procesos de sedimentación fluvial

En geografía y geología , los procesos de sedimentación fluvial o el transporte de sedimentos fluviales se asocian con ríos y arroyos y los depósitos y formas del relieve creados por los sedimentos . Puede resultar en la formación de rizaduras y dunas , en patrones de erosión con forma fractal , en patrones complejos de sistemas fluviales naturales y en el desarrollo de llanuras aluviales y la ocurrencia de crecidas repentinas . El sedimento movido por el agua puede ser más grande que el sedimento movido por el aire porque el agua tiene una mayor densidad y viscosidad . En los ríos típicos, el sedimento transportado más grande es de arena y grava , pero las crecidas más grandes pueden transportar cantos rodados e incluso rocas . Cuando el arroyo o río está asociado con glaciares , capas de hielo o casquetes polares , se utiliza el término glaciofluvial o fluvioglaciar , como en flujos periglaciares e inundaciones de desbordamiento de lagos glaciares . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Los procesos de sedimentación fluvial incluyen el movimiento de sedimentos y la erosión o deposición en el lecho del río . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Principios

El río White recibe ese nombre debido a la arcilla que recoge en las Badlands de Dakota del Sur. Allí desemboca en el río Missouri y lo tiñe de arcilla.

El movimiento del agua a través del lecho del río ejerce una tensión cortante directamente sobre este. Si la cohesión del sustrato es menor que la tensión cortante ejercida, o si el lecho está compuesto de sedimentos sueltos que pueden movilizarse por dichas tensiones, entonces el lecho se hundirá simplemente por el flujo de agua clara. Además, si el río transporta cantidades significativas de sedimentos , este material puede actuar como herramientas que intensifican el desgaste del lecho ( abrasión ). Al mismo tiempo, los fragmentos se desgastan, volviéndose más pequeños y redondeados ( atrición ).

Los sedimentos en los ríos se transportan como carga de fondo (los fragmentos más gruesos que se mueven cerca del lecho) o carga en suspensión (fragmentos más finos arrastrados por el agua). También existe un componente transportado como material disuelto.

Para cada tamaño de grano, existe una velocidad de flujo específica a la que los granos comienzan a moverse, denominada velocidad de arrastre . Sin embargo, los granos continuarán siendo transportados incluso si la velocidad cae por debajo de la velocidad de arrastre, debido a la reducción (o eliminación) de la fricción entre los granos y el lecho del río. Finalmente, la velocidad disminuirá lo suficiente como para que los granos se depositen. Esto se ilustra mediante la curva de Hjulström .

Un río recoge y deposita continuamente partículas sólidas de roca y tierra de su lecho a lo largo de todo su recorrido. Donde la corriente es rápida, se recogen más partículas de las que se depositan. Donde la corriente es lenta, se depositan más partículas de las que se recogen. Las zonas donde se depositan más partículas se denominan llanuras aluviales o de inundación, y las partículas depositadas se denominan aluvión .

Incluso los arroyos pequeños forman depósitos aluviales, pero es en las llanuras aluviales y los deltas de los grandes ríos donde se encuentran los depósitos aluviales más grandes y geológicamente significativos.

La cantidad de materia que transporta un río grande es enorme. Se ha estimado que el río Misisipi transporta anualmente 406 millones de toneladas de sedimento al mar, ^{[ 5 ]} el río Amarillo 796 millones de toneladas y el río Po en Italia 67 millones de toneladas. ^{[ 6 ]} Los nombres de muchos ríos derivan del color que la materia transportada le da al agua. Por ejemplo, el río Amarillo (Huang He) en China recibe su nombre del tono del sedimento que transporta, ^{[ 7 ]} y el Nilo Blanco recibe su nombre de la arcilla que transporta.

Tipos

Los principales tipos de procesos fluviales son:

Modelo de Bradshaw : modelo geográfico de las características de los ríos.
Corrosión : Destrucción gradual de los materiales por reacción química con su entorno (solución).
Erosión : Procesos naturales que eliminan el suelo y las rocas.
- Excavación vertical : proceso de profundización del cauce de un arroyo mediante la erosión del material del fondo.
Saltación (geología) – Transporte de partículas por fluidos
Suspensión (química) – Mezcla heterogénea de partículas sólidas dispersas en un medio

Transporte: El movimiento de sedimentos río abajo a través de la carga de fondo, la carga en suspensión o la carga disuelta.
Deposición: El asentamiento de sedimentos cuando disminuye la energía del río.

Ambientes de deposición

Los principales entornos de deposición fluvial (ríos y arroyos) incluyen:

Deltas (posiblemente un entorno intermedio entre fluvial y marino)
Barras de puntos
abanicos aluviales
ríos trenzados
lagos en forma de meandro
Diques
Cascadas
Ensanchamientos de grietas
diques naturales
Pantanos negros

Conceptos relacionados

Movimiento de partículas

Los ríos y arroyos transportan sedimentos en su flujo. Estos sedimentos pueden encontrarse en diversas ubicaciones dentro del flujo, dependiendo del equilibrio entre la velocidad ascendente de la partícula (fuerzas de arrastre y sustentación) y la velocidad de sedimentación de la misma. Estas relaciones se muestran en la siguiente tabla para el número de Rouse , que es la relación entre la velocidad de sedimentación (velocidad de caída) y la velocidad ascendente del sedimento. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

${\textbf {Rouse}}={\frac {\text{Velocidad de asentamiento}}{\text{Velocidad ascendente debida a la sustentación y la resistencia}}}={\frac {w_{s}}{\kappa u_{*}}}$

dónde

$w_{s}$ es la velocidad de sedimentación
$\kappa$ es la constante de von Kármán
$u_{*}$ es la velocidad de corte

Si la velocidad ascendente es aproximadamente igual a la velocidad de sedimentación, el sedimento se transportará aguas abajo completamente como carga en suspensión . Si la velocidad ascendente es mucho menor que la velocidad de sedimentación, pero aún lo suficientemente alta como para que el sedimento se mueva (véase Iniciación del movimiento ), se moverá a lo largo del lecho como carga de fondo mediante rodadura, deslizamiento y saltación (saltando hacia la corriente, siendo transportado una corta distancia y luego sedimentándose nuevamente). Si la velocidad ascendente es mayor que la velocidad de sedimentación, el sedimento se transportará a la parte alta de la corriente como carga de arrastre . ^{[ 10 ]}

Dado que en el flujo generalmente existe una gama de tamaños de partículas diferentes, es común que el material de diferentes tamaños se desplace a través de todas las áreas del flujo bajo ciertas condiciones de la corriente.

formas del lecho fluvial

Depósito de canal antiguo en la Formación Stellarton ( Pensilvaniense ), mina Coalburn, cerca de Thorburn, Nueva Escocia.

El movimiento de los sedimentos puede crear estructuras autoorganizadas, como rizaduras , dunas o antidunas, en el lecho de ríos o arroyos . Estas formas del lecho suelen conservarse en las rocas sedimentarias y pueden utilizarse para estimar la dirección y la magnitud del flujo que depositó el sedimento.

escorrentía superficial

El flujo superficial puede erosionar las partículas del suelo y transportarlas ladera abajo. La erosión asociada al flujo superficial puede producirse mediante diferentes mecanismos, dependiendo de las condiciones meteorológicas y del caudal.

Si el impacto inicial de las gotas de lluvia desplaza el suelo, el fenómeno se denomina erosión por salpicadura de lluvia.
Si el flujo superficial es directamente responsable del arrastre de sedimentos pero no forma cárcavas, se denomina "erosión laminar".
Si el flujo y el sustrato permiten la canalización, pueden formarse barrancos; esto se denomina "erosión por barrancos".

Véase también

Referencias

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[1] Neuendorf, Klaus KE; Mehl, James P. Jr; Jackson, Julia A., eds. (2011). Glosario de Geología (5.ª ed. revisada). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. pág. 800. ISBN 978-3-642-06621-4OCLC 751527782

[2] Wilson, WE y Moore, JE 2003. Glosario de hidrología, Instituto Geológico Americano, Springer, 248 págs.

[3] Charlton, Ro (2008). Fundamentos de geomorfología fluvial . Londres: Rutledge. pág . 234. ISBN 978-0-415-33454-9.

[4] Wohl, Ellen (2014). Ríos en el paisaje: ciencia y gestión . Wiley-Blackwell. pág. 330. ISBN 978-1-118-41489-7.

[5] Mathur, Anuradha; Dilip da Cunha (2001). Inundaciones de Mississippi: diseño de un paisaje cambiante. New Haven, CT: Prensa de la Universidad de Yale. ISBN 0-300-08430-7

[6] Dill, William A. (1990). Pesca continental de Europa. Roma, Italia: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. ISBN 92-5-102999-7http://www.fao.org/docrep/009/t0377e/t0377e00.htm Archivado el 1 de marzo de 2018 en Wayback Machine

[7] MOSTERN, RUTH; HORNE, RYAN M. (2021). El río Amarillo: una historia natural y antinatural . Yale University Press. pág. 33. doi : 10.2307/j.ctv1vbd1d8.7 . ISBN 978-0-300-23833-4. JSTOR j.ctv1vbd1d8 .

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[9] Kumbhakar, Manotosh; Ghoshal, Koeli; Singh, Vijay P. (enero de 2017). "Derivación de la ecuación de Rouse para la concentración de sedimentos utilizando la entropía de Shannon". Physica A: Mecánica estadística y sus aplicaciones . 465 : 494–499 . Bibcode : 2017PhyA..465..494K . doi : 10.1016/j.physa.2016.08.068 .

[10] Whipple, K. X (2004). "Apuntes del curso 12.163, MIT Open Courseware" (PDF) . Recuperado el 23 de septiembre de 2021 .

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