CAPÍTULO 4 (j)
El Ciclo Hidrológico
| Figura 4 - 31: Ciclo Hidrológico |
En este punto analizaremos el ciclo que cumple el agua a través de todos los procesos naturales en los cuales está involucrada, partiendo del momento en el cual precipita en forma de líquido o sólido (nieve, o hielo), sobre la superficie terrestre. A este ciclo se lo llama ciclo hidrológico (figura 4-31, figura 1-14)), como ya adelantamos en un capítulo previo. Una parte del agua precipitada se evapora directamente a partir de las superficies humedecidas por la lluvia, o desde la superficie de las plantas sobre las cuales cayó. Otra parte, impulsada por la fuerza gravitatoria, se mueve por las distintas superficies de la tierra, encauzándose para formar arroyos y ríos que tienden a fluir hacia el mar.
También otra porción del agua precipitada se infiltra a través de las grietas y de los poros del terreno. Del total de agua infiltrada, una parte es absorbida enseguida por las raíces de los vegetales, pasando nuevamente a la atmósfera como vapor, merced al proceso fisiológico denominado evapotranspiración. Otra parte del agua infiltrada satura los poros y grietas de las rocas, acumulándose temporalmente como agua subterránea y regulando el caudal de las corrientes de agua superficiales.
Parte de esta agua subterránea puede ascender por procesos capilares hasta la superficie, donde se evapora hacia la atmósfera. Otra porción es tomada por las raíces de las plantas, evapotranspirándose. Una porción muy importante fluye subterráneamente hacia lugares más bajos, reapareciendo en la superficie a modo de manantiales, o surgiendo directamente en el fondo de cursos de agua e integrándose a los mismos.
Se considera que el volumen instantáneo de agua circulante sobre la superficie de la Tierra como parte del ciclo hidrológico, es del orden de los 45.000 km3. Para tener una idea aproximada de lo que significa ese volumen, el mismo es equivalente a un canal de mil metros de ancho, por un metro de profundidad, que daría 1.125 veces la vuelta al planeta a lo largo del Ecuador. De ese volumen, el total estimado para todos los cursos de agua del planeta es de 2.120 km3. A su vez se estima que el agua que fluye superficialmente hacia los océanos se renueva aproximadamente cada 14 días. Y tal renovación significa un aporte constante al proceso de erosión hídrica.
El Trabajo del agua circulante sobre la superficie terrestre
| Figura 4 - 32: inicio del proceso erosivo fluvial: formación de cárcavas, o carcavamiento (VIcksburg; Mississippi, EUA.) |
1) Erosión: Toma de los fragmentos previamente desprendidos de las rocas por los procesos de meteorización.
2) transporte de los fragmentos erosionados.
3) depositación de los fragmentos transportados.
Erosión y Carcavamiento
Erosión y Carcavamiento
El agua de las precipitaciones líquidas podrá escurrir de diferentes maneras, según sea: a) la intensidad de la lluvia; b) la magnitud de las pendientes; c) las características del suelo donde caigan: suelos con o sin protección vegetal; suelos permeables (arenas, gravas) o escasamente permeables (arcillas). En función de esas tres variables el agua podrá escurrir de muchas formas diferentes y en función de ello la erosión variará desde prácticamente nula, a muy intensa.
| Figura 4 - 33: Paisaje muy erosionado formando 'tierras malas' (Dakota del Sur, EUA) |
En estos casos el agua suele escurrir en forma de pequeñas corrientes (= 'escurrimiento en filetes', o 'regueros') frecuentemente interconectadas denominadas 'rills', o 'arroyadas' (figura 4-34), cubriendo las pendientes con una densa red.
Cuando el agua de lluvia cae sobre superficies irregulares en una determinada cuenca hídrográfica dentro de la cual existan porciones elevadas separadas por depresiones de tamaños diversos, es normal que parte del agua precipitada se infiltre y el resto fluya superficialmente a las partes más bajas del terreno, donde podrá formar corrientes menores. Por su parte estas últimas pueden confluir formando corrientes cada vez mayores, las que tendrán más energía cinética que las anteriores y por lo tanto podrán ejecutar más trabajo. En consecuencia, si el terreno por el cual circulan no tiene adecuada protección vegetal y el material es relativamente lábil, comenzarán a erosionar ( = a movilizar materiales de la corteza terrestre) y comenzarán a producir importantes 'cicatrices' de erosión denominadas carcavas (figura 4-32). Durante una lluvia torrencial (o durante un intenso derretimiento de nieve), las cárcavas crecerán en profundidad, en ancho y en extensión pendiente arriba, en un proceso que se denomina erosión retrocedente.
Mientras exista flujo de agua suficiente, ese proceso de erosión encauzada avanzará aguas arriba en el sentido de las pendientes. Con el tiempo y en función de la magnitud del caudal que circule por ellas, esas cárcavas pueden seguir retrocediendo hasta formar largos y profundos surcos de paredes abruptas denominados 'cañones' (gorges, en inglés), especialmente si esos surcos alcanzan el nivel freático local y se genera un flujo de agua permanente o casi permanente. Este proceso erosivo puede avanzar más allá de las pendientes originales que forman el límite de su cuenca hidrográfica (límite denominado interfluvio), capturando cuencas hidrográficas vecinas, las que comenzarán a drenar a través de esta cuenca.
La parte superior de una cárcava (cabecera, o ''knick-point'') suele tener una pendiente pronunciada, pudiendo ser hasta vertical, en función del tipo de material sobre el cual se haya excavado. Durante las lluvias, en este punto el agua que comienza a encauzarse cae de forma turbulenta a modo de una cascada que produce intensa erosión, tanto de fondo como retrocedente, por lo que la cárcava retrocede rápidamente. En función de la cohesión de los materiales sobre el que fluya el agua, a veces puede retroceder decenas de metros en cada lluvia, como ocurre en las cárcavas formadas sobre depósitos de loess.
En la formación de las cárcavas son reconocidos cuatro estadios:
1) Formación de una 'cicatriz' inicial, generalmente poco profunda, a lo largo de un flujo de agua encauzado.
2) Profundización del fondo de la cicatriz inicial formando una verdadera cabecera, o "knick point", de altura apreciable. Esa profundización es muy pronunciada, dado que la erosión de fondo trata de alcanzar rápidamente el nivel de base de ese flujo de agua.
3) El tercer estadio comienza cuando la cárcava profundizó su fondo hasta el nivel de base. A partir de allí el perfil del fondo se suaviza y la cárcava se ensancha; suele existir remoción en masa ( = caída de material) desde sus laterales, aunque los depósitos producto de la remoción en masa son removidos rápidamente pendiente abajo por nuevos flujos de agua.
4) El cuarto estadio es la extinción de la cárcava. Disminuye la erosión basal; se suaviza la pendiente de la cabecera; las pendientes de los laterales de la cárcava alcanzan el ángulo de reposo y son cubiertas por vegetación, mientras que el fondo de la cárcava se cubre por material aportado por la erosión de las laderas. Si el fondo de la cárcava alcanza el nivel local del agua subterránea freática, por su fondo comienza a correr una corriente permanente de agua de magnitud variable, comenzando a formarse un valle fluvial.
El carcavamiento ocurre muy frecuentemente en terrenos con suelos caracterizados por ser poco cohesivos y generalmente aptos para labores agrícolas y ganaderas, por lo cual generan grandes inconvenientes. Existen diversas medidas para detener el desarrollo de las cárcavas. Todas ellas tienden a disminuir el gradiente y a atrapar localmente los sedimentos transportados por el agua a su través. Pero lo más aconsejable es no dar lugar a la formación de la “cicatriz” inicial. Esto generalmente se logra no afectando la cubierta de vegetación que cubre y protege a los materiales susceptibles de ser erosionados por el agua.