18.1: Materia Frontal

¿Qué es un desierto?

Alrededor del 30% de la superficie terrestre del mundo es árida o semiárida. Esto incluye gran parte de las regiones polares, donde ocurre poca precipitación y por lo tanto se consideran desiertos polares. Los desiertos suelen clasificarse por la cantidad de precipitación que cae (menos de 10 pulgadas), por la temperatura que prevalece, o por ubicación geográfica. Si bien los extremos de temperatura suelen estar asociados con desiertos, no los definen. Los desiertos presentan temperaturas extremas debido a la falta de humedad en la atmósfera, incluyendo la baja humedad y la escasa cobertura de nubes. Sin nubosidad, la superficie de la Tierra absorbe más energía del Sol durante el día y emite más calor por la noche.

Figura 18.1: El Valle de Panamint ubicado en el tramo noreste del Desierto de Mojave.

 

Una persona que estudia los desiertos y procesos desérticos puede tener muchos títulos incluyendo geomorfólogo, sedimentólogo o científico del clima. Como muchos otros geocientíficos, trabajar con otras disciplinas es común, con una fuerte influencia tanto de las matemáticas como de la tecnología. Muchos son empleados por universidades donde enseñan y/o realizan investigaciones, y agencias estatales y federales, incluyendo estudios geológicos, como el Servicio Geológico de California o el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). Otras trayectorias profesionales incluyen políticas ambientales y legislación y consultoría, a través del sector privado o agencias estatales y federales. Muchas de estas opciones de carrera requieren un título universitario y un trabajo de posgrado. Si este camino es de tu interés, habla con tu instructor de geología para que te asesore. Recomendamos completar tantos cursos de matemáticas y ciencias como sea posible. También, visite Parques Nacionales, Parques estatales de CA, museos, espectáculos de gemas y minerales, o únase a un club local de rock y minerales. Por lo general, los museos de historia natural tendrán maravillosas exhibiciones de rocas, incluidas las de su región local. Aquí en California, hay una serie de grandes colecciones, incluyendo el Museo de Historia Natural de San Diego, el Museo de Historia Natural del Condado de Los Ángeles, el Museo de Historia Natural de Santa Bárbara y el Museo de Historia Natural Kimball. Muchos colegios y universidades también tienen sus propias colecciones/museos.

¿Cómo se desarrollan los desiertos?

Los desiertos no se encuentran al azar en la superficie de la Tierra, sino que muchos desiertos se reúnen en distintos cinturones o regiones. Por ejemplo, el hundimiento, las corrientes de aire seco que ocurren a 30° al norte y al sur del ecuador producen muchos de los desiertos más famosos, incluido el desierto del Sahara en África. Estas áreas se conocen comúnmente como desiertos subtropicales (Figura 18.2).

Figura 18.2: Mapa del mundo con latitudes principales y tipos de desierto.

 

Los desiertos subtropicales son los más calurosos. En EU, los chihuahuenses, sonorenses y Mojave son todos ejemplos de desiertos subtropicales (Figura 18.3). Estos desiertos suelen ser muy calurosos y secos en verano y más frescos y secos en el invierno. Las precipitaciones sí ocurren, pero son ráfagas cortas, lo que puede llevar a inundaciones repentinas.

Figura 18.3: Principales regiones desérticas del oeste de Estados Unidos.

 

Las áreas secas ubicadas a lo largo de una costa se denominan desiertos costeros. Los desiertos costeros suelen ocurrir en áreas frías a cálidas a lo largo de las costas occidentales de continentes entre 20° y 30° de latitud y tienen inviernos fríos y veranos largos y cálidos. Los vientos costeros soplan en un patrón oriental (desde el interior del continente) y evitan que la humedad se mueva hacia la tierra. Los ejemplos incluyen el desierto de Namib en África (Figura 18.4) y el desierto de Atacama en Chile, el lugar más seco de la Tierra.

Figura 18.4: Desierto de Namib que se encuentra con el Océano Atlántico, ejemplo de un desierto costero.

 

Otros desiertos se pueden encontrar en la sombra de lluvia creada a partir de los vientos predominantes que soplan sobre cadenas montañosas (Figura 18.5). A medida que el viento impulsa el aire hacia arriba y sobre las montañas, la humedad atmosférica se libera como nieve o lluvia. La presión atmosférica es menor en elevaciones más altas, lo que hace que el aire cargado de humedad se enfríe. El aire frío retiene menos humedad que el aire caliente, y la precipitación ocurre a medida que el viento sube por la montaña. Después de liberar su humedad en el lado de barlovento de la montaña, el aire seco desciende en el lado de sotavento o sotavento de las montañas para crear una región árida con poca precipitación llamada sombra de lluvia. La mayoría de los desiertos de sombra de lluvia en el oeste de Estados Unidos, incluido el desierto de la Gran Cuenca, se deben a las cordilleras Sierra Nevada y Cascade (Figura 18.3).

Figura 18.5: La elevación orográfica produce desiertos de lluvia y sombra.

 

Por último, los desiertos polares, como las vastas zonas de la Antártida (Figura 18.6) y el Ártico, se crean a partir del aire que se hunde demasiado frío para retener mucha humedad. A pesar de que están cubiertos de hielo y nieve, estos desiertos tienen precipitaciones promedio anuales muy bajas. En consecuencia, la Antártida es el continente más seco de la Tierra.

Figura 18.6: La Antártida es el quinto continente más grande de la Tierra y está cubierta de hielo y es un desierto. La lluvia o la nieve caen con poca frecuencia y cuando hace nieve, la nieve a menudo no se derrite y se acumula a lo largo de muchos años para hacer grandes y gruesas capas de hielo.

 

Procesos de meteorización y erosión en desiertos

Durante nuestra sección sedimentaria discutimos la meteorización y la erosión en detalle. Recuerde que el agua actúa como un agente importante de meteorización tanto física como química, y en climas desérticos el agua es escasa, lo que en general resulta en una tasa de meteorización mucho más lenta. Sin embargo, cuando grandes cantidades de precipitación caen durante un corto período de tiempo, como durante la temporada de lluvias, es probable que ocurran inundaciones repentinas y flujos de lodo y/o escombros y son responsables de grandes cantidades de meteorización y erosión rápidas (Figura 18.7).

Figura 18.7: Una serie de tormentas inusuales en octubre de 2015 causaron grandes cantidades de daños en todo el Parque Nacional Valle de la Muerte. Las inundaciones repentinas destruyeron porciones significativas de múltiples carreteras y dañaron gravemente varias estructuras históricas en el Castillo de Scotty y depositaron escombros en Devils Hole.

 

Como aprendimos sobre la escorrentía superficial en el Capítulo 9, el tamaño máximo de partícula que el agua puede transportar está ligado a la velocidad, por lo que las inundaciones repentinas de alta velocidad juegan un papel importante en la deposición del desierto También son una seria preocupación para los viajeros del desierto que deben prestar atención al clima regional. La escorrentía superficial en los desiertos lucha por infiltrarse en el suelo porque el flujo compacta la superficie, las plantas son menos comunes a los flujos lentos y los suelos en los desiertos pueden volverse hidrófobos. Por lo general, el agua se escurre como lavado de hojas para arrojar canales llamados arroyos o un lavado en seco que puede estar seco durante parte o la mayor parte del año. Los canales efímeros secos se llenan rápidamente, creando una masa de agua y escombros que se carga por el canal, a veces desbordando las orillas del arroyo. Las personas que entran o acampan en tales canales han sido arrastradas por estas repentinas inundaciones repentinas.

El viento es otro agente notable de meteorización y erosión en los desiertos. Con menos energía que el agua, el transporte de viento normalmente puede mover arena, limo y sedimentos del tamaño de arcilla, pero, al igual que el agua, el tamaño máximo de la carga depende de la velocidad. Por lo general, el material del tamaño del limo y la arcilla, como en tormentas de polvo o haboobs, puede transportarse millas hacia la atmósfera y viajar por todo el mundo. El polvo del desierto del Sahara puede llegar a Estados Unidos y se encuentra en núcleos de sedimentos del Océano Atlántico. El polvo del desierto de Gobi en China puede llegar al oeste de Estados Unidos y se puede encontrar en núcleos de sedimentos en el Océano Pacífico.

Los granos de arena transportados generalmente permanecen cerca de la superficie y son movidos por un proceso llamado salación. Los granos de arena se elevan al aire en movimiento, se transportan una corta distancia, luego caen e impactan en la superficie, desalojando otros granos de arena y continuando el ciclo. Estos granos de arena saladora soplados por el viento son consecuentemente bien redondeados y tienen superficies esmeriladas (Figura 18.8). En áreas donde la arena se acumula para formar dunas de arena, los grupos de vegetación a menudo anclan sedimentos en la superficie del desierto. Sin embargo, la saltación de los vientos aún puede ser suficiente para mover o eliminar materiales no anclados por la vegetación causando depresiones en forma de cuenco en la arena llamadas reventones. En muchas regiones desérticas, el viento se erosiona por la deflación, la eliminación de partículas sueltas y de grano fino por la turbulenta acción de remolino del viento y por la abrasión.

Figura 18.8: Arena del desierto compuesta casi exclusivamente por granos de cuarzo redondeados. ©Sepp

 

La arena saladora arroja y talla en el lecho rocoso, incluyendo rocas y cantos rodados de forma distintiva llamados yardangs y rocas facetadas llamadas ventifacts. La deflación es responsable de la formación de pavimento desértico, una superficie cubierta con fragmentos de roca angulares o redondeados estrechamente empaquetados, entrelazados de tamaño de guijarros y adoquines (Figura 18.9). Comúnmente muchas de estas superficies desérticas también tendrán barniz desértico (pátina del desierto o roya de roca), una fina capa marrón oscuro de arcilla, óxidos de hierro y manganeso que se forman en superficies estables dentro de ambientes desérticos.

Figura 18.9: Pavimento del desierto en el desierto de Mojave, al este de Barstow, California, en el condado de San Bernardino.

 

Desierto

En desiertos como el Mojave y la Gran Cuenca de California, arroyos drenan las montañas a través de cañones que emergen hacia valles adyacentes. A medida que el arroyo emerge de estos estrechos cañones, el sedimento que llevan se extiende y se deposita debido a la falta de confinamiento, bajo ángulo de pendiente y velocidades más lentas. El canal del arroyo comienza a llenarse con este material conglomerado, y el arroyo debe ajustarse y desviarse alrededor del relleno. Este proceso continuará ocurriendo, provocando que la corriente se desvíe hacia adelante y hacia atrás, desarrollando un sistema trenzado y construyendo una característica en forma de abanico llamada abanico aluvial. Los abanicos aluviales continúan creciendo y eventualmente pueden fundirse con abanicos vecinos para formar un delantal de aluvión a lo largo del frente de montaña llamado bajada. Eventualmente, las montañas quedan enterradas en sus propios escombros erosivos y se las conoce como inselbergs o “montañas isleñas”.

Figura 18.10: Abanico aluvial en Valle de la Muerte, California (parte superior de la foto), visto desde el área de origen de Black Mountains at Dante's View.

 

Donde el valle desértico es una cuenca cerrada, los arroyos que entran en él no drenan sino que el agua se elimina por evaporación. Esto forma un lecho de lago seco plano llamado playa. El lago de playa que llena esta área plana puede cubrir un área grande y tener solo unos centímetros de profundidad, y eso solo después de una fuerte tormenta eléctrica. Los lagos de playa y los arroyos desérticos que se llenan y fluyen solo después de las tormentas son frecuentemente intermitentes o efímeros

El famoso Hipódromo Playa del Parque Nacional Valle de la Muerte dejó perplejos a los científicos durante años, ya que intentaron explicar el movimiento independiente de adoquines y grandes cantos rodados a lo largo de superficies planas (Figura 18.11). En 2014, varios estudios experimentales y observacionales confirmaron que las delgadas capas de hielo permiten que las piedras se deslicen por el suelo, con fuertes vientos que proporcionan energía propulsiva.

Figura 18.11: Hipódromo de playa y las famosas rocas de vela

 

¿Quieres leer más? Consulta el artículo en PLOS ONE, una revista inclusiva de libre acceso para todos. Norris RD, Norris JM, Lorenz RD, Ray J, Jackson B (2014) Rocas deslizantes en Hipódromo Playa, Parque Nacional Valle de la Muerte: Primera observación de rocas en Motio n. PLOS ONE 9 (8): e105948. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105948

Depósitos de Arena

Si bien los desiertos se definen por la sequedad, no por la arena, la concepción popular de un desierto típico es un mar de arena llamado erg: una amplia zona de desierto cubierta por una lámina de arena de grano fino a menudo soplada por fuerzas eólicas (viento) hacia las dunas. El erg más conocido es el Barrio Vacío (Rub' al Khali) de Arabia Saudita, pero existen otros ergs incluso en partes del Parque Nacional del Valle de la Muerte.

La arena acumula la cresta de la duna y se derrama sobre la parte superior hasta que la cara de sotavento (a favor del viento o deslizamiento) de la duna alcanza el ángulo de reposo, el ángulo máximo que soportará la pila de arena. Las dunas son características inestables y se mueven a medida que la arena se erosiona desde el lado stoss y continúa cayendo por el lado de sotavento cubriendo capas anteriores de stoss y slip-face y creando cruzados. Los ergs fósiles están representados por la Arenisca Navajo y el Parque Nacional Zion de Utah (Figura 18.12).

Figura 18.12: Arenisca Navajo de lecho cruzado en el Jurásico de Utah.

 

Tipos de Dunas

Las dunas son características complejas formadas por una combinación de dirección del viento y suministro de arena, y en algunos casos interactuando con la vegetación. Existen varios tipos de dunas que representan la dirección variable del viento, el suministro de arena y el anclaje vegetativo.

Figura 18.13: Dunas planas de Mesquite en el Parque Nacional Valle de la Muerte mirando hacia las montañas Cottonwood desde el brazo noroeste de Star Dune.

 

Dunas Creciente

• Las dunas de Barchan se forman donde el suministro de arena es limitado y hay una dirección constante del viento. Los Barchans migran a favor del viento y desarrollan una forma de media luna con alas a cada lado de una cresta de duna (Figura 18.13). Las dunas de Barchan son lo suficientemente móviles como para poder adelantar hogares o incluso pueblos.
• Las dunas parabólicas (dunas costeras) también tienen forma de media luna; sin embargo, se forman cuando la vegetación ancla partes de la arena y las partes no ancladas se eliminan y forman un reventón (Figura 18.14).

Figura 18.14: Formación de dunas costeras en la Reserva Marina Dunes al oeste de Salinas, California.

 

• Las dunas longitudinales se forman cuando dos direcciones dominantes del viento promedian hacia la dirección de elongación. Este flujo de viento bidireccional generalmente produce dos caras de deslizamiento (Figura 18.15).
• Las dunas transversales se forman cuando abundantes dunas barchan se funden para formar dunas lineales, ligeramente sinuosas. Se encuentran transversales, o cruzando, la dirección del viento, soplando el viento perpendicular a la cresta de la cresta (Figura 18.15).

Figura 18.15: Formación de dunas lineales.

 

Las dunas de Eureka (Figura 18.16), son las dunas más altas de California, y las segundas más altas de Norteamérica. Probablemente sean una combinación de dunas tanto longitudinales como transversales, con vientos promediando este-oeste.

Figura 18.16: Dunas de Eureka dentro del Parque Nacional del Valle de la Muerte, CA

 

Las dunas estelares se forman donde la dirección del viento es variable, formando la forma de estrella distinta. El suministro de arena puede variar de limitado a bastante abundante. La movilidad es baja, ya que tienden a no moverse en una dirección dominante (Figura 18.17).

Figura 18.17: Dunas de Panamint, que son dunas estelares, dentro del Parque Nacional Valle de la Muerte, California.

 

Desertificación

El cambio climático y otras actividades humanas, como las prácticas agrícolas insostenibles, el sobrepastoreo de ganado y el uso excesivo del agua disponible pueden degradar las tierras previamente cultivables, un proceso conocido como desertificación. Este es un problema grave a nivel mundial y seguirá empeorando con el cambio climático. La figura 18.18 muestra áreas del mundo y su vulnerabilidad a la desertificación. Tenga en cuenta las áreas roja y naranja en el oeste de Estados Unidos. La mitigación del proceso de desertificación incluye tanto los pasos sociales como la educación individual sobre alternativas a las actividades nocivas.

Figura 18.18: Mapa Mundial de Vulnerabilidad a la Desertificación (publicado en 1998 y actualizado en 2003).

 

Atribuciones

• Figura 18.1: “Valle de Panamint” (Dominio público; Jesse Pluim/BLM a través de Flickr)
• Figura 18.2: Derivada de “World Map with Major Latitude Circles” (CC-BY-SA 3.0; Thesevenseas via Wikimedia Commons) de Chloe Branciforte
• Figura 18.3: Derivada del “Mapa de la Gran Cuenca” (CC-BY-SA 3.0; Kmusser vía Wikimedia Commons) de Chloe Branciforte
• Figura 18.4: “Desierto de Namib” (CC-BY 2.0; Sonse vía Wikimedia Commons)
• Figura 18.5: Derivada del “Efecto Orográfico” (CC-BY-SA 2.0; Meg Stewart vía Flickr) de Chloe Branciforte
• Figura 18.6: “Mosaico de imágenes Landsat de la Antártida” (Dominio Público; USGS, NASA, NSF y el Estudio Antártico Británico)
• Figura 18.7: “Daño por Inundación Peor de lo Originalmente Realizado” (Dominio Público; NPS)
• Figura 18.8: “Arena del desierto” ©Sepp vía Sand Atlas, con licencia para fines educativos o para proyectos no comerciales.
• Figura 18.9: “Mojave del pavimento del desierto” (Dominio público; Mark A. Wilson/Wilson44691 vía Wikipedia)
• Figura 18.10: “Abanico aluvial en Valle de la Muerte” (Dominio público; Wilson44691 vía Wikimedia Commons)
• Figura 18.11: Derivada de “Hipódromo Playa, Parque Nacional Valle de la Muerte” (CC-BY-SA 2.0; Gregory “Slobirdr” Smith vía Wikimedia Commons) y “Hipódromo Playa en el Parque Nacional Valle de la Muerte” (CC-BY-SA 4.0; Lgcharlot vía Racetrack Playa, Parque Nacional Valle de la Muerte) de Chloe Branciforte
• Figura 18.12: “Arenisca cruzada” (CC-BY 2.0; James St. John vía Flickr)
• Figura 18.13: Derivada de “Mesquite Sand Dunes” (CC-BY-SA 3.0; Daniel Mayer vía Wikipedia) de Chloe Branciforte
• Figura 18.14: “Dunas parabólicas” (CC-BY 4.0; Chloe Branciforte vía Google Earth, obra propia)
• Figura 18.15: Derivada de “Dunas longitudinales y transversales” (CC-BY 3.0; Po ke jung vía Wikimedia Commons y Wikimedia Commons) de Chloe Branciforte
• Figura 18.16: “Dunas de Eureka” (CC-BY 4.0; Chloe Branciforte vía Google Earth, obra propia)
• Figura 18.17: “Panamint Star Dunes” (CC-BY 4.0; Chloe Branciforte vía Google Earth, obra propia)
• Figura 18.8: “Mapa Mundial de Vulnerabilidad a la Desertificación” (Dominio Público; USDA-NRCS, División de Estudios de Suelos)