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Los nutrientes que la alteración de las rocas y el lavado de los suelos envían a los océanos (de las extinciones en masa a los fertilizantes y las floraciones algales)

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Fuente: Google imágenes

¡Vaya lio en el que me he metido al elegir la noticia para redactar este post! Como podréis observar, el título de la nota de prensa ya es de por sí confuso y confundente, sin que pueda o sepa evitarlo. Todo comenzó con dos noticias en inglés que de por si se me antojaron interesantes en una primera lectura, aunque resultaron ser semi-clónicas.  Sin embargo, todo apunta a que comienza a ser una pauta asumida a la hora de divulgar los resultados de un estudio, como también incluir, de cualquier modo, el cambio climático y, de paso, a los fertilizantes. El artículo publicado tan solo intentaba explicar las causas de la extinción en masa ocurrida en los océanos entre el  Cenomaniense y el Turoniense  (Evento Anóxico-2 o Evento Bonarelli). Y escogí la noticia debido a que tenía que ver con los suelos/regolitos/procesos de alteración. Pero luego entre unos y otros, así como las consabidas llamadas de atención al lector (reclamos publicitarios), terminaron por dejar la esencia de los resultados en un segundo plano. Veamos si puedo ser breve y luego os leéis el material en suajili y español-castellano que he ido recopilando. 

Los nutrientes que albergan los océanos son en gran parte generados por los procesos de alteración litosférica de la superficie terrestre emergida, es decir desprendidos  por suelos, regolitos y rocas, tras su alteración biogeoquímica. Estos son lavados por las aguas hasta las cuencas de drenaje que terminan por depositarlos en los mares del mundo. Sin ellos, la vida marina sería muy pobre por falta de nutrimentos, a excepción de los dimanados por el vulcanismo. Sin embargo, en condiciones excepcionales, pueden liberarse en ingentes cantidades (ver alguna información al respecto en el material de las notas de prensa que os dejo abajo y especialmente en las anglosajonas) ocasionando la eutrofización del líquido elemento (demasiados nutrientes) y como corolario, una elevada producción de biomasa por el fitoplancton, pudiendo dar lugar a la aparición de inmensas floraciones algales de alguna clase. Estas consumen el oxígeno causandocondiciones de anoxia (escasez de oxígeno) que no puede soportar la vida marina (los ya conocidos como “puntos muertos”) y por tanto desaparece, comenzando una extinción en masa. La biomasa muerta cae así hacia los fondos marinos, en donde se acumulan descomunales cantidades de materia orgánica (necromasa) en su lecho (ya que la anoxia evita, en gran medida, su descomposición, al acabarse el oxígeno). La noticia de marras por ejemplo, nos informa de pizarras oscuras muy ricas en materia orgánica que se intercalan en las columnas estratigráficas entre otros sedimentos más claros (condiciones normales).  El pie de foto de una de las noticias en ingles venía a decir.

La adición de nutrientes al océano causa un aumento en la producción de materia orgánica, como el fitoplancton. Cuando estos mueren, se hunden al fondo comonieve marina” descomponiéndose y consumiendo oxígeno en el proceso. Se cree que este es el principal responsable de la pérdida de oxígeno a gran escala en los antiguos océanos, lo que acarrearía extinciones masivas en el medio marino.

Al parecer, se trató de una cadena o cascada de eventos en los que también entran en juego vulcanismo y cambio climático. Pero lo mismo puede ocurrir tras cualquier desastre natural de grandes dimensiones que dañara la cobertura vegetal de la biosfera disparando el arrastre de una gran cantidad de sedimentos y nutrientes hacia el mar, desde la tierra emergida.  Soslayaré aquí fechas, duraciones, etc., para terminar mentando que los autores defienden que lo mismo está ocurriendo actualmente  como resultado del calentamiento climático y la gran cantidad de nutrientes que desprenden las sociedades modernas con sus fertilizantes, residuos, etc. Y así en las noticias en español castellano que dan cuenta de esta investigación pueden leerse titulares de la siguiente y zafia guisa: El cambio climático, las aguas residuales y los fertilizantes podrían desencadenar una extinción masiva en los océanos, y está aún más exagerada si cabe: Los océanos, al borde de una anoxia de un millón de años. ¡Amen!.

Yo no dudo de que tal hecho pudiera ocurrir bajo determinadas circunstancias. Ahora bien, ya estaríamos mucho antes los humanos “fuera de juego”. Tampoco parece lícito extrapolar los cálculos, siempre provisionales, de aquél remoto periodo para realizar predicciones futuras de tan largo plazo. Se me antoja un puro dislate. Empero en este caso, los propios autores parecen tener gran parte de la culpa, por proponer gratuitamente insanas ideas, que nacen de los inciertos paisajes del pasado, a las condiciones contemporáneas. Personalmente creo que de seguir así el devenir de las publicaciones científicas, habrá que incluir en los currículos de los jóvenes investigadores cursos de publicidad éticamente sostenible. Os dejo ya pues con  parte del material que he recopilado.   

Juan José Ibáñez

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La Zona Vadosa y la Zona Crítica Terrestre (zona de aireación, zona no saturada, regolito y nappa) (Conceptos y Definiciones)

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Diferencias entre la zona vadosa y la zona crítica terrestre. Fuente: Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”; Universidade de São Paulo

Las denominadas zona vadosa y zona no saturada son vocablos sinónimos muy habituales en la literatura científica. Sin embargo, si uno busca por estos términos en Internet (español-castellano), puede sorprenderse  por la escasez del material divulgativo que alberga, así por lo ambiguo y a veces confundente de sus definiciones. Muy recientemente, ya en el siglo XX surgió el concepto de Zona Crítica Terrestre, que incumbe a las biocenosis, los suelos, el regolito, la zona no saturada y la zona saturada (aguas subterráneas), intentando llevar a cabo un estudio integrado y holístico de todos estos cuerpos cercanos a la superficie terrestre.   Hoy intentaremos ofreceros material para que entendáis sus similitudes y diferencias, ya que se trata de conceptos solapantes que, además, varían algo su significado en función de la disciplina científica que los traten.  Por lo tanto, intentaré ser lo más breve posible en esta entradilla para que a la postre luego podáis leer lo que se ha escrito acerca del tema y que me ha parecido de interés. De hecho, ya adelanto que, para mi sorpresa la Wikipedia española no atesora capítulos (al menos hasta octubre de 2017), ni sobre la zona vadosa, ni acerca de la zona crítica terrestre (de la que prácticamente no existe material en nuestro idioma, en contraste con la abundancia que disfruta esta enciclopedia libre en lengua anglosajona). También os mostraré enlaces con vistas a que entendáis conceptos relacionados como el de “napa” y regolito. Este post es por tanto meramente divulgativo.

 La Zona Vadosa (ZV) (o zona no saturada) da cuenta de los materiales y estructuras que acaecen entre la superficie terrestre emergida y las aguas subterráneas. En consecuencia incluye tanto a suelos como regolitos, como veréis abajo. Por su parte la Zona Critica Terrestre (ZCT) abarca la zona vadosa y las aguas subterráneas, teniendo un límite, siempre arbitrario, en las rocas subyacentes, cuando se encuentran poco alteradas por la vida. Por lo tanto, ZCT incluye ZV y Aguas subterráneas (¿en toda su profundidad?: es un tema aun no aclarado, al menos cuando esas aguas freáticas penetran hasta muchas decenas e incluso centenas de metros de profundidad). Suele utilizarse el concepto suelo para dar cuenta de la capa fértil de la tierra, mientras que regolito se usa para referirse al material que se ubica entre este y las aguas subterráneas. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, a veces, pueden aparecer capas de materiales encharcados, descolgados por encina de las aguas subterráneas, cuya acumulación de líquido puede deberse a ciertos procesos edafogenéticos (como la lixiviación y acumulación de abundante cantidad de arcilla a cierta profundidad) que no debe confundirse con las aguas freáticas o subterránea sensu stricto, e incluso en la acepción más amplia del término. Hablamos de las denominadas “napas o capas colgadas”.

 Estas capas que conforman la Zona Crítica terrestre, no suelen ser estáticas, ganando o perdiendo espesor, como si de un acordeón se tratase, en función de factores ambientales y antrópicos, en un breve plazo de tiempo (digamos que decenios). Por ejemplo, tras una prolongada sequía o la sobreexplotación de acuíferos, las aguas subterráneas descienden y, como corolario, el regolito y la zona vadosa se extienden en profundidad.  Lo contrario ocurriría tras periodos prolongados de lluvias intensas, entre otras razones.

 Y seguidamente os dejo ya material sobre estos conceptos con vistas a que vosotros extraigáis vuestras propias conclusiones. Eso sí al final del post os reproduzco una nota de prensa escrita en inglés en el cual el autor parece confundir casi todos los conceptos. ¡Menos mal! que se trata una noticia científica divulgada por  ScienceDaily). ¡Sin comentarios!.

 Juan José Ibáñez

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Formación de Regolitos y Suelos: La importancia de las fracturas de las rocas y la tectónica

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Relieves Graníticos. Fuente: Milagros de la Pedriza (Sierra de Guadarrama, Madrid, España)

 Ya os hemos ido narrando en varios post, como el material litológico que subyace a un suelo, y al que solemos denominar roca madre o material parental, no condicionan por si solas la formación del Perfíl edáfico, con independencia de las aportaciones de materiales superficiales, ya sean depositados por vía eólica o hídrica. Así, por ejemplo, una roca granítica alberga granos cohesionados por unas determinadas sustancias cementantes. Estas últimas pueden ofrecer resistencias muy dispares a la alteración biogeoquímica. Si resultan ser fácilmente meteorizables, la roca se disgregará físicamente con facilidad dando lugar a un espeso regolito, que a la postre resultará más fácil de sufrir una transformación por los agentes biogeoquímicos. Si por el contrario el cemento es muy resistente, el espesor del regolito y los suelos suprayacentes serán mucho más delgados. Siguiendo el ejemplo de una sierra granítica, no resulta nada extraño observar en el paisaje zonas más escarpadas y con suelos más someros que otras, en función de la composición de las mentadas sustancias cementantes de los granos.  

Del mismo modo, si el paisaje y los escarpes fisiográficos (o los taludes generados por el movimientos de rocas ocasionados en la construcción de carreteras u otras infraestructuras) aparecen con claridad,   tampoco resulta nada insólito observar como los procesos de alteración avanzan por la fractura de las rocas dejando enormes bloques intactos entre estas últimas.  Empero en muchos materiales litológicos de diversa composición ocurre lo mismo.  Y así, los espesores de suelos y regolitos ofrecen una gran variabilidad en función de estos factores, es decir tipos de cementantes y frecuencia/tamaño de las fracturas. En consecuencia, en regiones que sufren una intensa actividad tectónica, en los que la fracturación de las rocas es común, cabe esperar que la génesis de suelos y regolitos sea más rápida e intensa que en espacios geográficos estables. Nada nuevo bajo el sol, excepto que muchos edafólogos soslayan estas evidencias, fácilmente observables sobre el terreno, a la hora de explicar le génesis de los suelos y de los paisajes edáficos. Ya lo mostramos en varios post previos. En este entrega, por ejemplo, comentamos la escasa importancia que se le otorga a los suelos someros, como lo son Leptosoles y los Regosoles, y las razones de ello, entra las que ya hablamos de los aludidos cementos.

La noticia que os ofrecemos hoy, y que parte de un estudio previo de campo, avala lo anteriormente mentado, constatando que haciendo uso de dos técnicas geofísicas habituales, resulta factible predecir el espesor de suelos y regolitos, de toda la denominada zona crítica terrestre. Los autores del estudio que abajo os exponemos elaboraron sobre estas premisas un modelo numérico, testándolo en varios espacios geográficos sometidos a diferentes fuerzas tectónicas. Según ellos, el modelo demostró atesorar un buen poder predictivo. Se trata de un resultado que avala conocimientos previos sobre el terreno, empero que tiene el valor y utilidad “en potencia” para afinar más en estos temas de gran interés para la edafología, zona crítica terrestre, hidrología y en definitiva constituirse en otra herramienta con vistas a comprender mejor la estructura y dinámica de los sistemas superficiales terrestres y su relación con los ecosistemas que albergan. Os dejo pues con la nota de prensa. Eso si, somos de la opinión de que tal información debiera incluirse en la futura generación de mapas edafológicos, que en nada tiene que ver con la basura de deconstruccionista que  intentan vender aquellos que sin saber lo que es un suelo defienden las cartografías digitales de variables edáficas, bajo la pomposa denominación de digital soil mapping  

Juan José Ibáñez 

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Suelos y Nanopartículas: Un reto para el Futuro de la Ciencia del Suelo

Ya os hemos ido relatando en una serie de post (ver relación al final del presente) que el surgimiento de las nanociencias puede deparar muchas más sorpresas de las que pudieran pensarse en primera instancia. Y este es el caso también de las ciencias del suelo. El hecho de que se hable mucho más de sus aplicaciones (“nanotecnología”) que de los descubrimientos que afectan al conocimiento del mundo de lo pequeño (“nanocencia”), no es más que el lamentable resultado de esa falacia que impregna la ciencia contemporánea (¿y eso para que vale?), en la que se antepone lo aplicado a lo básico, cuando en realidad la racionalidad de la indagación investigadora suele funcionar al revés. Hace ya algún tiempo que redactamos el post titulado: “Propiedades de la Materia: Composición, Tamaño, Abundancia, Forma y Superficie“. En él os mostrábamos como en la naturaleza, la composición química de un material les confiere tan solo algunas de las propiedades de como actúa/interacciona/reacciona la materia. Empero todos los otros términos a que apelamos en aquél título resultan ser igualmente relevantes. Dado que lo pequeño resulta ser mucho más abundante que lo de mayor tamaño, a lo largo de varios órdenes de magnitud, conforme a una ley potencial (libre de escala) o una distribución exponencial, resulta palmario que la abundancia (número de partículas), volumen, superficie de contacto con el resto de los materiales (denomina superficie reactiva), diversidad, etc., aumenta según nos acercamos al precipicio de nuestro desconocimiento de lo que acaece en los universos canijos. Básicamente nuestros post precedentes versaban en los peligrosos vertidos de nanopartículas al medio ambiente (ver a bajo algunos nuevos comentarios). Este patrón es típico del suelo, en el que prolifera, justamente todo aquello que es invisible a nuestros aparatos sensoriales, tanto en el mundo inanimado como en todo relacionado con la abundancia y diversidad de la vida. Así por ejemplo, existen muchos más virus y virus-diversidad (virosfera), que la que se presenta en el mundo bacteriano, y de este último frente al universo de los diminutos animales invertebrados, y así sucesivamente. Lo mismo puede demostrarse que sucede en el ambiente abiótico de las partículas texturales que conforman la matriz del suelo (desde los escasos cantos, hasta la plétora de arcillas, muchas de las cuales entran ya en el ámbito de las nanociencias). Empero existen otras partículas aun más pequeñas. Pues bien, la nanociencia va demostrando que lo canijo atesora una mayor reactividad que lo grande, teniendo también una importancia nada despreciable su forma y rugosidad. ¿Como afecta pues el mundo nano a la estructura y dinámica de los suelos? Se trata de una pregunta por la que por fin comienzan a interesarse algunos expertos en edafología. No obstante, nuestros conocimientos no pueden aun responder a los grandes interrogantes que nos planeamos. Y en este contexto aparece la noticia que ha dado lugar al post de hoy: “El secreto del suelo lunar está en las nanopartículas”. La nota de prensa se me antoja interesante. Ahora bien, como los suelos terrestres también atesoran enormes cantidades de nanopartículas,  ¿hasta que punto no pododemos permitirnos sospechar que el secreto de los suelos terrestres se encuentra también en sus nanopartículas? Seguramente así suceda, por lo que debemos prepararnos para una nueva nanoedafología (término que ya aparece esporádicamente en la literatura científica). Una de las principales dificultades de tales indagaciones  estriba en que, al parecer, solo una pequeña fracción de estas nanopartículas aparecen como entes individuales (discretas), auto-ensamblándose por lo general en sustancias coloidales (sustancias húmicas, arcillas, óxidos, etc.) o recubriendo a otras mayores (microagregados o fracciones texturales mayores). Tales hechos, de ser ciertos, dificultan progresar en esta línea de investigación. Tengo la impresión que cuando profundicemos en el mundo de la nanociencia (no olvidemos a los virus tampoco), comenzaremos a entender mejor que es un suelo, así como se estructura, cual es su dinámica y como evoluciona.  Lo que personalmente me resulta desconcertante es tener que leer una noticia señenita, para percibir el enigmático potencial de lo nano. ¿Tenemos los expertos de las ciencias del suelo la cabeza en la Luna?. ¿Somos tan inertes como las gravas (léase la apertura de nuestras mentes a nuevas perspectivas del suelo)?. Sé que para muchos de nosotros todo lo “nano” nos pilla por sorpresa; se nos antoja ajeno. Ahora bien, “debo suponer” que lo mismo debió ocurrirles a nuestros predecesores con la microedafología (micromorfología) (micropedología) respecto a lo que se estudiaba por aquellos tiempos, a simple vista o con la ayuda de una lupa de campo. Sin embargo, actualmente, las consideramos imprescindibles, ¿o no?. Eso si, ¿como podemos comparar los suelos-regolitos marcianos con los terrestres, si al perecer desconocemos el rol de las nanopartículas de los últimos?

Juan José Ibáñez

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Nanopartículas de los suelos Lunares. Fuente: madhyamam.com

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