Paisajes Aluviales No Costeros de las Redes Fluviales (WRB 1998)

En Nuestro Curso Básico “Tipos de Suelos del Mundo”, la descripción de los Fluvisoles descrito en  la monografía Lecture notes on the major soils of the world viene  precedida de un extenso capítulo sobre los modelados fluviales y costeros, es decir por los paisajes fisiográficos y geomorfológicos en donde se ubica tal tipo de suelo.  Este material fue traducido del inglés al español-castellano por F. J. Manríquez Cosío (INEGI México). Por tanto, el nivel técnico supera al que utilizamos en los post para jóvenes estudiantes. Sin embargo, consideramos fundamental incluirlo en el material de este curso. Tal capítulo lo hemos divido en tras partes: (i) modelados fluviales de las tierras bajas interiores, (ii) formaciones de las tierras bajas litorales o costeras y, por último, (iii) aquellos paisajes fisiográficos en los que interviene la acción de los propios mares. Escribiremos pues otros tantos post, siendo este el primero de la serie. Hablaremos pues de los relieves y geoformas que caracterizan a los tramos altos, medios y bajos de una cuenca fluvial, antes de sus contactos con el litoral.

Figura 1: Procesos fluviales dominantes según los tramos de un cauce fluvial. Fuente: kalipedia

Reiteramos que se trata de un post que va dirigido principalmente a estudiantes universitarios, así como a todos aquellos profesionales que deseen conocer a fondo la racionalidad de la WRB de 1998. Hemos intentado sustituir los gráficos originales, con nomenclatura anglosajona, por otros que la atesoraran en español castellano. Sinceramente, en la mayor parte de los casos, nos ha sido imposible encontrar gráficos adecuados que dispusieran de la misma terminología que los originales. La razón estriba en que diferentes escuelas hacen uso de distintas aproximaciones, nomenclaturas y clasificaciones. Por tanto, nos hemos visto obligados a incluir los originales, en muchos casos. Buena parte de los vocablos son traducidos en el propio texto. Pedimos disculpas ya que la calidad de la imágenes no es la que nosotros hubiéramos deseado.

No previa a este post

Debido a que el objetivo de estos post sobre ambientes fluviales y litorales consiste en presentar el material de la monografía aludida de la WRB (FAO) en donde se describen los diferentes tipos de suelos del mundo, los contenidos se encuentran prefijados por el texto en inglés. Este es utilizado como base para describir a posteriori la ubicación de muchos edafotaxa relacionados a estas estructuras geomorfológicas. Lamentablemente existen diferentes tipos nomenclaturales y clasificaciones, algunas de las cuales pudieran ser más sencillas y comprensibles para una buena parte de los lectores no especializados. Posiblemente, en un futuro editaremos post más básicos. Los autores de estos capítulos tienen una marcada inclinación por la bibliografía del centro y norte de Europa, existiendo otras más aceptadas a otros ambientes. No obstante, reiteramos que debido al objetivo de este curso básico: tipos de los suelos del mundo, conforme a la clasificación de la WRB, estamos obligados a usar una terminología que hasta a nosotros nos resulta un poco ajena. Por todo ello pedimos disculpas a los lectores. En cualquier caso, algunos comentarios más didácticos son añadidos a lo largo, o al final del texto de la WRB.

Principales formaciones en tierras bajas aluviales

En el presente contexto, el término “tierras bajas” (“lowlands”) se refiere a las tierras húmedas, planas y niveladas, comúnmente situadas cerca del nivel del mar y formadas principalmente por sedimentos del Holoceno, que son muy jóvenes para estar fuertemente intemperizados o alterados biogeoquímicamente (edafizados). Dichas tierras bajas son importantes en los paisajes con rasgos fluviales, lacustres, marinas o glaciales (modelados de incisión fluvial).

Los procesos tectónicos durante los pasados 10⁵-10⁶ años, tuvieron una influencia decisiva sobre la formación de las tierras bajas, particularmente en áreas de subsidencia, tales como: las cuencas sedimentarias y “grabens”, donde los ríos pierden mucha de su capacidad de transporte, así como disminuye su gradiente, esta pérdida obliga a muchos cursos fluviales a depositar su carga en los lechos, o moverla en suspensión por distancias cortas.

Importantes cambios del nivel del mar y fluctuaciones climáticas ocurrieron durante los pasados 10³-10⁵ años. Estos cambios del nivel del mar, influenciaron fuertemente el comportamiento de los ríos y la fitografía de las costas. Los cambios climáticos afectaron la descarga líquida, así como a las características de la carga de sedimentos de los ríos y también el desarrollo de una cubierta vegetal protectora que estabilizara el paisaje. Cambios en el nivel del mar y/o climáticos indujeron cambios en el tipo de río, patrón de canales y secuencias de sedimentos. Dichos cambios durante el Cuaternario reciente tuvieron particularmente un fuerte impacto en estos paisajes. En las actuales regiones templadas, el clima glacial era mucho más seco y frío que el actual. Por su parte, las áreas tropicales húmedas fueron también más secas de lo que lo son hoy en día. Un cinturón permafrost rodeaba las grandes masas continentales y los niveles del mar eran de casi 120, o tal vez 135 metros más bajo que en la actualidad. Existen fuertes indicios de que los procesos de pérdida de masa, tales como: el intemperismo por helada (fraccionamiento de las rocas por la acción de los ciclos hielo-deshielo) y “gelifluxión” en (movimientos de los sedimentos ladera abajo debidos al mismo ciclo) áreas de alto relieve fueron más prominentes que hoy y, consecuentemente, las cargas de sedimentos de los ríos fueron mayores que en la época actual. Una vez que la mayor parte de la cubierta de hielo del Pleistoceno desapareció (hace casi 6,000 años), el nivel del mar aumentó y las costas se adaptaron a las nuevas circunstancias. Hoy, glaciares (del Pleistoceno) que hace mucho tiempo desaparecieron, todavía influencian casi el 15% de la superficie de la tierra. Es imposible comprender la complejidad de las “formaciones en tierras bajas” sin referirnos, tanto a su a su clima presente como a su historia climática. En la siguiente discusión, a las principales formaciones en tierras bajas aluviales, se les agregarán dos amplias categorías:

1. tierras bajas fluviales (interiores)

2. tierras bajas marinas (costeras)

En este post nos referiremos exclusivamente a las primeras, excluyendo las formas litorales-costeras para sucesivos post de este curso básico de los tipos de suelos del mundo, de acuerdo a la WRB de 2008.

FORMACIONES EN TIERRAS BAJAS FLUVIALES INTERIORES

Los sistemas de los ríos son complejos, teniendo un área de captación que normalmente abrigará una gran variedad de formaciones. Las últimas varían con la naturaleza del río y su posición en el mismo. En la mayoría de estos sistemas, se distinguen tres zonas (ver Figura 1). Los principios básicos fueron expuestos en nuestro post Erosión, Transporte y Sedimentación: Erosión Geológica.

La cuenca superior (en el gráfico curso alto) donde la erosión excede la deposición de sedimentos.  Esta cuenca está normalmente caracterizada por una activa incisión del cauce en las rocas-regolitos, generando valles en forma de –V- entre colinas altas o montañas que se vuelven gradualmente planas a causa de la erosión. Estas cuencas o tramos de cuencas no será discutidas aquí porque no es parte de las “tierras bajas”. Del mismo modo. suelen atesorar menos extensiones ocupadas por Fluvisoles que las que abajo exponemos

La cuenca media (curso medio en el gráfico) la erosión y la deposición de sedimentos se compensan más o menos la una a la otra, aunque sus respectivas improntas alternan en el tiempo. Esta cuenca (o tramo de ella) es mayoritariamente una zona de control de sedimentos o del transporte de los mismos. Los ríos fluyen entre su propio aluvión, atesorando meandros o canales trenzados, en algunos lugares con terrazas o abanicos aluviales.

La cuenca baja (curso bajo en el gráfico) con una prolongada red en la que acaece la acumulación de sedimentos en el área de la cuenca. Esta zona, usualmente califica como un delta, un estuario, alguna otra formación costera, (en regiones áridas) se convierte en un lago salado encerrado o una cuenca seca si hablamos de las de tipo endorréico (cuyas aguas y materiales finalizan antes de alcanzar el mar, por la razón que sea).

Levantamientos tectónicos o subsidencia, cambios climáticos y cambios en el nivel del mar son controles externos sobre el comportamiento de los ríos. Las principales variables que controlan un sistema fluvial son gradiente, descarga y suministro de sedimentos a la red de drenaje. Estos determinan si un cauce incide o azolva y que tipo de canal es más eficiente a la hora de disipar su energía cinética.

Tres principales tipos de ríos o patrones de canales característicos que pueden distinguirse al diferir en su número y su sinuosidad:

1.- ríos trenzados.

2.- ríos meandrosos

3.- ríos anastomosados

Nótese que los sistemas de ríos son altamente dinámicos y que los patrones de canales característicos de los  mismos se adaptan a los cambios de las condiciones locales o regionales. Esto significa que los diferentes patrones de canales y formaciones pueden existir en un mismo sistema fluvial. Por ejemplo, el Río Yukón en Alaska, tiene un patrón trenzado en su cuenca superior, pero asume un patrón meandroso en su cuenca baja, como respuesta a su marcado gradiente decreciente.

Ríos trenzados

Los ríos trenzados tienen un único canal de baja sinuosidad y alto gradiente con múltiples “Thalwegs” (término a veces traducido como vaguadas) y barras. Las barras son islas de sedimentos con o sin vegetación alrededor de las cuales el flujo es desviado a los canales thalwegs. Durante el tiempo de máxima descarga, el canal es completamente inundado y la mayoría de las barras conducen agua. En tiempos de baja descarga, los múltiples thalwegs y barras reaparecen dentro del canal, lo cual permite que las trenzas del río parezcan un sistema de canales múltiple. El patrón de las barras y thalwegs puede cambiar profundamente durante una etapa de inundación. Cuando existe vegetación, permanecen en el lugar durante más tiempo que en los cauces que carecen de la misma. Los ríos trenzados ocurren en áreas con:

1. un régimen de agua altamente irregular, y

2. un abundante suministro de sedimentos.

Tales condiciones son comunes en áreas con escasa vegetación y lluvias torrenciales, como por ejemplo, en regiones áridas y semi áridas o en regiones con permafrost donde repentinos y conspicuos picos de crecida en el agua de descarga y sus sedimentos acarreados ocurren en primavera cuando la nieve y el hielo se derriten. Los ríos trenzados son particularmente comunes cerca de los frentes de glaciares y en áreas volcánicas donde los glaciares se derritieron, o las erupciones volcánicas suelen conllevar asociadas con picos agudos en los suministros de sedimentos.

Los depósitos por ríos trenzados contienen áreas alternantes (lentes) de grava gruesa y arenas con sólo inclusiones menores de sedimentos más finos. La grava o arena gruesa es preferencialmente depositada río abajo Al final de las barras, sus costados son erosionados a medida que el Thalweg cambia de curso. Algunos ríos trenzados acarrean principalmente arena y limo, por ejemplo, el Yellow River en China y el Río Bramhaputra en Bangladesh.

Los depósitos de ríos trenzados pueden quedar cubiertos con una capa de sedimentos de grano fino (“depósitos overbank”, también referidos como un “Hochflutehm: sedimento aluvial de grano fino, acarreados por las aguas en suspensión en las llanuras inundación), una vez que el río incide dentro de capas más profundas, debido a la profundización del thalweg principal. Su antiguo lecho entonces se convierte en una terraza. Los depósitos overbank son engrosados con las excepcionalmente altas avenidas del incidido y (a menudo) ya meandroso río. Antiguas barras de gravas y cárcavas todavía pueden verse en el micro relieve (menos de 1 metro de alto) en áreas extendidas por debajo de los depósitos de ríos trenzados. La Figura 3 muestra los elementos básicos de un sistema típico de ríos trenzados.

Algunos autores consideran a los “abanicos aluviales” como un tipo especial de río trenzado. Nichols, (1999) los define como conos de detritos que se forman en las fracturas (cambios abruptos) de las pendientes en los limites de una llanura aluvial. Los abanicos aluviales no son desconocidos en regiones húmedas, pero ejemplos verdaderamente clásicos se encuentran en regiones áridas, tales como: el Valle de la Muerte en Arizona, USA. Abanicos aluviales son por lo tanto discutidos en el capítulo sobre formaciones en regiones áridas. Algunos puntos interesantes:

Figura 2. Dibujo esquemático de un abanico aluvial . Fuente. Geociencia.org

Los abanicos aluviales (Fig. 2) se caracterizan por atesorar un gradiente pronunciado mientras que sus canales, no confinados, se levantan frecuentemente sobre el cono deposicional. Suelen desarrollarse en lugares donde el gradiente del río decrece bruscamente, por ejemplo, en los frentes montañosos, es decir en el lugar donde el arroyo sale de la montaña y entra al nivel de llanura aluvial. La carga de sedimentos del río alimentador no puede ser acarreada muy lejos, por lo que la mayoría de esta es depositada justo en la entrada de la llanura. Tal proceso rápidamente bloquea el canal, el cual entonces se desborda hacia derecha y/o izquierda salvando los obstáculos. Los depósitos tienden a ser más gruesos en la parte del abanico “proximal” (cercano a la “cima de la vertiente”) que en la parte “distal” (en la llanura). En contraste con los sistemas de ríos trenzados “normales”, los flujos de lodo son comunes en los abanicos aluviales, sus depósitos son más numerosos cerca de la cima del abanico.

Figura 3.- Elementos básicos del Río Saskatchewan, un típico río trenzado. La barra A es conducida hacia el banco lejano formando una parte protegida del canal (deshecho), en la cual el lodo es depositado es un complejo de arena plano. Fuente: Blatt, Middleton & Murray, 1972; basados en trabajos de D.J. Cant.

Meandros y Ríos Meandrosos

Los ríos meandrosos están formados por un único canal y thalweg, de escasa pendiente y alta sinuosidad. Los sedimentos son preferentemente depositados en los costados internos de las curvas de los meandros. El canal es bordeado por “diques naturales” detrás de los cuales pueden  surgir “áreas inundadas” o “ciénagas”. Experimentos de laboratorio han confirmado que los canales meandrosos son típicos de ríos con índices de descarga continuos y cargas de sedimentos de material predominantemente de grano fino (arena, limo y arcillas). Ver Figura 4.

Los ríos meandrosos están asociados con áreas de vegetación bajo un clima húmedo donde la densa cubierta vegetal evita la erosión. Todo esto favorece la alteración o intemperismo geoquímico y la formación de material de suelo de grano fino. El escurrimiento superficial es mínimo y el río es alimentado por un continuo flujo de agua subterránea. Nótese, sin embargo, que estos ríos meandrosos también se encuentran en regiones frías (por ejemplo, en las partes bajas del Río Yukón, en Alaska). Los ríos meandrosos se forman también en ambientes áridos, aunque sus fuentes proceden invariablemente de fuera de las regiones áridas. Los ríos Eufrates y Tigris, por ejemplo, se originan en la zona nevada de la montaña Taurus, en Turquía, antes de que alcance el desierto de Mesopotamia.

El índice de descarga de un río meandroso puede fluctuar considerablemente con el tiempo, en línea con las fluctuaciones estacionales en tiempo de lluvias, deshielos y evapotranspiración, pero como el cauce nunca se seca, las inundaciones son frecuentes. Si el canal es rellenado hasta el tope de sus diques naturales, el río, se dice, está en“bank full stage” (“etapa de banco-lleno”). Cuando se acumula más agua de la que puede retener entre los diques naturales del río, ésta se derrama e inunda las áreas colindantes pantanosas previamente aludidas.

Figura 4.- el clásico río meandroso. Fuente: Allen, 1964. “1”crevasse splays” = grietas 2 “oxbow lakes” = pequeño lago que descansa sobre la planicie de inundación de un río y constituye el remanente de un antiguo meandro.

La deposición de sedimentos tiene lugar en el canal, sobre los diques y en las cuencas. La grava y la arena gruesa se encuentran normalmente en el piso del canal, (“depósitos lag”). La arena más fina se deposita a lo largo de las curvas internas del río, sobre los llamados “puntos de barra”. Durante las avenidas, la arena fina y/o el limo, es depositada en la cima de los diques, mientas que la  arcilla lo hace en el interior del cauce. (la turba bien puede acumularse allí, en las posiciones más bajas/más húmedas, en situaciones de baja entrada de clastos o cantos). El sistema completo de depósitos lag gravosos, puntos de barra arenosos, diques limo/arenosos y las cuencas pantanosas arcillosas se levanta lateralmente a medida que el canal meandroso erosiona los bancos de los márgenes externos y deposita los sedimentos en las curvas internas de los puntos de barras. Una secuencia sedimentaria “Fining Upwards” puede desarrollarse de esta manera. Las “crevasse splays*1” formadas cuando el río rompe sus diques y se derrama abruptamente en los márgenes más distantes del área de la cuenca durante una avenida, no muestran la secuencia de “fining upwards”.

Eventualmente, los meandros provocan cortes en canales (también llamados “oxbow lakes”) el cual es rellenado con arcilla y/o turba.

Ríos Anastomosados (braided)

Los ríos anastomosados tienen canales múltiples, interconectados (entrelazados) que se ramifican, divergen y reúnen alrededor de áreas relativamente estables de las llanuras inundadas (en el caso de ríos de tierras bajas) o lechos rocosos (en riachuelos de tierras altas). Los ríos anastomosados difieren de los ríos trenzados de thalwegs múltiples en que el cauce silo alberga un thalweg sin barras. El gradiente del río es típicamente muy bajo; los canales tienen bancos estables y un canal “avulsión” puede ser común. Avulsión consiste en la ruptura del canal de un cauce al atravesar sus diques naturales para encontrar un nuevo curso en la parte baja de la llanura inundada. El canal aguas abajo del punto de avulsion puede convertirse en un “paleo-canal” abandonado, aunque en un sistema de ríos anastomosado, los canales viejos normalmente permanecen activos.

Figura 5.- Esquema de un río anastomosado *1”crevasse splays”.- grietas *2 “oxbow lakes”.-pequeño lago que descansa sobre la planicie de inundación de un río y constituye el remanente de un antiguo meandro.

El escaso gradiente (pendiente) de las cuencas de los ríos anastomosados interfiere con la descarga de agua en los tiempos de grandes avenidas; las crevasse splays son abundantes. Estos últimos son abanicos arenosos que se desarrollan cuando el río rompe sus diques sin formar un nuevo canal. Los depósitos crevasse son predominantemente de textura arcillosa y/o limosa, debido a que por el bajo gradiente característico de los cauces anastomosados se impide el transporte de partículas más gruesas. Por la misma razón, los diques están compuestos de arena fina y limo. Las áreas de cuencas están rellenas con arcilla y turba. Los ríos anastomosados se encuentran típicamente dentro o cerca de los deltas o áreas cercanas a las costas, como las del Holoceno Tardío del Delta Rhine-Meuse en Los Países Bajos. Los ríos anastomosados acaecen también en las cuencas interiores rápidamente subsidentes; son ejemplos, la cuenca baja Magdalena, en Colombia y el río Niger, al sur de Timbuktú en Mali.

Francisco Manríquez Cosío y Juan José Ibáñez

Material  Bibliográfico

Página Web de la WRB

Clasificación WRB 2006.2007

Lecture notes on the major soils of the world (versión personal traducida al español por Javier Manríquez Cosío

Los suelos de Latinoamérica: retos y oportunidades de uso y estudio (ir al titulo correspondiente) Autores: Francisco Bautista, Alfred J. Zinck y Silke Cram. Boletión del Sistema Nacional de Información Estadística y Geográfica: VII(3) Septiembre-Diciembre 2009, páginas 94-142

Soils of the European Union (en Inglés)

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