2.8: Sedimento

Cuando el regolito es movilizado o arrastrado, por el agua que fluye, o por el viento, o por mover el hielo glaciar, se le llama sedimento, porque, como implica el término (el verbo latino sedere significa sentarse), finalmente vuelve a descansar como depósito. Aquí voy a tocar sólo algunos aspectos de los sedimentos. Escucharás mucho más sobre el movimiento de sedimentos, y los depósitos de sedimentos, en capítulos posteriores, especialmente los capítulos sobre ríos, glaciares y costas.

Una de las cosas características del sedimento es que tiende a fraccionar, por tamaño, durante el transporte. La razón básica es que un agente transportador dado, como el agua o el viento, que se mueve a una velocidad determinada, puede mover partículas de sedimentos hasta cierto tamaño pero no más grande, aunque otro efecto importante es que el agua o el viento mueven partículas más finas más rápido que las partículas más gruesas. El resultado final de dicho fraccionamiento es que la clasificación de las partículas en el depósito suele ser mucho mejor que en el material original que fue la fuente del material transportado. (La clasificación de un depósito sedimentario describe la dispersión de los tamaños de partícula alrededor del tamaño medio de partícula: en un sedimento bien clasificado los tamaños de partícula se agrupan estrechamente alrededor de la media, mientras que en un sedimento mal clasificado los tamaños de partícula varían ampliamente alrededor de la media.)

Para mayor comodidad y claridad en la comunicación, los geólogos sedimentarios han adoptado una serie de términos para las partículas de sedimento en todo el rango de tamaños de partícula (Figura 2-21). Tal subdivisión se llama escala de calificaciones. Se basa en potencias de dos, por lo que es geométrico (o, lo que resulta matemáticamente ser lo mismo, logarítmico), en lugar de aritmética, por razones obvias pero no fáciles de justificar: por ejemplo, la diferencia de comportamiento entre una partícula de 1 mm y una partícula de 2 mm está ligada a ser mucho mayor que la diferencia de comportamiento entre una partícula de 101 mm y una partícula de 102 mm, ¿verdad? Se puede ver en la Figura 1-20 que en las geociencias cosas como el barro, el limo, la arena y la grava no son solo conceptos cualitativos sino entidades definidas con precisión.

Figura 2-20. Escala de grado Udden—Wentworth para el tamaño de partícula de sedimento.

La lógica detrás de la escala de grado en la Figura 2-20 está bien para materiales bien ordenados, pero ¿qué tal los materiales mal ordenados? Se han propuesto diversas clasificaciones, pero la que es de uso más común (con algunas variaciones) entre los especialistas en regolitos se muestra en la Figura 2-21. Aquí ves qué “marga” (¡tan comúnmente se pronuncia “telar” localmente!) realmente lo es, en el sentido técnico.

Figura 2-21. Sistema convencional para clasificación y terminología de mezclas de sedimentos. (De FitzPatrick, 1986)

Tema Avanzado: Medición del Tamaño de Sedimento

1. Los científicos o ingenieros que se encargan de estudiar los depósitos superficiales suelen tener que medir o caracterizar, de alguna manera, la distribución de los tamaños de partícula. Para partículas grandes, en el rango de tamaños de grava, es posible medir el tamaño de cada pieza por separado, con pinzas, aunque eso es un esfuerzo desafiante a menos que las partículas estén muy bien redondeadas, e incluso entonces el asunto no es del todo sencillo (como sería si las partículas fueran perfectas elipsoides triaxiales). Para tamaños de partícula más pequeños, en el rango de limo a guijarro fino, la forma clásica de medir el tamaño de partícula es tamizando.

2. Así es como se mide el tamaño de partícula mediante tamizado:

• hacer una pila de tamices especiales, desde los más gruesos en la parte superior hasta los más finos en la parte inferior, con una tapa en la parte superior y una sartén en la parte inferior;
• poner una pequeña muestra de depósito en el tamiz superior;
• agitar la pila hasta que las partículas hayan encontrado su tamaño bin;
• pesar cada una de las fracciones en una balanza;
• computar, para cada tamaño de tamiz, el porcentaje en peso total más fino que ese tamaño;
• graficar los resultados en papel cuadriculado con tamaño a lo largo del eje horizontal, logarítmicamente, y, a lo largo del eje vertical, porcentaje en peso más fino que, de 0% a 100%, aritméticamente.

Un ejemplo del resultado, llamado curva de distribución acumulativa (común también en muchas otras aplicaciones de la estadística), se muestra en la Figura 2-22.

Figura 2-22. Una curva típica de distribución acumulativa del tamaño del sedimento.

3. El problema con el tamizado es que funciona bien solo para tamaños de hasta aproximadamente 0.05 mm. Para sedimentos más finos que eso, existen diversas técnicas que involucran la suspensión de la muestra en agua, sedimentación de esa suspensión y muestreo durante la sedimentación. El principio básico es que los tamaños más gruesos se asientan más rápido que los tamaños más finos. Los dispositivos que se utilizan para medir tamaños de partículas finas de esta manera se denominan tubos de sedimentación. El principio rector es que cada partícula tiene una velocidad de caída terminal que es una función de su tamaño. En los últimos años, se han desarrollado una variedad de instrumentos más sofisticados para medir el tamaño de partícula, ya sea óptica o sónicamente, detectando cada partícula a medida que pasa a través de un tubo delgado en suspensión. Dichos instrumentos ahora se pueden obtener “fuera de la estantería”. Todavía existe la difícil cuestión de intercalibrar entre los resultados de tales instrumentos y los tubos de sedimentación tradicionales.