Loess
A loess (; del alemán: Löss [lœs]) es un sedimento clástico, predominantemente del tamaño de un limo, que se forma por la acumulación de polvo arrastrado por el viento. El diez por ciento de la superficie terrestre de la Tierra está cubierta por loesses o depósitos similares.
Un loess es un sedimento periglacial o eólico (transportado por el viento), definido como una acumulación del 20 % o menos de arcilla con un resto de partes aproximadamente iguales de arena y limo (con un tamaño de grano típico de 20 a 50 micrómetros), a menudo cementado libremente por carbonato de calcio. Por lo general, son homogéneos y altamente porosos y tienen capilares verticales que permiten que el sedimento se rompa y forme acantilados verticales.
Propiedades
Los loesses son homogéneos; poroso; friable; amarillo pálido o beis; poco coherente; típicamente, no estratificado; y a menudo calcáreo. Los granos de loess son angulares, con poco pulido o redondeado y compuestos de cuarzo, feldespato, mica u otros cristales minerales. Los loesses han sido descritos como suelos ricos y polvorientos.
Los depósitos de loess pueden llegar a ser muy gruesos: más de cien metros en áreas del noroeste de China y decenas de metros en partes del medio oeste de Estados Unidos. Los loesses generalmente ocurren como depósitos generales que cubren cientos de kilómetros cuadrados. Los depósitos suelen tener decenas de metros de espesor. Los loesses suelen tener caras empinadas o verticales. Debido a que los granos son angulares, los loess a menudo permanecerán en bancos durante muchos años sin desplomarse. Este tipo de suelo tiene "escisión vertical," y por lo tanto, se puede excavar fácilmente para formar viviendas en cuevas, que es un método popular para hacer viviendas humanas en algunas partes de China. Sin embargo, los loess pueden erosionarse fácilmente.
En varias áreas del mundo, se han formado crestas de loess que se alinearon con los vientos predominantes durante el último máximo glacial. Estos se llaman "crestas paha" en América y "greda ridges" en Europa. La formación de estas dunas de loess se ha explicado como una combinación de condiciones de viento y tundra.
Etimología
La palabra loess, con connotaciones de origen por acumulación depositada por el viento, fue introducida al inglés del alemán Löss, que se remonta al alemán suizo y es cognado con la palabra inglesa loose y la palabra alemana los. Se aplicó por primera vez a los loesses del valle del río Rin alrededor de 1821.
Historia de la investigación
El término "Löß" fue descrito por primera vez en Europa Central por Karl Cäsar von Leonhard (1823–1824), quien había informado depósitos limosos de color marrón amarillento a lo largo del valle del Rin cerca de Heidelberg. Charles Lyell (1834) extendió el uso del término, observando similitudes entre "loess" y sus derivados a lo largo de los acantilados de loess en el Rin y en Mississippi. En ese momento, se pensó que el sedimento rico en limo de color marrón amarillento era de origen fluvial y había sido depositado por grandes ríos. No fue hasta finales del siglo XIX que se reconoció el origen eólico de los loesses (Virlet D'Aoust 1857), particularmente debido a las convincentes observaciones de los loesses en China por parte de Ferdinand von Richthofen (1878). Desde entonces, se ha publicado una gran cantidad de artículos, centrados en la formación de loess y en secuencias de loess/paleosol (suelo más antiguo enterrado bajo depósitos) como archivos del cambio climático y ambiental. Estos trabajos de conservación de agua se han llevado a cabo ampliamente en China, y la investigación de loesses en China ha estado en curso desde 1954. [33]
Se puso mucho esfuerzo en establecer estratigrafías de loess regionales y locales y sus correlaciones (Kukla 1970, 1975, 1977). Sin embargo, incluso la posición cronoestratigráfica del último suelo interglacial que se correlaciona con el isótopo marino subetapa 5e fue un tema de debate, debido a la falta de datación numérica sólida y confiable, como lo resumen, por ejemplo, Zöller et al. (1994) y Frechen et al. (1997) para la estratigrafía de loess de Austria y Hungría, respectivamente.
Desde la década de 1980, la datación por termoluminiscencia (TL), luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) y luminiscencia estimulada por infrarrojos (IRSL) ha estado disponible, brindando la posibilidad de datar el tiempo de las deposiciones de loess (polvo), es decir, el tiempo transcurrido desde la última exposición de los granos minerales a la luz del día. Durante la última década, la datación por luminiscencia ha mejorado significativamente gracias a nuevas mejoras metodológicas, especialmente el desarrollo de protocolos regenerativos de alícuota única (SAR) (Murray & Wintle 2000) que dan como resultado edades confiables (o estimaciones de edad) con una precisión de hasta 5 y 10% para el último registro glacial. Más recientemente, la datación por luminiscencia también se ha convertido en una técnica de datación robusta para el loess glacial penúltimo y antepenúltimo (p. ej., Thiel et al. 2011, Schmidt et al. 2011) que permite una correlación confiable de las secuencias de loess/paleosol para al menos los dos últimos interglaciares/ ciclos glaciales en toda Europa y el hemisferio norte (Frechen 2011). Además, la datación numérica proporciona la base para la investigación cuantitativa de loess que aplica métodos más sofisticados para determinar y comprender datos indirectos de alta resolución, incluido el contenido de paleopolvo de la atmósfera, las variaciones de los patrones de circulación atmosférica y los sistemas de viento, la paleoprecipitación y la paleotemperatura.
Además de los métodos de datación por luminiscencia, el uso de la datación por radiocarbono en loess ha aumentado durante las últimas décadas. Los avances en los métodos de análisis, instrumentación y refinamientos de la curva de calibración de radiocarbono han hecho posible obtener edades confiables de los depósitos de loess para los últimos 40-45 ka. Sin embargo, el uso de este método se basa en encontrar material orgánico in situ adecuado en depósitos como carbón vegetal, semillas, gránulos de lombrices de tierra o caparazones de caracoles.
Formación
Según Pye (1995), son necesarios cuatro requisitos fundamentales para la formación de loess: una fuente de polvo, energía eólica adecuada para transportar el polvo, un área de acumulación adecuada y una cantidad de tiempo suficiente.
Loess periglacial
El loess periglacial (glacial) se deriva de las llanuras aluviales de los ríos trenzados glaciares que transportaron grandes volúmenes de agua de deshielo glacial y sedimentos del derretimiento anual de las capas de hielo continentales y los casquetes polares de las montañas durante la primavera y el verano. Durante el otoño y el invierno, cuando cesó el derretimiento de las capas de hielo y los casquetes polares, el flujo de agua de deshielo por estos ríos cesó o se redujo considerablemente. Como consecuencia, gran parte de las llanuras aluviales de estos ríos trenzados, anteriormente sumergidas y sin vegetación, se secaron y quedaron expuestas al viento. Debido a que las llanuras aluviales consisten en sedimentos que contienen un alto contenido de limo y arcilla similar a la harina molida por los glaciares, eran muy susceptibles a que el viento aventara sus limos y arcillas. Una vez arrastradas por el viento, las partículas se depositaban a favor del viento. Los depósitos de loess que se encuentran a ambos lados del valle aluvial del río Mississippi son un ejemplo clásico de loess periglacial.
Durante el Cuaternario, se formaron sedimentos de loess y similares a los loess en ambientes periglaciales en áreas de escudo continental medio en Europa y Siberia, así como en los márgenes de cadenas montañosas altas como en Tayikistán y en márgenes semiáridos de algunas tierras bajas. desiertos como en China.
En Inglaterra, el loess periglacial también se conoce como brickearth.
No glacial
El loess no glacial puede originarse en desiertos, campos de dunas, lagos de playa y cenizas volcánicas.
Algunos tipos de loess no glaciales son:
- Loessa del desierto producida por la atrición eólica de los granos de cuarzo;
- Loess volcánica en Ecuador y Argentina;
- Loess tropical en Argentina, Brasil y Uruguay;
- Loess Gypsum en España;
- Loess de viento en Venezuela y Brasil;
- Loess anticiclónica en Argentina.
Los gruesos depósitos de loess chinos son loess no glaciales que han sido arrastrados desde los desiertos del norte de China. El loess que cubre las Grandes Llanuras de Nebraska, Kansas y Colorado se considera loess del desierto no glacial. El loess del desierto no glacial también se encuentra en Australia y África.
Fertilidad
Loess tiende a convertirse en suelos muy ricos. Bajo condiciones climáticas apropiadas, es uno de los terrenos agrícolas más productivos del mundo.
Los suelos sustentados por loess tienden a estar excesivamente drenados. Los granos finos se meteorizan rápidamente debido a su gran superficie, lo que hace que los suelos derivados del loess sean ricos. Una teoría dice que la fertilidad de los suelos de loess se debe en gran medida a la capacidad de intercambio de cationes (la capacidad de las plantas para absorber los nutrientes del suelo) y la porosidad (el espacio lleno de aire en el suelo). La fertilidad del loess no se debe al contenido de materia orgánica, que tiende a ser bastante bajo, a diferencia de los suelos tropicales que derivan su fertilidad casi en su totalidad de la materia orgánica.
Incluso las tierras de cultivo de loess bien gestionadas pueden sufrir una erosión espectacular de más de 2,5 kg/m2 al año. En China, los depósitos de loess que dan el color al río Amarillo han sido cultivados y han producido rendimientos fenomenales durante más de mil años. Los vientos recogen partículas de loess que contribuyen al problema de la contaminación por polvo asiático. El depósito más grande de loess en los Estados Unidos, Loess Hills a lo largo de la frontera de Iowa y Nebraska, ha sobrevivido a la agricultura intensiva y las malas prácticas agrícolas. Durante casi 150 años, este depósito de loess fue cultivado con arados de vertedera y labrado en otoño, ambas prácticas intensamente erosivas. En ocasiones sufrió tasas de erosión de más de 10 kilogramos por metro cuadrado por año. Hoy en día, este depósito de loess se trabaja con poca labranza o sin labranza en todas las áreas y se construye agresivamente en terrazas.
Grandes áreas de depósitos de loess y suelos
Asia Central
Un área de múltiples depósitos de loess se extiende desde el sur de Tayikistán hasta Almaty, Kazajstán.
Este de Asia
China
La meseta de Loess (chino simplificado: 黄土高原; chino tradicional: 黃土高原; pinyin: Huángtǔ Gāoyuán), también conocida como la meseta de Huangtu, es una meseta que cubre un área de unos 640 000 km2 alrededor de los tramos superior y medio del río Amarillo de China. El río Amarillo se llamó así porque el loess que formaba sus orillas daba un tinte amarillento al agua. El suelo de esta región ha sido llamado el "suelo más altamente erosionable de la tierra". La meseta de Loess y su suelo polvoriento cubren casi todas las provincias de Shanxi, Shaanxi y Gansu; la Región Autónoma de Ningxia Hui y partes de otras.
Europa
Los depósitos de loess de espesor variable (desde decímetros hasta varias decenas de metros) están ampliamente distribuidos por el continente europeo. El cinturón de loess del norte de Europa se extiende desde el sur de Inglaterra y el norte de Francia hasta Alemania, Polonia y el sur de Ucrania y los depósitos se caracterizan por una fuerte influencia de las condiciones periglaciales. El loess del sureste de Europa se deposita principalmente en situaciones similares a mesetas en las cuencas del Danubio, probablemente derivadas del sistema del río Danubio. En el sudoeste de Europa, los derivados del loess reubicados se limitan principalmente al valle del Ebro y al centro de España.
América del Norte
Estados Unidos
Las Loess Hills de Iowa deben su fertilidad a la capa superficial de las praderas formada por 10 000 años de acumulación posglacial de humus rico en materia orgánica como consecuencia de un bioma persistente de pastizales. Cuando la valiosa capa superior del suelo del horizonte A se erosiona o degrada, el suelo de loess subyacente es infértil y requiere la adición de fertilizantes para apoyar la agricultura.
El loess a lo largo del río Mississippi cerca de Vicksburg, Mississippi, consta de tres capas. El Peoria Loess, Sicily Island Loess y Crowley's Ridge Loess se acumularon en diferentes períodos de tiempo durante el Pleistoceno. Los suelos antiguos, llamados paleosoles, se han desarrollado en la parte superior de Sicily Island Loess y Crowley's Ridge Loess. El loess más bajo, el Crowley's Ridge Loess, se acumuló durante la última etapa de Illinoian. El loess medio, Sicily Island Loess, se acumuló durante la primera etapa de Wisconsin. El loess superior, el Peoria Loess en el que se ha desarrollado el suelo moderno, se acumuló durante la última etapa de Wisconsin. Los restos de animales incluyen gasterópodos terrestres y mastodontes.
Oceanía
Nueva Zelanda
Extensas áreas de loess se encuentran en Nueva Zelanda, incluidas las llanuras de Canterbury y la península de Banks. La base de la estratigrafía de loess fue introducida por John Hardcastle en 1890.
América del Sur
Argentina
Gran parte de Argentina está cubierta por loess. En Argentina se suelen distinguir dos áreas de loess: el loess neotropical al norte de los 30° de latitud S y el loess pampeano.
El loess neotropical está formado por limo o arcilla limosa. En relación con el loess pampeano, el loess neotropical es pobre en cuarzo y carbonato de calcio. Algunos científicos creen que la región de origen de este loess son áreas de depósitos fluvio-glaciales en las estribaciones andinas formadas por la capa de hielo de la Patagonia. Otros investigadores destacan la importancia del material volcánico en el loess neotropical.
El loess pampeano es arenoso o de arena limosa.
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