Geología ambiental

La geología ambiental, al igual que la hidrogeología, es una ciencia aplicada que se ocupa de la aplicación práctica de los principios de la geología en la solución de los problemas ambientales creados por el hombre. Es un campo multidisciplinar que está íntimamente relacionado con la ingeniería geológica y, en menor medida, con la geografía ambiental. Cada uno de estos campos implica el estudio de la interacción de los seres humanos con el entorno geológico, incluida la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y, en cierta medida, la atmósfera. En otras palabras, la geología ambiental es la aplicación de la información geológica para resolver conflictos, minimizando la posible degradación ambiental adversa, o maximizando las posibles condiciones ventajosas resultantes del uso del medio ambiente natural y modificado. Con una población mundial en aumento y la industrialización, el medio ambiente y los recursos naturales están bajo una gran presión, lo que los coloca al frente de los problemas mundiales. La geología ambiental está en aumento con estos problemas a medida que se encuentran soluciones al utilizarla.

Geología ambiental en relación con otros campos

Hidrogeología

La hidrogeología es el área de la geología que se ocupa de la distribución y el movimiento de las aguas subterráneas en el suelo y las rocas de la corteza terrestre. La geología ambiental se aplica en este campo ya que los problemas ambientales se crean en la contaminación de las aguas subterráneas debido a la minería, la agricultura y otras actividades humanas. La contaminación es el deterioro de las aguas subterráneas por calor, bacterias o productos químicos. Los mayores contribuyentes a la contaminación de las aguas subterráneas son las fuentes superficiales, como los fertilizantes, las fugas de alcantarillado, los arroyos contaminados y los desechos mineros/minerales. La geología ambiental aborda el problema de la contaminación de las aguas subterráneas mediante la creación de objetivos al monitorear.

Estos objetivos incluyen:

• determinar la naturaleza, extensión y grado de contaminación,
• determinar el mecanismo de propagación y los parámetros hidrológicos, para que se puedan tomar las contramedidas apropiadas,
• detección y alerta de la circulación en zonas críticas,
• evaluar la eficacia de las contramedidas inmediatas adoptadas para contrarrestar los efectos de la contaminación,
• registro de datos para la evaluación a largo plazo y el cumplimiento de normas, y
• iniciar la vigilancia de la investigación para validar y verificar los modelos y supuestos sobre los que se basan las contramedidas inmediatas.

Ciencia del suelo

La ciencia del suelo es el estudio del suelo como un recurso natural en la superficie de la tierra. La geología ambiental se aplica en este campo a medida que los científicos del suelo plantean preocupaciones sobre la conservación del suelo y las tierras cultivables con el aumento de la población mundial, el aumento del consumo de alimentos per cápita y la degradación de la tierra. Estos problemas ambientales se atacan y reducen con la geología ambiental mediante el uso de levantamientos de suelos. Estos levantamientos evalúan las propiedades de los suelos y son de utilidad en el mapeo geológico, la planificación territorial rural y urbana, especialmente en términos de agricultura y silvicultura. Los levantamientos de suelos son partes esenciales de la planificación y el mapeo del uso de la tierra, ya que brindan información sobre el uso de la tierra agrícola. Los estudios de suelo proporcionan información sobre los sistemas de cultivo y la gestión del suelo óptimos para que se produzca una menor degradación de la tierra y la agricultura proporcione su rendimiento óptimo para el creciente consumo de alimentos per cápita.

Las investigaciones de levantamiento de suelos incluyen:

• Erodibilidad del suelo,
• profundidad de suelo,
• de pendiente,
• potencial de psiquiatra,
• frecuencia de afloramientos de roca,
• posibilidad de salinización
• respuesta de fertilizante-planta, y
• pruebas de variedad de cultivos.

Enfoques

La geología ambiental incluye

• gestión de los recursos geológicos e hidrogeológicos, como los combustibles fósiles, los minerales, el agua (superficie y las aguas subterráneas), y el uso de la tierra,
• estudiar la superficie de la tierra a través de las disciplinas de la geomorfología, y la edafología,
• definición y mitigación de la exposición de los peligros naturales en los seres humanos,
• gestión de la eliminación de desechos industriales y domésticos y minimización o eliminación de los efectos de la contaminación, y
• realizar actividades asociadas, a menudo con litigios.

La geología ambiental a menudo se aplica a algunos problemas ambientales bien conocidos, como el crecimiento de la población, la minería, la disminución de los recursos y el uso global de la tierra.

Minería

Desde la Edad de Piedra, cuando los humanos comenzaron a extraer pedernal, han dependido de esta práctica, y la dependencia de los minerales continúa aumentando a medida que la sociedad evoluciona. Una de las desventajas de la minería es que está restringida a áreas donde los minerales están presentes y son económicamente viables. La duración de la minería también está restringida ya que los recursos minerales son finitos, por lo que cuando se agota un depósito, la minería en ese lugar llega a su fin. Aunque las actividades modernas de minería y minerales utilizan muchas formas de reducir los impactos ambientales negativos, pueden ocurrir liberaciones accidentales y las prácticas apropiadas de mitigación y prevención no eran comunes en las prácticas históricas. Los metales potencialmente dañinos, otros componentes del depósito y los productos químicos o subproductos del procesamiento de minerales pueden contaminar el entorno circundante debido a estas situaciones. Algunos impactos ambientales comunes de la minería son los desplazamientos de rocas que permiten que las partículas finas de polvo se filtren en las aguas superficiales, la alteración del paisaje local y las grandes cantidades de desechos, algunos de los cuales son químicamente reactivos. En última instancia, el impacto que tiene la minería en el medio ambiente está determinado por muchos factores, como el tamaño de la operación y el tipo de minería. La geología ambiental ha reducido los impactos ambientales negativos de la minería, ya que se ha utilizado en litigios relacionados con la minería. En algunos países como Brasil y Australia, por ejemplo, está decretado por ley que los sitios deben someterse a rehabilitación después de que ha cesado una operación minera. Antes de cualquier actividad minera, también es necesaria una evaluación para analizar los posibles impactos ambientales. Otra medida tomada es que se debe producir un programa de gestión ambiental que muestre cómo operará la mina. La planificación de la tierra es un aspecto importante para decidir si un sitio es adecuado para la minería, pero es inevitable cierta degradación ambiental. La Geología Ambiental continúa reduciendo la cantidad de efectos negativos que la minería tiene sobre el medio ambiente natural.

Reciclaje

Los recursos no renovables son solo un tipo de recurso y los otros dos son potencialmente renovables y perpetuos. Los recursos no renovables, como los combustibles fósiles y los metales, son finitos y, por lo tanto, no pueden reponerse durante la vida humana, pero se están agotando a un ritmo acelerado. Debido a su importancia en muchas economías, esto crea un problema a medida que el mundo sigue desarrollando las tecnologías utilizadas para explotar estos recursos. Algunas funciones importantes de estos recursos no renovables son calentar hogares, alimentar automóviles y construir infraestructura. La geología ambiental se ha utilizado para abordar este tema con el desarrollo sostenible del reciclaje y la reutilización. El reciclaje es el proceso de recolectar materiales y productos industriales y de consumo reciclables y luego clasificarlos para que puedan ser procesados en materias primas con la intención de luego utilizar las materias primas para crear nuevos productos. El reciclaje y la reutilización se pueden realizar tanto a escala individual como a escala industrial. Estas prácticas maximizan el uso de recursos tanto como sea posible y minimizan el desperdicio. También gestionan la eliminación de desechos industriales y domésticos, ya que reducen la cantidad de desechos vertidos en el medio ambiente global.

La reutilización y el reciclaje incluyen:

• composting: la descomposición biológica del jardín orgánico y los desechos alimenticios para utilizarlo como acondicionador del suelo,
• upcycling: increasing the value and quality in materials and products through the recycling process,
• freecycling: dar o obtener artículos gratis de otros antes de comprar nuevos
• ecología industrial: desmantelamiento de artefactos masivos para convertirse en insumos para nuevos procesos

El enfoque de la geología ambiental para el declive de los recursos no renovables junto con las grandes cantidades de desechos que contaminan la Tierra ha sido reducir el uso derrochador y reciclar cuando sea posible.

Uso del suelo

Este es un ejemplo de un simple mapa de uso de la tierra. Esto muestra el uso de tierra de West Newton en el sureste de Minnesota a lo largo del río Mississippi a partir de abril de 2021.

La planificación del uso de la tierra es importante para reducir el riesgo de peligros naturales para los seres humanos y su infraestructura, pero sobre todo para reducir el impacto humano negativo en el entorno natural. El uso de la tierra, el agua, el aire, los materiales y la energía se ven afectados críticamente por los asentamientos humanos y la producción de recursos. Se deben encontrar nuevos sitios para la minería, la eliminación de desechos y los sitios industriales, ya que todos estos son partes de una sociedad industrial. Los sitios adecuados a menudo son difíciles de encontrar y obtener la aprobación, ya que se debe demostrar que tienen barreras para evitar que los contaminantes ingresen al medio ambiente.

La investigación del sitio en la planificación del uso del suelo a menudo incluye al menos dos fases, una investigación de orientación y una investigación detallada. La información en una investigación orientadora se obtiene a través de mapas y otros datos archivados. La información en una investigación detallada se obtiene a través de una encuesta de reconocimiento en el campo y mediante la revisión del uso histórico de la tierra.

La investigación orientadora incluye:

• topografía, uso de la tierra y vegetación, asentamientos, carreteras y ferrocarriles,
• clima: precipitación, temperatura, evapotranspiración, dirección y velocidad del viento, así como la frecuencia de vientos fuertes,
• condiciones hidrológicas e hidrogeológicas: arroyos, lagos y estanques, manantiales, pozos, uso y calidad de superficie y aguas subterráneas, escorrentía, equilibrio de agua, propiedades acuíferas y estratigrafías, mesa de aguas subterráneas, recarga y descarga de aguas subterráneas,
• geología: suelo, estructuras geológicas, estratigrafía y litología,
• aspectos ecológicos: reservas naturales, geotópicos protegidos, áreas de protección del agua.

La investigación detallada incluye:

• geología: espesor y extensión lateral de estratos y unidades geológicas, litología, homogeneidad y heterogeneidad, condiciones de cama y estructuras tectónicas, fracturas, impacto del tiempo,
• aguas subterráneas: tabla de agua, contenido de agua, dirección y tasa de flujo de aguas subterráneas, conductividad hidráulica, valor del acuífero,
• caracterización geoquímica: composición química de suelo, rocas y aguas subterráneas, estimación de retención de contaminación,
• estabilidad geotécnica: La barrera geológica debe ser capaz de adsorbar la tensión del peso de un vertedero, un montón o un edificio industrial.
• eventos geogénicos: fallas activas, karst, terremotos, subsidence, deslizamientos,
• Actividades antropógenas: daños mineros, edificios, canteras, fosos de grava, etc., y
• cambios en la calidad del suelo y las aguas subterráneas

La geología ambiental incluye tanto la monitorización como la planificación del uso del suelo. Los mapas de uso de la tierra se hacen para representar el uso actual de la tierra junto con los posibles usos futuros. Los mapas de terrenos como el que se muestra se pueden usar para reducir los asentamientos humanos en áreas con peligros naturales potenciales como inundaciones, inestabilidad geológica, incendios forestales, etc. En el mapa de terrenos que se muestra se puede ver que hay un margen de árboles y vegetación entre los asentamientos y el río Mississippi para reducir el riesgo de daños por inundaciones a medida que cambian los niveles de agua de los ríos Mississippi.