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5.3.2. Modelado kárstico

Rocas sedimentarias solubles. Modelado kárstico

El modelado o relieve kárstico es el conjunto de morfologías desarrolladas sobre rocas solubles como los carbonatos (calizas y dolomías) o los sulfatos (yeso o anhidrita). Es el resultado de procesos de meteorización química en los que el agua reacciona con las rocas carbonatadas que, siendo solubles en determinadas condiciones, generan el modelado kárstico.

El modelado kárstico es el resultado de dos procesos de meteorización química:

  • Disolución. Proceso por el que las rocas calizas y los yesos se disuelven en agua.
  • Carbonatación. Proceso mediante el cual, el carbonato (insoluble) se transforma en bicarbonato (soluble) por el aumento de la concentración de CO2 en el agua.

Las rocas calizas, además de las yesíferas y salinas, presentan un modelado característico por su solubilidad. Realmente, el CO3Ca es muy poco soluble, pero en presencia de agua y CO2 atmosférico se transforma en (CO3H)2Ca según esta reacción:

CO3Ca + CO2 + H2O → (CO3H)2Ca

Así, las calizas (superficiales o subterráneas) se erosionan por meteorización química. El carbonato insoluble pasa a ser bicarbonato, soluble, por la acción del H2O y el CO2.

Hay que destacar un par de detalles de esta reacción química:

  • La capacidad disolvente del agua es mayor si se acidifica al reaccionar con CO2, y puede hacerlo de dos formas:
    • Si el agua de lluvia incorpora CO2 de la atmosfera y se infiltra.
    • Si el agua infiltrada incorpora CO2 de origen biológico procedente de la respiración de seres vivos del suelo. Esta vía es más importante, aunque en ambos casos se obtiene el mismo resultado CO2 + H2O → H2CO3
  • Es un proceso reversible. Si el agua está saturada, si las condiciones físicoquímicas lo determinan, se produce la reacción inversa, produciéndose la precipitación de carbonato de calcio.

A este tipo de relieve se le conoce como modelado kárstico. El término karst, viene de Carso, el nombre de la región transfronteriza del sudoeste de Eslovenia y que se extiende hasta el nordeste de Italia, lugar donde se definieron estas morfologías y donde son bastante representativas. Carso en esloveno se dice Kras, y en alemán Karst.

En los paisajes kársticos, el agua actúa en la parte superficial de las rocas, aunque también se introduce dentro del macizo rocoso (zona de infiltración), lo recorre por una serie de galerías, y sale al exterior mediante surgencias (zona de emisión).

Factores de los que depende el modelado kárstico

El modelado kárstico depende de cuatro factores:

  • Clima. En climas con muchas precipitaciones hay mayor disponibilidad de agua para poder disolver las rocas superficiales e infiltrarse. El frío favorece la disolución de la roca caliza y el calor, su precipitación.
  • Litología y estructura. Las rocas tienen distinta susceptibilidad a la disolución. La textura, la presencia de fósiles, minerales insolubles, etc., afecta a la solubilidad de la roca. Si existen fracturas, también facilitará la infiltración del agua. Y si es una zona plegada, los pliegues también determinarán el desarrollo del karst.
  • Topografía. En lugares con alta pendiente predomina la escorrentía superficial y la erosión. Si la pendiente es baja, se favorece la infiltración de agua al interior de la roca.
  • Suelo y vegetación. En las zonas con suelo de gran espesor y vegetación, el agua se cargará de CO2 y será más ácida y tendrá mayor poder de disolución. Si el terreno no tiene vegetación, la acidez del agua será menor.

Formas de modelado kárstico

El agua de lluvia disuelve lentamente las rocas carbonatadas. La presencia de CO2 mayor en el agua, temperaturas elevadas y presiones bajas favorece la disolución de las calizas. El agua se infiltra por las grietas, fracturas, planos de estratificación de las calizas, etc., y hace que la erosión se produzca en la superficie y bajo tierra, donde el agua se cargará de carbonato de calcio. Si las condiciones fisicoquímicas cambian, se producirá la precipitación de este carbonato de calcio. Así, existen formas endokársticas y exokársticas, de erosión o de precipitación:

Morfologías kársticas de erosión (o destructivas)

Formas exokársticas

Las principales formas exokársticas de erosión producidas en el exterior del macizo kárstico son:

Lapiaces o lenares

Los lapiaces o lenares son surcos producidos por erosión, separados por aristas agudas muy punzantes. Los ha generado el agua de escorrentía al circular sobre la roca caliza en una superficie inclinada y sin vegetación.

Lapiaces

By Ymaup (Own work) [GFDL or CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

Dolinas o torcas

Las dolinas o torcas son grandes depresiones circulares (con forma de cubeta o embudo) producidas por disolución de la roca caliza o por el colapso del techo de una gruta en el interior del macizo calcáreo.

Su tamaño es variable, desde decenas de metros hasta varios kilómetros de diámetro, y puede tener hasta 200 metros de profundidad. El fondo de la dolina suele estar ocupado por arcillas de descalificación que proceden de las calizas disueltas, con vegetación o también ocupado con agua formando lagunas.

Si se unen dos o más dolinas, forman una depresión mayor llamada uvala.

Las dolinas suelen tener forma de embudo, mientras que las torcas tienen las paredes más escarpadas.

Dolina del Hoyón en Pozondón (Teruel)Dolina del Hoyón en Pozondón (Teruel)

Poljés

Los poljés son depresiones alargadas, de fondo plano, con paredes abruptas. Están recorridos por corrientes de agua que desaparecen por un sumidero o ponor, y siguen circulando bajo tierra. Se inundan estacionalmente.

El fondo está relleno de arcillas de descalcificación.

Cañones

Los ríos erosionan la caliza formando cañones, hoces y desfiladeros, valles profundos y estrechos erosionados por el agua.

Valles ciegos

Los valles ciegos son valles cerrados en los que el agua que circula por superficie se infiltra por un sumidero o en el fondo de una dolina.

Formas endokársticas

Las principales formas endokársticas de erosión producidas en el interior del macizo kárstico son:

Galerías

Las galerías son conductos horizontales de sección más o menos circular.

Simas

Las simas son conductos verticales que comunican las galerías subterráneas con la superficie. Se originan a partir de una grieta que se ensancha por disolución de la roca caliza. 

Los sumideros kársticos son los lugares por los que las corrientes superficiales se introducen en el macizo calizo a través de la sima, y que vuelven a salir a la superficie en otro lugar llamado surgencia kárstica.

En los sistemas kársticos, es habitual que el agua se infiltre rápidamente en el interior del sustrato, siguiendo cauces subterráneos. Por eso, aunque las precipitaciones puedan ser importantes, el desarrollo de la red hidrográfica en estos paisajes es escaso. El nivel freático viene determinado los cauces fluviales que aportan agua al sistema, conectados por diversas cavidades subterráneas. 

Grutas o cavernas o cuevas

Las cavernas o grutas o cuevas son grandes cavidades que se forman al unirse y ensancharse varias simas y galerías.

Salas

Las salas son grandes espacios subterráneos formados por la unión de varias galerías y simas.

Morfologías kársticas de depósito (o constructivas)

Formas internas

Formas internas calcáreas

Los espeleotemas son los depósitos químicos formados en las cuevas por precipitación. Se generan cuando el agua que se ha infiltrado en las grietas del terreno próximo a una caverna, disuelve el carbonato de calcio (de la calcita o del aragonito) o el sulfato de calcio (yeso) según la concentración de dióxido de carbono y la temperatura. Cuando este agua, cargada de carbonato de calcio, llega a una caverna llena de aire atmosférico con menos dióxido de carbono, se produce la precipitación del carbonato. Después de miles de años, se pueden formar:

  • Estalactitas. Espeleotemas que cuelgan del techo de una cueva.
  • Estalagmitas. Espeleotemas que se forman en el suelo de una cueva.
  • Columnas. Espeleotemas formadas por la unión de una estalactita (techo) con una estalagmita (suelo).

Estalactitas y estalagmitas

Talmoryair, Public domain, via Wikimedia Commons

Formas internas no calcáreas
  • Arcillas de descalcificación. Las calizas, además de calcita, pueden tener impurezas como arcilla. Cuando se disuelve la calcita, las arcillas de descalcificación quedan en el fondo de la dolina o de cualquier otro lugar.
  • Depósitos detríticos. Se pueden encontrar depósitos detríticos en el sistema kárstico por de dos orígenes distintos:
    • Autóctonos, procedentes de la misma cavidad y transportados por cursos de agua internos.
    • Alóctonos, procedentes del exterior, transportados por agua que penetra en el macizo kárstico.

Formas externas

El agua saturada de carbonato de calcio, cuando sale por las surgencias puede producir acumulaciones de carbonato de calcio llamadas tobas. Este agua también puede precipitar sobre los vegetales formando tobas que conservan la forma de los vegetales con bastante detalle.

Aragón, Junio de 2017, opción B, cuestión 5

5. Responda a las siguientes preguntas sobre la geodinámica externa. (2,5 puntos)

A. Explique qué se entiende por modelado kárstico, los dos principales procesos de meteorización que se dan en él y cuáles son los principales factores que condicionan la formación del karst. (1 punto)

B. Explique por qué la radiación solar y la gravedad son los motores de los procesos geodinámicos externos. (1 punto)

C. Dibuje un bloque diagrama de una zona sin deformación en la que se identifique los siguientes relieves: una plataforma, una mesa y un cerro testigo, indicando claramente a qué tipo de relieve pertenece cada uno. (0,5 puntos)

Asturias, Junio de 2017, opción B, cuestión 7

7) ¿Qué forma del modelado destaca en la fotografía? Explica cómo se ha formado y en relación con qué proceso geológico (1,5 puntos)

Asturias, Junio de 2017, opción B, cuestión 3

3) Los Picos de Europa son una región montañosa de sustrato casi exclusivamente calizo. Teniendo este dato en cuenta

a) ¿Cuál crees que serán las formas del modelado dominantes? (1 punto).

b) A pesar de que las precipitaciones anuales son abundantes, el desarrollo de la red hidrográfica en estas montañas es muy escaso. Explica las razones de esta escasez de cauces fluviales. (0,5 puntos)

Castilla La Mancha, Junio de 2019, propuesta B, bloque 2, pregunta 8

8ª/1 p.) ¿Cómo logra el agua de lluvia disolver la caliza si esta roca es insoluble en agua pura?

Castilla y León, julio de 2018, opción A, cuestión 4

4.- Los relieves Kársticos poseen un origen esencialmente químico. Explicarlo.

Extremadura, julio de 2017, opción A, pregunta 7

7. Escribe la reacción de la disolución de la caliza y explica la importancia que tiene en los procesos kársticos. 1 punto.

Extremadura, julio de 2017, opción B, pregunta 7

7. Escribe la reacción de la disolución de la caliza y explica la importancia que tiene en los procesos kársticos. 1 punto.

Extremadura, Julio de 2018, opción A, pregunta 6

6. Desarrolla la reacción química de la disolución de la caliza y explica los factores que la favorecen. 1 punto.

Extremadura, Julio de 2018, opción B, pregunta 7

7. Describe 4 formas de modelado exokárstico. 1 punto.

Extremadura, Junio de 2019, opción A, pregunta 7

7. Indicar 4 formas endokársticas. 1 punto.

La Rioja, Julio de 2018, opción A, cuestión 6c

6c. (0,5 puntos). ¿A qué nos referimos cuando hablamos de modelado kárstico? Cita al menos cuatro estructuras generadas de esta forma y explícalas en una frase cada una.

Madrid, Julio de 2018, opción A, pregunta 2b

b) Enumere cuatro formas o depósitos que caracterizan a un relieve kárstico.

Navarra, Junio de 2017, opción A, pregunta 4

4. Explicar el modelado kárstico haciendo especial hincapié en su base esencialmente química (1,5 p). Nombra y explica 5 formas y/o depósitos exo o endokársticos (1 p).

Navarra, Junio de 2019, opción A, pregunta 4

4. Explica 5 formas y/o depósitos exo y/o endokársticos (2,5p)

Valencia, Junio de 2018, Ejercicio B, Pregunta B1

Cuestión a) Explique cómo se produce el modelado kárstico. ¿Qué factores controlan su ocurrencia y desarrollo?

Cuestión b) Cite tres formas del relieve exokárstico y tres del relieve endokárstico.

Castilla y León, Septiembre de 2020, pregunta 7

7.- Explique qué son y cómo se forman un lapiaz y una estalactita (0,5 puntos cada uno).

Galicia, Junio de 2017, opción A, cuestión 1.2

1.2. Explica el proceso de formación del “karst”. (1 punto)

Aragón, Septiembre de 2018, opción B, cuestión 5, parte C

5. Los procesos desarrollados por las aguas superficiales que se desplazan hacia zonas topográficamente más bajas son los principales agentes de la modificación del relieve. La escorrentía superficial, encauzada o no, está presente en casi todas las latitudes y es la responsable de la mayor cantidad de sedimentos movilizados. (2,5 puntos)

C. En un modelado kárstico especifique que se entiende por morfologías constructivas y destructivas y enumere al menos 4 tipos de formas kársticas de cada una de estas morfologías. (0,5 puntos)

Actividad basada en Aragón, Junio de 2018, opción B, cuestión 5, parte c

Nombra las morfologías kársticas que se identifican en este esquema con un número. (0,5 puntos)

En el dibujo se ven las siguientes morfologías kársticas:

  • Número 1: .
  • Número 2: .
  • Número 3: .
  • Número 4: .
  • Número 5: .
  • Número 6: .

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Castilla La Mancha, Junio de 2018, propuesta B, bloque 2, pregunta 8

8ª/1 p.) Explica de forma resumida el proceso de formación del karst e indica algunos ejemplos de formas y depósitos kársticos.

Aragón, convocatoria ordinaria de 2021, pregunta 6

6. En geología existen diferentes tipos de modelado del relieve dependiendo de la acción geológica dominante. (2 puntos)

A. Explique que se entiende por modelado kárstico, los dos procesos principales de meteorización que se dan en él y cuáles son los principales factores que condicionan la formación del karst. (1 punto)

B. Las morfologías kársticas se clasifican en superficiales o exokársticas y en subterráneas o endokársticas. Exponga dos tipos de formas exokársticas y dos endokársticas. (1 punto)

Castilla La Mancha, Junio de 2021, pregunta 7

7ª/0,5 p.) ¿Qué es una lapiaz?

Castilla y León, Junio de 2021, pregunta 7

7.- Indique cómo actúan las aguas naturales en la disolución de los carbonatos (0,6 puntos), describiendo brevemente el tipo de modelado a que da lugar esta disolución (0,4 puntos).

Extremadura, Junio de 2021, pregunta 6

6. Cita cuatro factores que favorecen el proceso de karstificación (1 punto). Describe dos morfologías exokársticas (1 punto).

Galicia, Junio de 2021, pregunta 1.2

1.2. Explique el proceso de karstificación y a qué tipo de rocas afecta.

La Rioja, Junio de 2021, pregunta 11

Pregunta 11.- Explica el proceso de formación de las estalactitas y estalagmitas, y en que zonas las podemos encontrar en las cuevas.

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