando así la alteración del suelo y las rocas.

Disolucion: La gran cantidad de materia orgánica producida en villa del Carbon sirve como hogar de diferentes microorganismos, sin embargo como sabemos si el agua precipita sobre ellos se combina con el CO2 que liberan de su respiración, formando así acido que altera las rocas y el suelo.

Quelación: Debido a la acumulaciónde materia orgánica en esta zona como ya se había mencionado anteriormente, se puede llegar a generar un compuesto orgánico que tenga la función de actuar como quelante que se lleve algunos metales pesados de los minerales que ahí se encuentren, alterando así la composición de las rocas y suelo.

ii)Químicos

Hidrolisis: El clima de villa del carbon es principalmente húmedo y como hemos visto la mayor parte de su territorio esta compuesto por rocas ígneas, lo que da paso al proceso de intemperismo de hidrolisis, que es cuando el agua precipita sobre las rocas actuando como un agente de intemperismo transformándolas en otro tipo de rocas con diferente composición química.

iii) Físicos


Rizoclastia: Como hemos visto Villa del carbon cuenta con zonas de abundante vegetación, en este caso la presencia de arboles hacen que las raíces de estos generen esfuerzos de tracción lo que conde a este proceso de intemperismo.

Procesos pedogenéticos de Villa del Carbon
La pedogenesis son todos los procesos que modifican las propiedades del suelo, estos se dividen en cuatro categorías:

i)Adición

ii) Transformación

iii) Translocación

iv) Perdida

A continuación se enlistan de manera jerárquica los cinco principales procesos pedogenéticos que ocurren en Villa del Carbon:
  
1.- Acumulación de litter (Proceso de adicion): Como hemos visto anteriormente la vegetación que se puede encontrar en villa del Carbon genera un ambiente propicio para la acumulación de litter, pues retomando un poco la acumulación de de litter se da principalmente por la presencia de vegetales en la superficie del suelo.
Por  lo que este proceso encabeza la lista de jerarquización.
2.-Humificación (Proceso de transformación): En este proceso la materia orgánica (MO) se transforma en humus, ahora bien si se considera que la acumulación de materia orgánica es de los principales procesos nos lleva a elegir este como consecutivo debido a la gran cantidad de (MO) que ahí encontramos.
3.-Mineralizaron (Proceso de transformación): Este proceso es la transformación de compuestos orgánicos a compuestos inorgánicos.
4-.Turbación (Proceso de Traslocación):  La turbación es el movimiento de materiales dentro del suelo, en nuestra zona de estudio ocurre principalmente por la actividad de los organismos, que como hemos visto en Villa del Carbon es ampliamente variada.
5.-Andolización (Proceso de Traslocación): El suelo predominante en nuestra zona de estudio es el de tipo Andosoles con un 36.55%, es decir, el proceso de andolización genera este tipo de suelo, ademas de que es un proceso característico de los paisajes volcánicos.

Sin embargo estos cinco procesos pedogenéticos no son los únicos que intervienen en nuestra zona de estudio, también tenemos algunos otros pero que ocurren en menor proporción, como:

• Rubefaccion (Proceso de transformación): Es la deshidratación de FeOx que tiene como resultado la cristalización de óxidos tipo hemátita. Genera colores rojos en el suelo
• Melanizacion (Proceso de Traslocación): Es la acumulación de materiales orgánicos en alguna porción del suelo.
• Desilicacion (Proceso de Traslocación): Es la remoción de Si del suelo. Este favorece a la acumulación de FeOx o AlOx

A

REFERENCIAS:

• Secretaria de desarrollo urbano. (s.f.). Recuperado de
  http://seduv.edomexico.gob.mx/planes_municipales/Villa_del_carbon/PMDU%20VILLA%20DEL%20CARBON.pdf
• Barreto Rosales, J., & Almaguer, E. (s.f.).
  Instituto nacional para el federalismo y el desarrollo municipal. Recuperado dehttp://www.inafed.gob.mx/work/enciclopedia/EMM15mexico/municipios/15112a.html
• Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos Villa del Carbón, México. Recuperado de http://www3.inegi.org.mx/contenidos/app/mexicocifras/datos_geograficos/15/15112.pdf
• Información para el plan de desarrollo de Villa del Carbón. (2015). Recuperado de: http://187.188.121.162:8090/links/037%20Villa%20del%20Carb%C3%B3n.pdf