En este post hablaremos de los procesos de formación de suelos. No vamos a hacer un análisis pormenorizado de todos ellos, pues no es el objeto de este trabajo, aunque sí enunciaré, como ejemplo, aquellos que tienen mayor incidencia en los suelos desarrollados en el ámbito mediterráneo. Me referiré especialmente a los procesos que tienen lugar en su interior, y se produce transformación de compuestos. Una vez que la materia orgánica llega al suelo (1), bien en superficie (hojas, ramas, frutos, restos de animales), bien en profundidad (penetración por las grietas, restos de animales muertos), después de un proceso de alteración física (troceado, suspensión, etc), comienza el proceso de la “humificación”, por el cual la materia orgánica es transformada en compuestos de estructura distinta a la de su origen. Se diferencia dos tipos de sustancias, las denominadas sustancias no húmicas (materia orgánica de características químicas conocidas: glúcidos, proteinas, aminoácidos, etc.) y las denominas sustancias húmicas (materia orgánica sin características específicas, constituidas fundamentalmente por núcleos aromáticos de elevado peso molecular). Este conjunto de sustancias estructuran el suelo y determinan su comportamiento.

Suelos de tonalidades rojas típicos de los ambientes

 mediterráneos Acuarelas del Profesor Kubiena (CSIC 1952)

Otro proceso que afecta al suelo, en este caso en su constituyente inorgánico, es el proceso de la “rubefacción”. Consiste en una deshidratación de los óxidos de hierro liberados por la alteración de los minerales. Esta deshidratación, que es casi irreversible, se debe a desecaciones estacionales muy bruscas y confiere al suelo un color rojo muy intenso.

En regiones de clima atlántico templado o semicontinental, con medios biológicamente activos y con buena aireación, se da el proceso de “empardecimiento”, por el cual, el hierro liberado sirve de enlace entre las arcillas y los compuestos húmicos, favoreciendo  una buena estructuración. La mayor humedad del clima no permite la deshidratación de los óxidos de hierro y por tanto el color del suelo es pardo.

Otro proceso de especial importancia en climas mediterráneos es el de “calcificación”, por el que se produce una acumulación de carbonato cálcico en algunos horizontes subsuperficiales (2). La caliza que existe en el material original o la que se genera como consecuencia de la alteración de minerales (plagioclasas, piroxenos, etc.), se solubiliza en forma de bicarbonato durante los periodos húmedos. Desciende a través de las grietas por el perfil y precipita, nuevamente como carbonato, en profundidad en las épocas secas. Este proceso da suelos con pH alcalinos y en ocasiones concreciones calizas en los distintos horizontes.

Estos son algunos de los procesos más característicos que tienen lugar en el interior del suelo, por ellos, los materiales se transforman en función de reacciones químicas, reguladas por la presencia de agua y contraste de temperatura. Ahora bien, en el interior del suelo no solo se producen reacciones de “transformación”, también hay procesos de “translocación”, según los cuales la materia se moviliza en sentido vertical dentro del suelo. Como indicamos anteriormente estos también son muy numerosos, por lo que definiré únicamente aquellos que son más frecuentes en los suelos de la Península Ibérica (3).

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Comenzamos con el proceso de “argiluviación”, consiste en la acumulación de arcilla en horizontes subsuperficiales. Para que la iluviación (transporte) pueda tener lugar es necesario que la arcilla este dispersa, es decir no puede estar unida a carbonatos u óxidos.

“Queluviación” es el proceso por el cual hierro, aluminio y humus es desplazado de la superficie al interior del suelo. Forma parte de un proceso más complejo que es el de la “podsolización”, por el se forma un horizonte de color blanquecino donde se acumula cuarzo y otros minerales resistentes a la alteración.

“Eluviación”, “lavado”, “lixiviación”, son procesos que definen distintos mecanismos de migración de componentes a lo largo del perfil.

Por último señalaremos el proceso de “erosión” que consiste en la pérdida de los horizontes superficiales por arrastre de los elementos que los constituyen.

Bloque diagrama de un suelo

Todos estos factores y procesos son necesarios para la formación del suelo, el conjunto y su interrelación determinan las características de la edafosfera, y como ya dijimos al principio, si falta no sería posible la existencia de vida como hoy la conocemos. En ella no solo encontramos los nutrientes para el alimento de las plantas, también es el universo de multitud de animales que lo habitan: grandes vertebrados (ratones, topos, conejos), invertebrados artrópodos y no artrópodos (hormigas, termitas, lombrices), insectos, arácnidos, nematodos, etc. Todos constituyen la fauna del suelo (4), que junto a la flora, conviven y desarrollan una intensa actividad que permite la existencia de una gran variedad de especies necesarias para mantener esa capa superficial que es la casa donde nosotros habitamos.

Otro aspecto del estudio de los suelos lo constituye el análisis de procesos formativos en épocas diferentes a las actuales. Los suelos no solo son el almacén de nutrientes o nicho de vida, son además reservorios de nuestra historia, en ellos encontramos restos del pasado que nos ayudan a reconstruir la evolución del planeta. El estudio de paleosuelos fósiles puede resultar de gran interés para llegar a conocer ambientes de un determinado momento geológico. Así, por ejemplo, el estudio de “suelos rojos precámbricos” (paleosuelos fósiles con más de 600 millones de años) ha proporcionado información acerca del desarrollo de la atmósfera terrestre inicial. Análogamente, los “paleosuelos ordovícicos” (paleosuelos pertenecientes a la Era Primaria con más de 400 millones de años) son indicadores útiles de la composición de la atmósfera en el tiempo en que se formaron.

Pero el estudio del suelo no es solo “lo que fue”, ni tan siquiera “como es”, el estudio del suelo en el futuro, es mucho más ambicioso, debe incluir el impacto que supone su utilización en todos los aspecto de la vida: técnicos, jurídicos, sociales, económicos, sanitarios, incluyendo, también, la calidad del ambiente. No se pueden hacer estudios del cambio climático, o de la gestión de residuos, o de la eutrofización, sin contar con el suelo. No podremos entender la contaminación de aguas superficiales o subterráneas, sin contar con el suelo, no podremos estudiar el impacto por metales pesados y fitosanitarios (fungicidas, insecticidas, etc.), en plantas y aguas, sin contar con el suelo. En una palabra, no podremos sustraernos a la trascendencia del suelo si queremos encontrar respuestas capaces de solucionar, no solo problemas ambientales, sino también problemas sociales.

Empezábamos este artículo preguntándonos, ¿qué hay debajo de este paisaje?, y no se si he acertado con la respuesta, pero he querido trasmitir la complejidad que supone analizar cualquier componente del medio natural. Hoy día no se puede entender la ciencia desde una óptica compartimentalizada y sin conexión entre las disciplinas, porque los límites cada vez son más difusos. Murray Gell Mann (5), premio Nobel de Física en 1969, afirma en su libro “Del Quark al Jaguar” “En la actualidad, la red de interrelaciones que conecta el género humano consigo mismo y con el resto de la biosfera es tan complejo que todos los aspectos se influyen mutuamente en grado extremo”. Sentimientos al contemplar un lugar, desarrollo económico, aspectos sanitarios, clima, geología, vegetación, suelos, se mezclan de manera que la naturaleza y el hombre son inseparables si queremos hacer que ambos sobrevivan. El deterioro de la naturaleza, en cualquiera de sus componentes, afecta directamente a la totalidad del sistema y si no mantenemos equilibrada la ecuación entre el gasto y la recuperación de recursos naturales, el hombre no podrá mantener su actual estado de comodidad.

Me permito terminar con unos versos de Antonio Machado (6), poeta que supo unir la estética de la palabra con la estética de la naturaleza, y donde recoge el peligro que supone para el hombre y el medio natural, perder su relación.

            El hombre de estos campos que incendia los pinares

            y su despojo aguarda como botín de guerra

antaño hubo raído los negros encinares,

            talado los robustos robledos de la sierra.

            Hoy ve sus pobres hijos huyendo de sus lares;

            la tempestad llevarse los limos de la tierra

por los sagrados ríos hacia los anchos mares;

 y en páramos malditos trabaja, sufre y yerra.     

Tercera parte del artículo remitido por el Autor a la Revista de la Sociedad Española de Historia Natural. Publicado en el número 6 de Marzo de 2004, paginas : 67-74

Referencias

 [1] Ph. Duchaufour (1984). Edafología I: Edafogénesis y clasificación. Masson (Eds). Barcelona.

2 P. Driessen, J. Deckers, O. Spaargaren y F. Nachtergaele. (2001). Lecture notes on the major soils of the world. World Soil Resources Reports 94. FAO Roma.

3 J. Porta et al. 1994.

4 H. D. Foth (1985). Fundamentos de la Ciencia del Suelo. CECSA (Ed). México.

5 M. Gell-Mann (1985). The Quark and the Jaguar. Aventures in the Simple and the Complex. METATEMA. Tusquets (Ed). Barcelona.

66Antonio Machado (1917). Campos de Castilla. Poema “Por las Tierras de España”

Antonio López Lafuente

En primer lugar hay que hacer algunas consideraciones generales sobre qué entendemos por suelo y cuál es su relación con el medio natural. El conocimiento científico del suelo tiene su origen a finales del Siglo XIX cuando Dokuchaev dio a conocer sus trabajos, donde se reconocía por primera vez que los suelos están formados por varias capas. Posteriormente, este mismo autor, pone de manifiesto la relación existente entre las propiedades de los suelos y los factores ambientales, en particular el clima y la vegetación. Desde entonces los investigadores que se dedican a la “Edafología” (ciencia que estudia el suelo) han ido analizando las propiedades y características de las distintas capas que se encuentran entre la atmósfera y la roca, y así a través de su conocimiento, llegar a definir con la mayor exactitud posible que se entiende por suelo. Hoy día no hay una definición aceptada por todos, ya que por un lado,  el conocimiento que tenemos del mismo es aún parcial, y por otro, porque la palabra “suelo” tiene muchos significados en función de quien la utilice.

Bloque Diagrama del Suelo. Fuente: APA

El diccionario de la lengua española define el suelo como: “Terreno en el que viven o pueden vivir las plantas”, como acepción más próxima al significado que estamos analizando. Es por tanto considerado como soporte y fuente de nutrientes para cultivos o masas forestales. También se estudia como soporte para actividades urbanísticas, su capacidad de poderse comprimir o dilatar hace que determinados suelos no sean aptos para la construcción. Se estudia por sus propiedades correctoras para su uso en invernaderos, jardines, campos de golf, etc. Se analiza su capacidad de intercambio iónico en los procesos de contaminación. Puede ser considerado también como un ecosistema, porque en su interior organismos vivos, compuestos orgánicos e inorgánicos están interrelacionados.

 Consecuencia de esta gran diversidad se dan definiciones parciales, difíciles de generalizar y que solo reflejan una parte del total. Desde el punto de vista del edafólogo, y atendiendo a las últimas concepciones, el suelo lo podríamos definir como: un sistema complejo órgano-mineral, no renovable a corto plazo, situado entre la atmósfera y la litosfera, capaz de permitir la vida y la existencia de todos los ecosistemas terrestres y de las actividades asociadas.

Según esta definición el suelo, como todo recurso natural, se despliega en el espacio y evoluciona con el tiempo. Aparece el concepto de “edafosfera (1)” (equivalente a los de biosfera, hidrosfera, etc.), entendiendo como tal la capa que constituye la cubierta en la superficie terrestre. Desde esta perspectiva, la edafosfera puede caracterizarse por atributos tales como extensión o volumen, y presentar propiedades físicas, químicas y biológicas. Asimismo, ya sea mediante su evolución natural, ya como resultado de las actividades humanas, la edafosfera  puede dilatarse, contraerse, aumentar o disminuir de volumen, mutar cuantitativa y/o cualitativamente sus propiedades, deteriorarse o contaminarse.

Por tanto la edafosfera se le puede considerar como un sistema de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida esta formada por partículas minerales que constituyen el esqueleto estructural en el que se adsorbe el humus o partículas orgánicas. Entre las partículas de la fase sólida existen espacios porosos ocupados por las fases líquida y gaseosa. La fase líquida esta constituida por agua, y condiciona muchas de las propiedades que este tiene, en cuanto a procesos de disolución y dispersión de sustancias. El agua procede principalmente de las precipitaciones, ocupa los espacios porosos de tamaño medio, y rodea los componentes orgánicos y minerales del suelo. La fase gaseosa, atmósfera del suelo, ocupa los poros no saturados por el agua. A modo de ejemplo, si tuviéramos que cuantificar, desde el punto de vista del cultivo, un suelo podría mantener un equilibrio estructural con un  45% de materia mineral, un 5% de materia orgánica, un 25% de agua y un 25% de aire. Mayor proporción de agua representaría un peligro de encharcamiento, lo que condicionaría pérdida de oxígeno y asfixia en el sistema radicular.

Factores Formadores: CENAMEC Venezuela

Una vez conocido que entendemos por suelo, describiremos, someramente, los factores  ambientales que intervienen para su formación. Como hemos visto el suelo es la conjunción de materia orgánica, materia inorgánica, agua y compuestos en estado gaseoso, por ello los factores que intervienen en su formación son cinco: material original, organismos, clima, topografía y tiempo. Todos ellos de igual importancia, ya que cada uno es absolutamente esencial para determinar la dirección, velocidad y duración de los procesos que darán lugar a la formación del suelo. No obstante, aunque estos son los factores que clásicamente se consideran imprescindibles, hay además que destacar el papel desempeñado por la erosión, los factores hidrológicos, el hombre y la contaminación.

Centrándonos en los cinco que denominamos clásicos, analizaremos brevemente algunas de sus características.

Comenzaremos por el material original. Se le puede definir como un elemento pasivo en la edafogénesis sobre el que actúan otros factores que lo transforman. Este material original aporta principalmente los minerales al suelo y representa el estado inicial del sistema. Puede ser una roca consolidada, un depósito no consolidado o un suelo preexistente.

Consideramos roca consolidada a materiales autóctonos: rocas de origen ígneo -granito, diorita, basalto-, rocas de origen metamórfico -pizarras, esquistos, mármol- o, rocas de origen sedimentario -caliza, dolomía, yeso-. Son depósitos no consolidados los formados por restos procedentes de la alteración física de otros materiales. Es el caso de sedimentos lacustres, loess, cenizas volcánicas, coluviones, etc. El suelo a su vez puede ser origen de otro suelo cuando ha quedado enterrado como consecuencia de procesos geológicos o erosivos.

Los organismos que influyen en el desarrollo de los suelos abarcan desde seres  microscópicos hasta grandes mamíferos, incluyendo al hombre. De hecho, casi cada organismo que vive sobre la superficie de la Tierra afecta al desarrollo del suelo en una u otra forma. Su descomposición y posterior alteración se transforma en humus que se incorpora a la estructura del suelo. Plantas, vertebrados, microorganismos, mesofauna y hombre incorporan al suelo elementos específicos que tras el proceso de “humificación” -transformación de la materia orgánica en compuestos húmicos-y en su caso de “mineralización”-transformación de los compuesto húmicos en elementos inorgánicos- determinarán las características de las capas u los horizontes formados.

Otro de los factores formadores es el clima, las condiciones de precipitación y temperatura que tienen lugar a lo largo del año determinan muchas de las propiedades de los suelos. Presenta el clima una acción directa sobre la humedad y la temperatura del suelo y una acción indirecta a través de la vegetación. Interviene en la formación del sustrato al controlar el tipo y la intensidad de los procesos. Así, la precipitación condiciona, el lavado, lixiviación y queluviación de sustancias, y la temperatura incide directamente en la cantidad de energía que recibe el sistema.

La topografía se refiere al aspecto de la superficie terrestre y es sinónimo de relieve. Incluye tanto a las grandes cordilleras como a los pequeños montículos o a las ligeras vaguadas.

La naturaleza del relieve es uno de los factores de estación (locales) que más afecta a la génesis de los suelos, modificando el desarrollo del perfil de varias formas. Por ejemplo: influye en la cantidad de agua absorbida por el suelo, determina la erosión de los horizontes superficiales, favorece o impide la movilización de sustancias en la solución del suelo, etc.

En la plataforma superior, como la superficie es más estable se encuentran los suelos más viejos, con horizontes más desarrollados. En el fondo de valle, se encuentran los suelos formados por horizontes superficiales influenciados por el aporte de materiales, y los horizontes profundos, en muchos casos, con propiedades de hidromorfía, que les imprime un color más grisáceo. En posiciones de ladera, encontramos suelos sometidos a constantes procesos de rejuvenecimiento, por lo que el desarrollo del perfil es menor, impidiendo se formen, en las zonas de más pendiente, horizontes minerales de alteración.

Ahora bien, el suelo como ya indicamos al principio, es un bien no renovable a corto plazo, y esto se pone de manifiesto cuando tratamos el tema del tiempo que tarda en formarse. La formación de un suelo es un proceso muy lento que requiere miles y hasta millones de años y como eso supera con mucho a la vida humana, resulta imposible hacer afirmaciones categóricas acerca de las diversas etapas de su desarrollo. Los cambios periódicos en el clima y la vegetación introducen otra complicación, que a menudo desvía las rutas de la formación del suelo en una u otra dirección. No todos los suelos se han estado desarrollando durante el mismo periodo de tiempo, la mayoría iniciaron su evolución en varios momentos de los últimos 100 millones de años, aunque su desarrollo ha estado condicionado por los diferentes periodos geológicos que han tenido lugar durante este tiempo.

Los suelos jóvenes, de menos de 10.000-15.000 años, que corresponde aproximadamente al Holoceno, se han formado en unas condiciones del medio, en concreto del clima, muy semejantes a las actuales. Se denominan suelos de ciclo corto, monocíclicos o monogénicos, o simplemente suelos actuales. Por el contrario, a medida que un suelo es más viejo, mayor es la posibilidad de que su evolución se haya visto afectada por los cambios climáticos que han tenido lugar a lo largo del Cuaternario.

Analizaremos algunos ejemplos aclaratorios que ilustran la complejidad en la formación de los suelos. La capa edáfica puede empezar a desarrollarse en condiciones muy favorables, entendiendo por ello clima húmedo y materiales volcánicos, en menos de 100 años. Sin embargo, sobre calizas duras y clima templado-frío, 1 cm de suelo tardaría en formarse alrededor de 5.000 años. Un horizonte superficial (Ah húmico), tarda entre 1 y 1.000 años; un horizonte de alteración (Bw cámbico) más de 1.000 años. Un Vertisol, suelo que tiene más de un 30% de arcillas hinchables (esmectitas) en todos los horizontes, tardaría entre 3.000 y 18.000 años; un Ultisol, suelo de climas templados y húmedos, con horizonte argílico y baja saturación en bases, tardaría más de 1.000.000 de años. Por último un Oxisol, suelo rojo compuesto de cuarzo, caolinita, óxidos de hierro y aluminio, con pequeñísimas proporciones de materia orgánica, tardaría en formarse entre 1 y 2 millones de años.

De cualquier forma, se puede resumir que si las condiciones son favorables, el material original puede transformarse en un suelo “inmaduro” en un periodo de tiempo relativamente corto, menos de 1.000 años. Esta etapa se caracterizaría por la acumulación de materia orgánica en la superficie y por la escasa alteración. Sólo se encontrarían los horizontes A y C y las propiedades del suelo en gran parte serán heredadas del material de partida. Si ha transcurrido suficiente tiempo, el suelo llega a la etapa “madura” con desarrollo del horizonte B. Finalmente si existe gran diferenciación en las propiedades de los horizontes A, B y C, el suelo se encuentra en la etapa de “edad avanzada”, donde la fertilidad es menor. En el grado máximo de evolución pueden llegar a convertirse en suelos improductivos donde no es posible el desarrollo de vida.

Hemos tratado hasta aquí los factores que intervienen para originar un suelo, pero estos no explican su formación si no los relacionamos con los procesos que tienen lugar, concretados en un conjunto de reacciones y redistribución de la materia. Alacizaremos estos últimos en nuestro siguiente post.

Segunda parte del artículo remitido por el Autor a la Revista de la Sociedad Española de Historia Natural. Publicado en el número 6 de Marzo de 2004, paginas : 67-74

Referencias

[1] J.J. Ibáñez y J. Boixadera (2002). The search for a new paradigm in pedologyy. In: Soil Classification 2001, FAO. Italy.

2 J. Porta, M. López-Acevo y C. Roquero. (1994). Edafología. Para la agricultura y el medio ambiente. Mundi-prensa (Eds). Madrid.

Antonio López Lafuente

¿Qué hay debajo de esa imagen qué retenemos en nuestra memoria cuando nos impresiona un paisaje?, ¿cómo se han originado esas formas y esos colores?, ¿porqué en este lugar?, ¿porqué es así en este momento?. Estas son algunas de las preguntas que nos surgen cuando contemplamos un determinado ambiente. Formas, colores, luz, sentimientos, se entremezclan para reproducir una imagen que recordamos con el paso del tiempo y que representa la expresión de un escenario natural. Son muchos los elementos que intervienen en la percepción del paisaje, y muchas las interpretaciones que hacemos de su contenido. El análisis de cada uno de sus componentes solo nos aporta una impresión limitada de la realidad, cada elemento tiene su expresión y es resultado de múltiples combinaciones en el tiempo. Las formas del relieve  son el resultado de todos los procesos biológicos, geológicos, atmosféricos e hidrológicos, que han tenido lugar en una región. Clima, suelo y topografía determinan la vegetación. Clima, materia orgánica animal y vegetal, topografía y roca, condicionan el tipo de suelo. Suelo, vegetación, clima y relieve, condiciona a los habitantes. Colores, formas del relieve, tipo de vegetación, sentimiento del observador, condicionan una sensación, y el conjunto de todas ellas nos proporciona un recuerdo.

El paisaje natural tiene una doble connotación (1), la que surge de los sentidos: valoración subjetiva del observador, y la que se desprende del estudio de los componentes y procesos físicos, químicos y biológicos que en él tienen lugar. La valoración conjunta ofrece la dimensión adecuada del mismo, sentimientos y procesos definen una realidad, donde se relacionan, no solo la supervivencia de las especies que él habitan, sino también, el desarrollo económico y cultural de la región.

Paisaje Diapírico de Poza de la Sal

Como vemos son múltiples los elementos que intervienen y variadas las combinaciones que definen un paisaje, pero no cabe duda, que hay determinados paisajes que se identifican por elementos concretos: una veces su historia, otras su utilidad, otras su belleza, y en algunos casos también por su propiedad. Se integra, por tanto, el hombre en el paisaje y  hace que la naturaleza alcance una dimensión que trasciende su propio carácter al añadirle el plano de lo sociocultural. La historia de nuestros antepasados y del propio planeta esta presente en cada palmo de terreno que observamos, y no podemos sustraernos a la importancia que representa en cada observador ese territorio, ni ese territorio en el conjunto del planeta.

Un ejemplo de conexión entre paisaje, como ecosistema autóctono, y sus habitantes, donde seres humanos y naturaleza encontraron desde antaño su equilibrio, lo constituyen las formaciones diapíricas de procedencia salina, repartidas por diferentes lugares de la Península Ibérica. En ellos, la explotación de su riqueza, en este caso la sal, marcó la economía del lugar.