Articulo de referencia

Caliche

Caliche fossil forest on San Miguel Island , California Caliche ( / k ə ˈ l iː tʃ iː / ) is a soil accumulation of soluble calcium carbonate at depth, where it precipitates and ...

Caliche fossil forest on San Miguel Island, California

Caliche (/kəˈl/) is a soil accumulation of soluble calcium carbonate at depth, where it precipitates and binds other materials—such as gravel, sand, clay, and silt. It occurs worldwide, in aridisol and mollisol soil orders—generally in arid or semiarid regions, including in central and western Australia, in the Kalahari Desert, in the High Plains of the western United States, in the Sonoran Desert, Chihuahuan Desert and Mojave Desert of North America, and in eastern Saudi Arabia at Al-Hasa. Caliche is also known as calcrete, or kankar (in India and the United States). It belongs to the duricrusts. The term caliche is borrowed from Spanish and is originally from the Latin word calx, meaning lime.[1]

Caliche is generally light-colored but can range from white to light pink to reddish-brown, depending on the minerals present. Caliche is a mark of older landscapes. It generally occurs on or very near the surface. Where caliche layers originate at some depth from the soil surface, intact landscapes and buried landscapes are more likely than eroded surfaces to have caliche well below the soil surface. Layers vary from a few inches to feet thick, and multiple layers can exist in a single location. The caliche layer in a soil profile is sometimes called a K horizon.[2][3]

In northern Chile and Peru, caliche also refers to mineral deposits that include nitrate salts.[4][5] Caliche can also refer to various claylike deposits in Mexico and Colombia. In addition, it has been used to describe some forms of quartzite, bauxite, kaolinite, laterite, chalcedony, opal, and soda niter.

Un material similar, compuesto de sulfato de calcio en lugar de carbonato de calcio , se denomina costra de yeso .

Formación

La caliche se forma donde la precipitación anual es inferior a 65 centímetros (26 pulgadas) por año y la temperatura media anual supera los 5 °C (41 °F) . Las lluvias más intensas lixivian completamente el exceso de calcio del suelo, mientras que en climas muy áridos, la lluvia es insuficiente para lixiviar el calcio y solo se forman finas capas superficiales de calcita . Las raíces de las plantas desempeñan un papel importante en la formación de la caliche, al liberar grandes cantidades de dióxido de carbono en el horizonte A del suelo. Los niveles de dióxido de carbono en este horizonte pueden superar 15 veces los valores atmosféricos normales. Esto permite que el carbonato de calcio se disuelva como bicarbonato . Donde la lluvia es suficiente pero no excesiva, el bicarbonato de calcio se transporta hacia abajo hasta el horizonte B. Aquí hay menos actividad biológica, el nivel de dióxido de carbono es mucho menor y el bicarbonato se convierte en carbonato insoluble. Se acumula una mezcla de carbonato de calcio y partículas de arcilla, formando primero granos, luego pequeños grumos, después una capa discernible y, finalmente, un lecho sólido más grueso. [ 6 ]   

Sin embargo, la caliche también se forma de otras maneras. Puede formarse cuando el agua asciende por capilaridad . En una región árida, el agua de lluvia se filtra rápidamente en el suelo. Posteriormente, a medida que la superficie se seca, el agua subterránea asciende, arrastrando minerales disueltos de las capas inferiores. Estos precipitan al evaporarse el agua y perderse dióxido de carbono. Este movimiento del agua forma una caliche cercana a la superficie. [ 7 ] La caliche también puede formarse en afloramientos de rocas porosas o en fisuras rocosas donde el agua queda atrapada y se evapora. [ 8 ] En general, la deposición de caliche es un proceso lento que requiere varios miles de años. [ 3 ]

La profundidad de la capa de caliche es sensible a la precipitación media anual. Cuando la precipitación ronda los 35 centímetros (14 pulgadas) al año, la capa de caliche tendrá una profundidad de tan solo 25 centímetros (9,8 pulgadas) . Cuando la precipitación ronda los 75 centímetros (30 pulgadas) al año, la capa de caliche tendrá una profundidad de unos 125 centímetros (49 pulgadas) . La capa de caliche desaparece por completo en climas templados si la precipitación anual supera los 100 centímetros (39 pulgadas) . [ 9 ]     

La fuente del calcio en la caliche puede ser la roca madre subyacente, pero la caliche puede formarse incluso sobre roca madre que no es rica en calcio. Esto se atribuye al calcio transportado por el polvo eólico . [ 10 ] [ 11 ]

Ejemplos de sucesos naturales

Caliche  — roca sedimentaria, Ridgecrest, condado de Kern, California
Los escombros de hormigón calcáreo se utilizaron ampliamente en la construcción de edificios en Australia Meridional durante el siglo XIX.

Si bien la formación de otros caliches se comprende relativamente bien, el origen del caliche chileno no se conoce con claridad. Una posibilidad es que los depósitos se formaran cuando un mar interior prehistórico se evaporó. Otra teoría plantea que se depositó debido a la erosión de los Andes .

Uno de los depósitos de calcreta más grandes del mundo se encuentra en las salinas de Makgadikgadi en Botsuana , donde las calcretas superficiales aparecen en el lugar de un lago prehistórico ahora desecado. [ 12 ]

La caliche altamente endurecida se conoce como calcreta y da lugar a formas del relieve características en ambientes áridos. La calcreta se encuentra en todo el registro geológico, constituyendo un registro del clima pasado. Algunos ejemplos son las calcretas del Misisípico en el sur de Gales y la capa de roca de cobertura del Plioceno al Pleistoceno del Llano Estacado de Texas , EE. UU., y la Mesa Mormon , Nevada , EE. UU. [ 10 ]

Los caliches pueden almacenar cantidades significativas de carbono, lo que los hace importantes para el ciclo global del carbono . [ 13 ]

En entornos geológicos jurásicos, el caliche suele ser un indicador de clima cálido con una estacionalidad húmeda-seca bien marcada [ 14 ] que podría indicar monzones estacionales.

Usos económicos

Aplicaciones de construcción

La caliche se utiliza en la construcción en todo el mundo. Sus reservas en el Llano Estacado, Texas , pueden utilizarse en la fabricación de cemento Portland ; la caliche cumple con los requisitos de composición química y se ha utilizado como materia prima principal en la producción de cemento Portland. [ 15 ]

Un terraplén de caliche rodea un estanque en el centro de Texas.

La Gran Casa del Monumento Nacional de las Ruinas de Casa Grande , Arizona , EE. UU., fue construida con muros de caliche. [ 16 ] El caliche también se utilizó en los morteros empleados en los edificios mayas de la Península de Yucatán , México . [ 17 ] Un dormitorio en Ingram, Texas , y un edificio de demostración en Carrizo Springs, Texas , para el Departamento de Energía de los Estados Unidos, también fueron construidos con caliche como parte de estudios del Centro para Sistemas de Construcción de Máximo Potencial. [ 18 ]

En muchas zonas, la caliche también se utiliza para la construcción de carreteras, ya sea como material de revestimiento o, más comúnmente, como material de base. Es uno de los materiales de construcción de carreteras más comunes en el sur de África . La caliche se utiliza ampliamente como material de base cuando está disponible localmente y es barata. Sin embargo, no resiste la humedad (lluvia) y nunca se utiliza si se dispone de un material de base de roca dura, como la piedra caliza. [ 19 ]

Refinación de azúcar

Para refinar el azúcar se necesita una fuente de carbonato de calcio casi pura . Debe contener al menos un 95 % de carbonato de calcio (CaCO₃ ) y tener un bajo contenido de magnesio. Además, el material debe cumplir ciertos requisitos físicos para que no se degrade al quemarse. Si bien la caliche generalmente no cumple con todos los requisitos para la refinación del azúcar, se utiliza en zonas donde no hay otra fuente de carbonato de calcio, como la piedra caliza. Aunque la caliche requiere un proceso de beneficio para cumplir con los requisitos, su uso puede resultar significativamente más económico que el transporte de piedra caliza. [ 20 ]

caliche chileno

En el desierto de Atacama , al norte de Chile , se encuentran vastos depósitos de una mezcla, también conocida como caliche , compuesta de yeso , cloruro de sodio y otras sales, y arena, asociada al salitre ("salitre chileno"). El salitre , a su vez, es un compuesto de nitrato de sodio (NaNO₃ ) y nitrato de potasio (KNO₃ ) . El salitre fue una importante fuente de ingresos por exportaciones para Chile hasta principios de la década de 1930, cuando Europa comenzó a producir ambos nitratos industrialmente en grandes cantidades. [ 21 ]

Los depósitos contienen un promedio de 7,5 % de nitrato de sodio, así como sulfato de sodio (18,87 %), cloruro de sodio (4,8 %) y cantidades menores de potasio, calcio, magnesio, borato , yodo y perclorato . Aproximadamente dos tercios de los depósitos son minerales de ganga insolubles . Las capas de caliche tienen  un espesor de 2 cm a varios metros en los depósitos aluviales, donde los minerales solubles forman un cemento en el regolito no consolidado . También se encuentra caliche con nitrato impregnando la roca madre para formar depósitos de roca madre. [ 21 ]

El caliche es el principal mineral de yodo en Chile, y el país es el principal productor mundial de este elemento, además de albergar más de la mitad de las reservas mundiales de yodo. [ 22 ] [ 23 ] SQM es el principal productor de yodo de Chile. [ 22 ] El yodo en SQM se extrae del mineral de caliche, pero también requiere azufre , nitrato de amonio , ácido sulfúrico , queroseno, agua, electricidad y combustible fósil, principalmente diésel. [ 22 ]

Caliche y agricultura

La agricultura puede no ser compatible con la caliche. Primero, una capa impermeable de caliche impide que el agua drene correctamente, lo que puede impedir que las raíces obtengan suficiente oxígeno y potencialmente causar la acumulación de sales en el suelo y convertirlo en básico . El suelo básico, junto con el carbonato de calcio de la caliche, puede impedir que las plantas obtengan suficientes nutrientes, especialmente hierro . Una deficiencia de hierro hace que las hojas más jóvenes se pongan amarillas. La saturación del suelo sobre el lecho de caliche durante los períodos húmedos puede empeorar la condición. [ 24 ] Segundo, la naturaleza impermeable de los lechos de caliche perjudica las raíces de las plantas, limitando el acceso a nutrientes, agua y un anclaje adecuado. Tercero, la dureza de la caliche también puede hacer que la excavación para proyectos de irrigación como canales sea más difícil.

Véase también

Referencias

  1. Breazeale, JF; Smith, HV (15 de abril de 1930). "Caliche en Arizona". Boletín de la Estación Experimental Agrícola . 131. Universidad de Arizona: 419.
  2. Gile, LH; Peterson, FF; Grossman, RB (febrero de 1965). "El horizonte K". Soil Science . 99 (2): 74– 82. Bibcode : 1965SoilS..99...74G . doi : 10.1097/00010694-196502000-00002 . S2CID 129247211 . 
  3. 1 2 Allaby, Michael, ed. (2013). «Caliche». Diccionario de geología y ciencias de la tierra (Cuarta ed.). Oxford: Oxford University Press. ISBN  9780199653065.
  4. ^ Chong et al. 2007, pág. 211.
  5. Un invento de lo más condenable: Dinamita, nitratos y la creación del mundo moderno, Stephen R. Bown, Macmillan, 2005, ISBN 0-312-32913-X, pág. 157.
  6. Blatt, Harvey; Middleton, Gerard; Murray, Raymond (1980). Origen de las rocas sedimentarias (2.ª ed.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. págs. 273–275 . ISBN   0136427103.
  7. Blatt, Middleton y Murray 1980 , págs. 274–275.
  8. Breazeale y Smith 1930 , págs. 420, 428–429.
  9. Blatt, Middleton y Murray 1980 , pág. 274.
  10. ^ Schlesinger, William H. (enero de 1985) . "La formación de caliche en suelos del desierto de Mojave, California". Geochimica et Cosmochimica Acta . 49 (1): 57– 66. Código Bib : 1985GeCoA..49...57S . doi : 10.1016/0016-7037(85)90191-7 .
  11. Valera Fernández, Daisy; Solleiro Rebolledo, Elizabeth; Sedov, Sergey; Pustovoitov, Konstantin (abril de 2022). "Procedencia y contexto ambiental de la formación de carbonatos pedogénicos desde MIS 3 hasta MIS 1 en el Valle de Teotihuacán, México". Quaternary International . 618 : 52–69 . Bibcode : 2022QuInt.618...52V . doi : 10.1016/j.quaint.2021.03.019 . S2CID 233857091 . 
  12. ^ C. Michael Hogan (2008) Makgadikgadi , El portal megalítico, ed. A. Burnham
  13. Schlesinger, William H. (abril de 1982). "Almacenamiento de carbono en la caliche de suelos áridos" . Soil Science . 133 (4): 247– 255. Bibcode : 1982SoilS.133..247S . doi : 10.1097/00010694-198204000-00008 . S2CID 97632160. Consultado el 25 de marzo de 2022 . 
  14. ^ Mateus, O.; Dinis, J.; Cunha, PP (28 de septiembre de 2017). "La Formación Lourinhã: del Jurásico Superior al Cretácico Inferior de la Cuenca Lusitana, Portugal - paisajes por donde caminaron los dinosaurios" . Ciências da Terra / Revista de Ciencias de la Tierra . 19 (1): 75– 97. doi : 10.21695/cterra/esj.v19i1.355 . hdl : 10316/79879 . ISSN 2183-4431 . 
  15. Reeves, CC Jr.; Suggs, JD (1964). "Caliche del centro y sur del Llano Estacado, Texas" . Journal of Sedimentary Research . 34 (3): 669– 672. Bibcode : 1964JSedR..34..669R . doi : 10.1306/74D71131-2B21-11D7-8648000102C1865D . Consultado el 25 de marzo de 2022 .
  16. Matero, Frank (enero de 1999). "Lecciones de la Gran Casa: Historial de condición y tratamiento como prólogo a la conservación y gestión del sitio en el Monumento Nacional de las Ruinas de Casa Grande" . Conservación y Gestión de Sitios Arqueológicos . 3 (4): 203– 224. doi : 10.1179/135050399793138482 .
  17. Straulino Mainou, Luisa; Sedov, Sergey; Soler Arechalde, Ana; Pi Puig, Teresa; Villa, Gerardo; Balanzario Granados, Sandra; Doménech-Carbó, María-Teresa; Osete-Cortina, Laura; Leonard, Daniel (4 de noviembre de 2016). "Morteros de cal maya: relación entre datación arqueomagnética, técnica de fabricación y función arquitectónica: el caso Dzibanché" . Geociencias . 6 (4): 49. Bibcode : 2016Geosc...6...49S . doi : 10.3390/geociencias6040049 . hdl : 10251/99948 .
  18. Fisk, Pliny (2021). «Diseño biorregional: La ciencia del diseño del futuro». En Neuman, M.; Zonneveld, W. (eds.). Manual Routledge de diseño regional . Abingdon. ISBN 9781000366549.{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
  19. Netterberg, F. (enero de 1982). «Propiedades geotécnicas y comportamiento de las calcretas en el sur y suroeste de África» . En Demars, KR (ed.). Propiedades geotécnicas, comportamiento y rendimiento de los suelos calcáreos . West Conshohocken: Sociedad Americana para Pruebas y Materiales. ISBN 9780803107878Consultado el 26 de marzo de 2022 .
  20. Velmayil, Perumal; Venu, Udayanapillai Alagaiah (junio de 2019). "Micromorfología y geoquímica de elementos mayores de calcretas en la sección de la mina Thoppukulam, región de Sathankulam, sur de Tamil Nadu, India: implicaciones en el ambiente deposicional". Arabian Journal of Geosciences . 12 (12): 385. Bibcode : 2019ArJG...12..385V . doi : 10.1007/s12517-019-4544-4 . S2CID 195225634 . 
  21. 1 2 Wisniak, Jaime; Garces, Ingrid (septiembre de 2001). "El auge y la caída de la industria del sallitre (nitrato de sodio)" (PDF) . Indian Journal of Chemical Technology . 8 : 427–438 . Recuperado el 26 de marzo de 2022 .
  22. 1 2 3 Roche, Lindsey; Muhl, Marco; Finkbeiner, Matthias (2023). "Evaluación del ciclo de vida de la cuna a la puerta de la producción de yodo a partir de mineral de caliche en Chile" (PDF) . The International Journal of Life Cycle Assessment . 28 (9): 1132– 1141. Bibcode : 2023IJLCA..28.1132R . doi : 10.1007/s11367-023-02200-x .
  23. Estadísticas de producción de yodo del USGS
  24. Kelly, Jack; Walworth, Jim (marzo de 2002). "Manejo de caliche en el patio" (PDF) . Extensión Cooperativa, Universidad de Arizona . Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, Universidad de Arizona . Recuperado el 26 de marzo de 2022 .

Lecturas adicionales

  • Chong Díaz, Guillermo ; Gajardo Cubillos, Aníbal; Hartley, Adrián J.; Moreno, Teresa (2006). "7. Minerales y rocas industriales". En Moreno, Teresa; Gibbons, Wes (eds.). Geología de Chile . Sociedad Geológica de Londres. págs. 21 a 114. ISBN  9781862392199.
  • Price, William Armstrong. "El problema de Reynosa en el sur de Texas y el origen de la caliche". Boletín de la Asociación Americana de Geólogos del Petróleo 17.5 (1933): 488–522.
  • Reeves, CC Jr. y JD Suggs. "Caliche del Llano Estacado Central y Sur, Texas: Notas". Journal of Sedimentary Petrology 34.3 (1964): 669–672.
  • Reeves, CC Jr. Caliche: Origen, clasificación, morfología y usos . Lubbock, Texas: Estacado Books, 1976.
  • Conquistando el caliche del patio de casa
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