Limo

El limo es un material granular de tamaño intermedio entre la arena y la arcilla , compuesto principalmente por granos rotos de cuarzo . ^{[ 1 ]} El limo puede presentarse como suelo (a menudo mezclado con arena o arcilla) o como sedimento en suspensión con agua. Generalmente tiene una textura harinosa cuando está seco y carece de plasticidad cuando está húmedo. También se puede sentir con la lengua como granular al colocarlo sobre los dientes frontales (incluso cuando está mezclado con partículas de arcilla).

El limo es un material común que constituye el 45 % del lodo actual promedio . Se encuentra en numerosos deltas fluviales y como depósitos eólicos, especialmente en Asia central, el norte de China y América del Norte. Se produce tanto en climas muy cálidos (mediante procesos como la colisión de granos de cuarzo en tormentas de polvo ) como en climas muy fríos (mediante procesos como la erosión glacial de los granos de cuarzo).

El loess es un suelo rico en limo, que constituye algunas de las tierras agrícolas más fértiles del planeta. Sin embargo, el limo es muy vulnerable a la erosión y posee propiedades mecánicas deficientes, lo que dificulta la construcción sobre este tipo de suelo. El colapso de la presa de Teton en 1976 se atribuyó al uso de loess inadecuado en su núcleo, y la licuefacción del suelo limoso representa un importante riesgo sísmico. El limo transportado por el viento y el agua constituye una importante fuente de contaminación ambiental, a menudo agravada por malas prácticas agrícolas.

El limo es detrito (fragmentos de roca erosionada y desgastada ) con propiedades intermedias entre la arena y la arcilla . Una definición más precisa de limo utilizada por los geólogos es que son partículas detríticas con tamaños entre 1/256 y 1/16  mm (aproximadamente de 4 a 63 micras). ^{[ 2 ]} Esto corresponde a partículas entre 8 y 4 unidades phi en la escala phi de Krumbein . ^{[ 3 ] [ 4 ]} Otros geólogos definen el limo como partículas detríticas entre 2 y 63 micras o de 9 a 4 unidades phi. ^{[ 5 ]} Una tercera definición es que el limo es material detrítico de grano fino compuesto de cuarzo en lugar de minerales arcillosos . ^{[ 6 ]} Dado que la mayoría de las partículas de minerales arcillosos son menores de 2 micras, ^{[ 7 ]} mientras que la mayoría de las partículas detríticas entre 2 y 63 micras de tamaño están compuestas de granos de cuarzo rotos, existe una buena concordancia entre estas definiciones en la práctica. ^{[ 5 ]}

El límite superior de tamaño de 1/16  mm o 63 micras corresponde a las partículas más pequeñas que se pueden discernir a simple vista. ^{[ 8 ]} También corresponde a una brecha de Tanner en la distribución de tamaños de partículas en sedimentos : las partículas de entre 120 y 30 micras son escasas en la mayoría de los sedimentos, lo que sugiere que la distinción entre arena y limo tiene significado físico. ^{[ 5 ]} Como se mencionó anteriormente, el límite inferior de 2 a 4 micras corresponde a la transición de partículas que son predominantemente granos de cuarzo rotos a partículas que son predominantemente partículas de minerales arcillosos. ^{[ 5 ]}

Assallay y sus co-investigadores dividen además el limo en tres rangos de tamaño: C (2–5 micras), que representa arcillas posglaciales y polvo del desierto; D1 (20–30 micras) que representa el loess "tradicional" ; y D2 (60 micras) que representa el loess norteafricano muy grueso. ^{[ 5 ]}

El limo se puede distinguir de la arcilla en el campo por su falta de plasticidad o cohesión y por el tamaño de sus granos. Los granos de limo son lo suficientemente grandes como para darle al limo una sensación áspera, ^{[ 7 ]} particularmente si se coloca una muestra entre los dientes. Las partículas del tamaño de la arcilla se sienten suaves entre los dientes. ^{[ 9 ]} Las proporciones de limo grueso y fino en una muestra de sedimento se determinan con mayor precisión en el laboratorio utilizando el método de la pipeta, que se basa en la velocidad de sedimentación mediante la ley de Stokes y proporciona la distribución del tamaño de partícula correspondiente. ^{[ 10 ]} La composición mineral de las partículas de limo se puede determinar con un microscopio petrográfico para tamaños de grano tan pequeños como 10 micras. ^{[ 11 ]}

El limo vadoso son cristales de calcita del tamaño del limo que se encuentran en los espacios porosos y las cavidades de la piedra caliza . Este se deposita a medida que el sedimento es transportado a través de la zona vadosa y se acumula en el espacio poroso. ^{[ 12 ]}

El limo es un material muy común, y se estima que existen mil billones de billones (10³³ ⁾ de granos de limo en todo el mundo. El limo abunda en depósitos eólicos y aluviales , incluidos los deltas de los ríos , como los del Nilo y el Níger . Bangladesh se asienta principalmente sobre depósitos de limo del delta del Ganges . El limo también abunda en el norte de China, Asia central y América del Norte. ^{[ 5 ]} Sin embargo, el limo es relativamente poco común en las regiones tropicales del mundo. ^{[ 16 ]}

El limo se encuentra comúnmente en suspensión en el agua de los ríos y constituye más del 0,2 % de la arena fluvial. Es abundante en la matriz entre los granos de arena más grandes de las grauvacas . El lodo moderno tiene un contenido promedio de limo del 45 %. ^{[ 17 ]} El limo se encuentra a menudo en la roca de lutita como láminas delgadas , como grumos o disperso por toda la roca. Las láminas sugieren una deposición en una corriente débil que separa el limo de la arcilla, mientras que los grumos sugieren un origen como gránulos fecales . Cuando el limo está disperso por toda la roca de lutita, es probable que se haya depositado mediante procesos rápidos, como la floculación . ^{[ 18 ]} La roca sedimentaria compuesta principalmente de limo se conoce como limolita . ^{[ 19 ]}

El limo es común en todo el registro geológico , pero parece ser particularmente frecuente en las formaciones del Cuaternario . Esto puede deberse a que la deposición de limo se ve favorecida por la glaciación y las condiciones árticas características del Cuaternario. ^{[ 5 ]} El limo a veces se conoce como harina de roca o harina de glaciar , especialmente cuando es producido por la acción glaciar. ^{[ 20 ]} El limo suspendido en el agua que drena de los glaciares a veces se conoce como leche de roca o leche de luna . ^{[ 21 ]}

Una explicación sencilla para la formación de limo es que se trata de una continuación directa, a menor escala, de la desintegración de la roca en grava y arena. ^{[ 22 ]} Sin embargo, la presencia de una brecha de Tanner entre arena y limo (una escasez de partículas con tamaños entre 30 y 120 micras) sugiere que diferentes procesos físicos producen arena y limo. ^{[ 23 ]} Los mecanismos de formación de limo se han estudiado extensamente en el laboratorio ^{[ 24 ]} y se han comparado con observaciones de campo. Estas muestran que la formación de limo requiere procesos de alta energía que actúan durante largos períodos de tiempo, pero dichos procesos están presentes en diversos entornos geológicos. ^{[ 5 ]}

Los granos de limo de cuarzo suelen tener una forma laminar o de hoja. ^{[ 25 ]} Esto puede ser característico de cómo se erosionan los granos más grandes, o reflejar la forma de los pequeños granos de cuarzo en la roca metamórfica foliada , o surgir del crecimiento autigénico de granos de cuarzo paralelos a la estratificación en la roca sedimentaria . ^{[ 26 ]} Teóricamente, las partículas formadas por fractura aleatoria de un material isotrópico, como el cuarzo, tienden naturalmente a tener forma de hoja. ^{[ 27 ]} El tamaño de los granos de limo producidos por abrasión o rotura de granos más grandes puede reflejar defectos en la estructura cristalina del cuarzo, conocidos como defectos de Moss. ^{[ 28 ]} Estos defectos se producen por la deformación tectónica de la roca madre y también surgen de la transición de alta a baja temperatura del cuarzo: el cuarzo experimenta una fuerte disminución de volumen cuando se enfría por debajo de una temperatura de aproximadamente 573 °C (1063 °F) , ^{[ 29 ]} lo que crea tensión y defectos cristalinos en los granos de cuarzo en un cuerpo de granito en enfriamiento. ^{[ 30 ]}  

Los mecanismos de producción de limo incluyen: ^{[ 5 ]}

• Erosión de granos inicialmente del tamaño de limo procedentes de rocas metamórficas de bajo grado.
• Producción de granos del tamaño del limo a partir de la fractura de granos más grandes durante la meteorización inicial de la roca y la formación del suelo , ^{[ 31 ]} a través de procesos como la fragmentación por congelación ^{[ 32 ]} y la haloclastia . ^{[ 33 ]} Esto produce partículas de limo cuyo tamaño de 10 a 30 micras está determinado por defectos de Moss. ^{[ 5 ]}
• Producción de granos del tamaño del limo a partir del impacto entre granos durante el transporte de sedimentos más gruesos.
• Formación de cuarzo autigénico durante la meteorización hasta convertirse en arcilla.
• Cristalización de los caparazones de organismos silíceos depositados en lutitas.

Los experimentos de laboratorio han arrojado resultados contradictorios respecto a la eficacia de diversos mecanismos de producción de limo. Esto puede deberse al uso de cuarzo de vetas o pegmatitas en algunos experimentos. Ambos materiales se forman en condiciones que favorecen un crecimiento cristalino ideal y pueden carecer de los defectos de Moss presentes en los granos de cuarzo de los granitos. Por lo tanto, la producción de limo a partir de cuarzo de vetas es muy difícil mediante cualquier mecanismo, mientras que la producción de limo a partir de cuarzo granítico se produce fácilmente mediante diversos mecanismos. ^{[ 5 ]} Sin embargo, el proceso principal probablemente sea la abrasión por transporte, incluyendo la conminución fluvial , la atrición eólica y la molienda glacial . ^{[ 24 ]}

Debido a que los depósitos de limo (como el loess , un suelo compuesto principalmente de limo ^{[ 34 ]} ) parecen estar asociados con regiones glaciares o montañosas en Asia y América del Norte, se ha hecho mucho hincapié en la erosión glaciar como fuente de limo. Se ha identificado a Asia Central como un importante generador de limo, que se acumuló para formar los suelos fértiles del norte de la India y Bangladesh, y el loess de Asia Central y el norte de China. ^{[ 5 ]} Durante mucho tiempo se pensó que el loess estaba ausente o era escaso en desiertos sin montañas cercanas (Sahara, Australia). ^{[ 35 ]} Sin embargo, experimentos de laboratorio muestran que los procesos eólicos y fluviales pueden ser bastante eficientes en la producción de limo, ^{[ 24 ]} al igual que la meteorización en climas tropicales. ^{[ 36 ]} El limo parece producirse en grandes cantidades en tormentas de polvo, y los depósitos de limo encontrados en Israel, Túnez, Nigeria y Arabia Saudita no pueden atribuirse a la glaciación. Además, las áreas de origen desérticas en Asia pueden ser más importantes para la formación de loess de lo que se pensaba anteriormente. Parte del problema puede ser la confusión entre altas tasas de producción y ambientes propicios para la deposición y preservación, lo que favorece más a los climas glaciares que a los desérticos. ^{[ 37 ]}

El loess asociado a la glaciación y la meteorización en frío puede distinguirse del loess asociado a regiones cálidas por la distribución del tamaño de las partículas. El loess glacial tiene un tamaño típico de partícula de aproximadamente 25 micras. El loess desértico contiene partículas de mayor o menor tamaño, y el limo fino producido en tormentas de polvo y la fracción de limo grueso posiblemente representen la cola de partículas finas de la producción de arena. ^{[ 5 ]}

El loess subyace a algunas de las tierras agrícolas más productivas del mundo. Sin embargo, es muy susceptible a la erosión. ^{[ 5 ]} Las partículas de cuarzo en el limo no proporcionan nutrientes por sí mismas, pero promueven una excelente estructura del suelo , y las partículas de otros minerales del tamaño del limo, presentes en menor cantidad, proporcionan los nutrientes necesarios. ^{[ 16 ]} El limo, depositado por las inundaciones anuales a lo largo del río Nilo , creó el suelo rico y fértil que sustentó la civilización del Antiguo Egipto . El cierre de la Presa Alta de Asuán ha cortado esta fuente de limo, y la fertilidad del delta del Nilo se está deteriorando. ^{[ 38 ]}

El loess tiende a perder resistencia al humedecerse, lo que puede provocar fallas en los cimientos de los edificios. ^{[ 5 ]} El material limoso tiene una estructura abierta que colapsa al mojarse. ^{[ 39 ]} La arcilla viva (una combinación de partículas muy finas de limo y arcilla provenientes de la erosión glacial) representa un desafío particular para la ingeniería civil . ^{[ 40 ]}

El fallo de la presa de Teton se ha atribuido al uso de loess procedente de la llanura aluvial del río Snake en el núcleo de la presa. ^{[ 41 ]} El loess carece de la plasticidad necesaria para su uso en el núcleo de una presa, pero sus propiedades eran poco conocidas, incluso por la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos , con su vasta experiencia en la construcción de presas de tierra . ^{[ 5 ]}

El limo es susceptible a la licuefacción durante terremotos fuertes debido a su falta de plasticidad. Esto ha generado preocupación sobre el potencial de daños sísmicos en el suelo limoso del centro de Estados Unidos en caso de un gran terremoto en la Zona Sísmica de Nuevo Madrid . ^{[ 42 ] [ 43 ]}

El limo se transporta fácilmente en el agua ^{[ 44 ]} y es lo suficientemente fino como para ser llevado a largas distancias por el aire en forma de polvo . ^{[ 45 ]} Mientras que las partículas de limo más gruesas (60 micras) se depositan en un metro de agua estancada en solo cinco minutos, los granos de limo más finos (2 micras) pueden tardar varios días en depositarse en agua estancada. ^{[ 46 ]} Cuando el limo aparece como contaminante en el agua, el fenómeno se conoce como sedimentación . ^{[ 47 ]}

El limo depositado por el río Misisipi a lo largo del  siglo XX ha disminuido debido a un sistema de diques , lo que ha contribuido a la desaparición de humedales protectores e islas barrera en la región del delta que rodea Nueva Orleans . ^{[ 48 ]}

En el sureste de Bangladesh, en el distrito de Noakhali , se construyeron diques transversales en la década de 1960, lo que provocó que el limo comenzara a formar gradualmente nuevas tierras llamadas "chars". El distrito de Noakhali ha ganado más de 73 kilómetros cuadrados (28 millas cuadradas ) de tierra en los últimos 50 años. Con financiación neerlandesa, el gobierno de Bangladesh comenzó a ayudar a desarrollar los chars más antiguos a finales de la década de 1970, y desde entonces el esfuerzo se ha convertido en una operación interinstitucional que construye carreteras, alcantarillas , terraplenes, refugios contra ciclones, letrinas y estanques, además de distribuir tierras a los colonos. Para el otoño de 2010, el programa habrá asignado unos 100 kilómetros cuadrados (20 000 acres) a 21 000 familias. ^{[ 49 ]}    

Una fuente principal de sedimentos en los ríos urbanos es la alteración del suelo por la actividad de construcción. ^{[ 50 ]} Una fuente principal en los ríos rurales es la erosión por el arado de campos agrícolas, ^{[ 51 ]} la tala rasa o el tratamiento de tala y quema de bosques . ^{[ 52 ]}

El fértil limo negro de las riberas del río Nilo es un símbolo de renacimiento, asociado con el dios egipcio Anubis . ^{[ 53 ] [ 54 ]}

• Aleurita
• Control de la erosión
• contaminación de fuentes difusas
• Control de sedimentos
• Valla de sedimentación