GUÍA GEOLÓGICA Parque Nacional de Monfragüe
El Instituto Geológico y Minero de España (IGME), con el apoyo del Organismo Autónomo de Parques Nacionales, continúa con esta guía la realización de la colección de Guías Geológicas de Parques Nacionales. El objetivo fundamental de esta nueva serie es poner a disposición de los visitantes y estudiosos de Parques Nacionales unas guías donde, a través de diferentes itinerarios, se describan con rigor científico y amenidad divulgativa los procesos geológicos observables y las formas geológicas singulares. Cada guía va acompañada de un Mapa Geológico, en el que se representan las unidades geológicas con significado en la evolución y génesis del paisaje. Este mapa va soportado sobre el modelo digital del terreno para lograr unamejor expresión gráfica y unmayor atractivo estético. La Guía Geológica del Parque Nacional de Monfragüe continúa con esta colección. En este caso, la espectacular morfología "apalachiense" del territorio de Monfragüe, además de otros rasgos geológicos destacables, confieren a estas montañas múltiples atractivos que no han pasado desapercibidos al visitante. En esta guía se puede encontrar una descripción general de los materiales y procesos geológicos y geomorfológicos que afectan al territorio incluido en el parque. Una serie de capítulos específicos recogen los itinerarios geológicos más representativos y la descripción de los elementos y procesos geológicos genéricos o singulares que se observan en cada uno de ellos. Por último la guía incluye un apéndice con la bibliografía más relevante y un glosario con los términos geológicos empleados en el texto. Roberto RODRÍGUEZ FERNÁNDEZ
Rocas ígneas máficas Pizarras negras, cuarcitas y areniscas micáceas, ampelitas Cuarcitas grises claras (Cuarcita de Criadero) SILÚRICO Pizarras masivas y areniscas oscuras (Pizarras de Villarreal de San Carlos) Pizarras verdes o grises (Pizarras de Río) Cuarcitas en bancos gruesos (Cuarcita Armoricana) Cuarcitas, areniscas y pizarras (Capas de Pochico) Cuarcitas, areniscas y pizarras pardas (Cuarcitas del Caradoc o de Canteras) ORDOVÍCICO Areniscas, cuarcitas y pizarras (Serie Púrpura) CÁMBRICO Microconglomerados y areniscas Pizarras, calizas y calcoesquistos Limolitas y areniscas Grupo Ibor NEOPROTEROZOICO SUPERIOR - - CÁMBRICO Pizarras, grauvacas y conglomerados (Grupo Domo Extremeño) NEOPROTEROZOICO SUPERIOR Arenas y cantos subangulosos (aluvialcoluvial) Cantos redondeados, arenas y arcillas (aluvial) Gravas, cantos, arenas y limos (cono aluvial) Derrubios de ladera Limos grises y arenas HOLOCENO Gravas y arcillas rojas con cantos cuarcíticos y calcáreos Raña Terraza Glacis de cobertera Glacis PLEISTOCENO Arcosas gruesas, lutitas verdosas con paligorskita y carbonatos Arcosas ocres, microconglomerados y arcillas pardas Microconglomerados cuarcíticos, areniscas y lutitas rojas MIOCENO Areniscas arcósicas, conglomerados y limos con cementación de carbonatos Conglomerados, bloques, arcosas y limos con cementación con carbonatos OLIGOCENO CENOZOICO PALEOZOICO Itinerarios y Lugares de Interés Geológico Itinerario 1: El Precámbrico y la discordancia Paleozoico-Precámbrico en la Portilla del Tajo o Salto del Gitano Itinerario 2: La geología y el paisaje en el Parque Nacional de Monfragüe. Del Castillo de Monfragüe al Puente del Cardenal Itinerario 3: Inestabilidad y vulcanismo: un periodo de convulsiones en la historia geológica del Parque Nacional de Monfragüe. Zona de la presa del Tiétar-Villarreal de San Carlos Itinerario 4: El registro geológico del Paleozoico Inferior. De Villarreal de San Carlos al Cerro Gimio Itinerario 5: Colisión continental y la colisión de las rocas. La Portilla del Tiétar Itinerario 6: Geometría de la deformación de las rocas. Mirador del Pliegue (Villarreal de San Carlos-Tejadilla) Itinerario 7: Metamorfismo y deformación en el entorno de Monfragüe. Castillo de Mirabel-Presa Ribera del Castaño Itinerario
EDITOR
COLECCIÓN Guías Geológicas de Parques Nacionales EDITOR Roberto Rodríguez Fernández AUTORES DE TEXTOS Y MAPAS Luis González Menéndez Roberto Rodríguez Fernández Ángel Martín-Serrano García Francisco Nozal Martín Rodrigo Castaño de Luis José María Toyos Saenz de Miera Pablo González Cuadra Pilar Carral González Silvia Menéndez Carrasco COMPOSICIÓN CARTOGRÁFICA E ILUSTRACIONES Santiago Martín-Serrano López Rodrigo Castaño de Luis FOTOGRAFÍAS Roberto Rodríguez Fernández Pilar Carral González Luis González Menéndez Francisco Nozal Martín Pablo González Cuadra Rodrigo Castaño de Luis Archivo de Imágenes del Centro de Documentación del Parque Nacional MAQUETACIÓN Rodrigo Castaño de Luis COLABORADORES Daniel Fernández Ortín (Director de actividades de educación ambiental y Técnico de Promoción turística y Atención al visitante) José M. Jiménez (Monitor de educación ambiental del Parque Nacional) Reservados todos los derechos de uso de este ejemplar. Su infracción puede ser constitutiva de un delito contra la propiedad intelectual. Prohibida su reproducción total o parcial, comunicación pública, tratamiento informático o transmisión sin permiso previo y por escrito. Para fotocopiar o escanear algún fragmento, debe solicitarse autorización al titular de la obra, o a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos; www.cedro.org). © Instituto Geológico y Minero de España (IGME) © Organismo Autónomo Parques Nacionales (OAPN) NIPO IGME: 064-18-010-0 NIPO OAPN: 025-18-010-3 ISBN: 978-84-9138-061-0 Depósito Legal: M.19747-2018 Impreso en España - Printed in Spain http://www.igme.es/LibrosE/GuiasGeo/libros.htm http://igmepublicaciones.blogspot.com/2013/03/guias-geologicas-de-parques-nacionales.html
Queremos agradecer a los sucesivos directores del Parque Nacional y al personal del mismo su apoyo durante la realización de esta guía geológica.
06 8 10 Prólogo Presentación CAPÍTULO 1 El Parque Nacional de Monfragüe Pioneros en la investigación geológica del Parque El Parque Nacional de Monfragüe: ámbitos geográfico y geomorfológico CAPÍTULO 2 Claves para el uso de esta guía: conceptos básicos La escala de los tiempos geológicos La estructura y composición de la Tierra La tectónica de placas Las rocas y sus ciclos La erosión y alteración de las rocas Sedimentos y rocas sedimentarias Los suelos Las rocas metamórficas Tectónica: la deformación de las rocas Mapas y cortes geológicos: una visión de la configuración geológica CAPÍTULO 3 La geología del Parque y su entorno El Macizo Ibérico La Zona Centroibérica El Precámbrico o Neoproterozoico El Paleozoico El registro estratigráfico alpino El registro fósil del Parque Nacional de Monfragüe El relieve Geología y geodinámica en Monfragüe: historia geológica varisca y alpina Los suelos en el Parque Nacional de Monfragüe 13 14 19 20 43 44 14 16 20 21 21 23 24 26 29 31 32 38 44 45 46 48 57 62 69 85 97 SUMARIO
107 121 129 139 147 153 157 07 CAPÍTULO 4 Itinerarios y lugares de interés geológico en el Parque Nacional de Monfragüe El Precámbrico y la discordancia Paleozoico-Precámbrico en la Portilla del Tajo o Salto del Gitano La geología y el paisaje en el Parque Nacional de Monfragüe. Del Castillo de Monfragüe al Puente del Cardenal Inestabilidad y vulcanismo: un periodo de convulsiones en la historia geológica del Parque Nacional de Monfragüe. Zona de la presa del Tiétar-Villarreal de San Carlos El registro geológico del Paleozoico Inferior. De Villarreal de San Carlos al Cerro Gimio Colisión continental y la colisión de las rocas. La Portilla del Tiétar Geometría de la deformación de las rocas. Mirador del Pliegue (Villarreal de San Carlos-Tejadilla) Metamorfismo y deformación en el entorno de Monfragüe. Castillo de Mirabel-Presa Ribera del Castaño CAPÍTULO 5 Centros de interpretación GeoCentro Monfragüe Centros del Parque Nacional en Villarreal de San Carlos Glosario Bibliografía Notas 103 104 165 166 170 173 175 166 167
Los aspectos geológicos del territorio no son solo de interés para los expertos en la materia como geólogos, ingenieros y otros especialistas que necesitan su conocimiento para ser considerados y aplicados en diversos sectores, incluyendo los económicos. Podemos decir, sin exagerar, que en la geología y en la geomorfología están muchas de las claves que han condicionado la biodiversidad, la vida del hombre y su desarrollo. Y hoy, tanto la sociedad como las instituciones reconocemos el patrimonio geológico como un valor primordial de los espacios naturales. Los Parques Nacionales españoles ya consideraron este patrimonio natural desde las primeras declaraciones de protección de estos espacios, donde se reconocía su majestuosidad y esplendor, en los que su historia geológica marcaba la excepcionalidad de sus paisajes y su mayor naturalidad. Sin embargo, la difusión y el tratamiento de este patrimonio geológico estuvo relegado a favor de otros elementos del paisaje más visibles, cambiantes y comprensibles para la sociedad. Los componentes vivos de los espacios naturales, lo que se acuñó posteriormente bajo el término de biodiversidad, acapararon, preferentemente, la atención de los profesionales de la conservación del medio natural, de los conservacionistas, los políticos y la sociedad en general, hasta final del siglo pasado. El cambio de siglo ha sido testigo de un mayor interés sobre aspectos poco considerados hasta entonces en los Parques Nacionales, y el patrimonio geológico de la Red ha recibido un importante impulso en los últimos años a través del trabajo conjunto del Instituto Geológico y Minero de España y el 08 PRÓLOGO
09 Organismo Autónomo de Parques Nacionales. La línea de trabajo establecida entre ambos organismos ha permitido la divulgación y el seguimiento de aspectos geológicos en la Red de Parques Nacionales que está contribuyendo a un mayor conocimiento de este recurso en cada parque y a acercarlo a los gestores, a los visitantes y a la sociedad en su conjunto. Esta colaboración entre el IGME y el OAPN se ha concretado y reforzado en el Protocolo que firmaron en 2013 ambos organismos, que permite avanzar en la realización de estudios e investigaciones en el campo de la geología en los Parques Nacionales, así como continuar con la elaboración de publicaciones de calidad que permitan a los interesados no expertos tener un mejor conocimiento y comprensión de los procesos geológicos que están detrás del paisaje de los parques y su entorno. Fruto de esta colaboración es la presente “Guía Geológica del PARQUE NACIONAL DE MONFRAGÜE”, que corresponde a la decimoprimera publicación de la serie Guías Geológicas de Parques Nacionales. Gracias a ella, los visitantes e interesados en el parque dispondrán de una guía con itinerarios que recorren puntos de interés, donde se describen de forma comprensible procesos geológicos observables y formas geológicas representativas del Parque Nacional de Monfragüe. Instituto Geológico y Minero de España Organismo Autónomo de Parques Nacionales
En los últimos años existe una creciente demanda de guías y mapas que sirvan para un mejor conocimiento e interpretación del paisaje natural. Esta demanda ha propiciado la aparición de numerosas libros y guías que tratan con mayor o menor profusión aspectos geográficos, botánicos, zoológicos, ecológicos o etnográficos de los espacios naturales más significativos del territorio español. A pesar de ello, existía una notable ausencia de guías que traten los aspectos geológicos del paisaje de los espacios naturales protegidos. Esta situación también se da en el Parque Nacional de Monfragüe, testigo de procesos geológicos diversos (plegamientos y formación de cordilleras, magmatismo y metamorfismo, erosión/denudación del relieve y encajamiento de las redes fluviales) y de la evolución de la vida en el inicio del Paleozoico. La necesidad de guías geológicas de calidad que permitan a usuarios no profesionales tener un mejor conocimiento y comprensión de los procesos geológicos que conforman el paisaje, ha llevado al Instituto Geológico y Minero de España, con el apoyo del Organismo Autónomo de Parques Nacionales, a abordar la realización de una serie de Guías Geológicas de Parques Nacionales. El objetivo fundamental de esta serie es elaborar y editar las guías geológicas de toda la Red de Parques Nacionales, de forma que los visitantes y estudiosos de estos espacios naturales protegidos, dispongan de una guía donde itinerarios, puntos de interés, procesos geológicos observables y formas geológicas singulares sean descritos con rigor científico y amenidad divulgativa. Cada Guía Geológica contiene una descripción general, elaborada de forma clara y concisa, de los materiales geológicos y procesos 010 PRESENTACIÓN
011 tectónicos y geomorfológicos que afectan al territorio abarcado por el parque, en la que, para facilitar su comprensión a lectores no geólogos, las citas bibliográficas y descripciones técnicas estén reducidas al nivel mínimo que facilite una lectura comprensible del texto. Se incluye asimismo una serie de capítulos específicos describiendo los itinerarios geológicos más representativos y los elementos y procesos geológicos genéricos o singulares que se observan en cada uno de ellos. Acompañan a cada guía uno o varios Mapas Geológicos en los que se representan las unidades geológicas con significado en la evolución y génesis del paisaje y Mapas Geomorfológicos, que contemplan los principales elementos del relieve, clasificados de forma genética, y los procesos activos más importantes que afectan al territorio delimitado por el parque. Se ha puesto un especial cuidado en que las guías cuenten con abundante información gráfica y fotografías que faciliten la comprensión del texto, así como elementos explicativos, como esquemas geológicos, bloques diagrama y cortes geológicos que, de forma sintética y con ánimo didáctico, ilustren sobre los contenidos de la guía y sobre la compresión de los procesos geológicos que se han desarrollado en ese ámbito territorial. Se incluye asimismo un apéndice con la bibliografía seleccionada más relevante, direcciones de interés para obtener más información o para facilitar la estancia de los potenciales visitantes, y un glosario de los términos geológicos empleados en el texto.
CAPÍTULO 1 EL PARQUE NACIONAL DE MONFRAGÜE
014 Monfragüe es un pequeño territorio montañoso alargado hacia el noroeste entre dos sierras principales paralelas entre sí: La Serrana/Serrejón y Las Corchuelas/Santa Catalina. A su vez, está atravesado por dos ríos importantes que confluyen antes de completar su travesía por el Parque Nacional, el Tiétar y el Tajo. La Zona Centroibérica del Macizo Ibérico, es una región geológica con dos características destacables: gran profusión de rocas de edad anterior al Ordovícico y el carácter discordante de este último sobre los anteriores. Su zona meridional, donde se encuentra el Parque Nacional de Monfragüe, se caracteriza además, por la presencia de rocas pizarrosas y grauvacas, granitos, pliegues de eje aproximadamente vertical y metamorfismo de bajo grado. No hay muchas referencias antiguas a estos parajes. Guillermo Bowles (1775) uno de los investigadores más antiguos de Extremadura no dejo nada escrito sobre esta sierra. En “Viajes de España” de Antonio Ponz (1772-1794) hay referencias geográficas, arqueológicas e hidrológicas de Pioneros en la investigación geológica del Parque Este Parque Nacional fue establecido en 1979, principalmente por la singularidad de su entorno y por las especies y poblaciones de avifauna que alberga. Geográficamente, Monfragüe se encuentra situado entre las poblaciones de Navalmoral de la Mata, Trujillo y Plasencia, ocupando una superficie de 17.852 hectáreas. Las localidades más importantes comprendidas en este área y sus alrededores son Torrejón el Rubio, Villarreal de San Carlos, Serrejón, Toril, Casas de Miravete, Jaraicejo, Malpartida de Plasencia, Serradilla y Mirabel. Villarreal de San Carlos se ubica en el centro de Monfragüe y es donde está el centro de interpretación así como las dependencias administrativas del Parque. los ríos Tajo y Tiétar a su paso por esta sierra. Leplay (1830-35) que tampoco se refiere en sus trabajos a esta estructura geológica tan singular, si lo hace en cambio al cercano batolito granítico de Malpartida. El primer trabajo de importancia no ajeno a esta franja montañosa, es de Egozcue y Mallada (1876). Se trata de un estudio completo de toda la provincia de Cáceres donde se incluye la descripción de la sierra de Cañaveral y sus estribaciones. Se señala la existencia de la penillanura, la hidrografía encajada y peculiaridades de las pizarras, ocupándose también de la existencia de una roca básica eruptiva que describen como diorita, señalando también los afloramientos en que aparece. Se refieren a Talaván, Hinojal, y Torrejón el Rubio donde localizan un corte geológico general. También algunos de los primeros estudios de la geología de Extremadura son los llevados a cabo por la Comisión del Mapa Geológico de España (1849; futuro Instituto Geológico y Minero de España) publicados en sus memorias provinciales. A partir de EL PARQUE NACIONAL DE MONFRAGÜE
015 1897, los trabajos del profesor Eduardo Hernández-Pacheco y su hijo Francisco Hernández-Pacheco son de los primeros en detallar aspectos de la geología de varias zonas de Extremadura. Desgraciadamente tiene que transcurrir bastante tiempo más para que se comience a describir con más detalle esta sierra. Trabajos geológicos más recientes son los de Schmidt-Thome (1945) y los de Lotze desarrollados entre 1945 y 1966. Franz Lotze, procedente de la escuela de Göttingen (Alemania) dirigida por el profesor Hans Stille, centró su principal actividad geológica en la Península Ibérica. Muchos de sus estudiantes realizaron sus tesis doctorales en España y entre ellos cabe destacar la figura de H. J. Schmidt cuya investigación geológica en la provincia de Cáceres se desarrolló en 1957. Más importante es el tratamiento estructural, completamente compatible con la visión actual, pues señala como un gran sinclinal único esta cadena de sierras, indicando que no es completamente regular. Advierte de la persistencia de una fragmentación transversal, numerosa y paralela, y eso determina que la cuerda total de montañas no sea rectilínea sino quebrada y formada por varios segmentos enlazados, de una forma más o menos íntima. Se refiere a un plegamiento apretado que da lugar a que las capas estén verticales y a que el Silúrico “haya resbalado” sobre el Cámbrico produciendo “seudo-concordancias”, aclaradas en detalle puesto que los rumbos de los estratos de una y otra están encontrados en una discordancia angular sumamente aguda. Magnífica y especialmente interesante por lo inusual en estas publicaciones, es la dedicación de este trabajo a la geomorfología regional, empezando por definir perfecta y claramente, como podría haber sido hoy mismo, sus elementos principales: un gran macizo pétreo definido por pizarras arrasadas, la estructura de sierras, destacadas por erosión diferencial, flotando en el anterior y los componentes modernos por superposición, sedimentos terciarios y cuaternarios. Al primero, se le señalan precedentes muy viejos, inmediatos a la orogenia Varisca, continuados en el Mesozoico hasta el Paleógeno y cuya uniformidad se alteró con las deformaciones alpinas. En este sentido, es acertada la interpretación de los aplanamientos desnivelados sobre la cuarcita consecuencia de ellas. Al segundo le otorga un modelado típico de cadena plegada, hoy día en posición de relieve invertido, una forma madura que domina las comarcas de Franz Lotze (1903-1971) Otros investigadores españoles también contribuyen al estudio e investigación en esta región como Sos Baynat (1958) y Pérez Regodón y Sos Baynat (1963). Este último es para realizar el mapa geológico de Cañaveral, estudiando para ello un sector de la sierra y sus alrededores. Aunque es relativamente reciente, es destacable porque se trata del primer estudio amplio y a la vez pormenorizado que establece la base del conocimiento geológico sobre la sierra de Cañaveral o Monfragüe. Estratigráficamente, y apoyándose en la aparición deCruziana y Skolithos, define la cuarcita armoricana del Arenig y las pizarras que considera verticalizadas por la orogenia Toledánica, las correlaciona con los materiales del Cambrico inferior definidos por Lotze. Vicent Sos Baynat (1895-1992) EL PARQUE NACIONAL DE MONFRAGÜE
ambos lados. Se indica también que como consecuencia de su emersión, se profundizaron valles, se abrieron portillos y, en definitiva, se produjo un rejuvenecimiento, dando origen a un relieve apalachiano, que afectó a su vez a la penillanura a través de una acción remontante desde el Tajo. 016 Mapa geológico de la hoja de Cañaveral a escala 1:50.000. Editado en 1958. El Parque Nacional de Monfragüe: ámbitos geográfico y geomorfológico La orografía del Parque Nacional de Monfragüe está marcada por dos sierras paralelas (Las Corchuelas/Sta Catalina y La Serrana/Serrejón) de dirección NO-SE, por las que fluyen los ríos Tajo y su afluente el Tiétar. Se trata de ríos muy encajados en el terreno y con gran caudal, actualmente embalsados por la presa de Torrejón, que aprovecha las formaciones de cuarcitas como base lateral para la construcción de su muro de contención. Por el parque discurre la carretera EX-208 (Plasencia-Trujillo) que pasa por uno de los lugares más conocidos de Monfragüe, el Salto del Gitano o Portilla del Tajo, donde se encuentra el roquedo de Peña Falcón, un destacado observatorio de aves. La denominación de Monfragüe proviene de "Monte Fragoso" nombre usado por los romanos para estos parajes escabrosos y de difícil paso. Más tarde los árabes lo denominaron "Al Monfrag" (El Abismo) debido a la existencia de vertientes muy escarpadas, entre ellas la de la Portilla del Tajo, que puede observarse desde una de sus atalayas principales: el Castillo de Monfragüe. Esta zona estuvo, no obstante, ocupada desde épocas mucho más antiguas (Neolítico) como lo atestiguan los hallazgos de pinturas y grabados rupestres que se pueden observar en algunas partes del parque. Monfragüe contiene bosques y matorral mediterráneos con un alto grado de conservación: alcornoques, quejigos, madroños, brezos, cornicabras, lentiscos, labiérnagos, durillos, rosas de Alejandría, aparecen en las zonas de umbría de los valles. En las riberas de los ríos se pueden encontrar fresnos, sauces, alisos y almeces. En los roquedos es frecuente la presencia de enebros y encinas. La riqueza de fauna de Monfragüe es excepcional, existiendo numerosas especies de gran importancia como el águila imperial ibérica, la cigüeña
017 negra, el buitre negro, el alimoche, el águila perdicera, el lince ibérico, y diversas especies de reptiles y anfibios. Los imponentes roquedos del parque constituyen un hábitat clave para ciertas especies como el buitre leonado o la cigüeña negra que usan la roca como lugar de nidificación, principalmente en las Portillas del Tajo y del Tiétar. Milano real Busardo ratonero Abubilla Brezo Panel interpretativo sobre la biodiversidad del Parque Nacional de Monfragüe. Codeso Encina Madroño EL PARQUE NACIONAL DE MONFRAGÜE
CAPÍTULO 2 CLAVES PARA EL USO DE ESTA GUÍA: CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
020 La escala de los tiempos geológicos La Tierra se formó hace unos 4.550 millones de años mediante la acreción de unos asteroides llamados condritos. La historia geológica de la Tierra ha sido dividida en diversos intervalos de tiempo, que, de mayor a menor rango, se denominan eones, eras, periodos, etc. La columna adjunta muestra la duración de los eones Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico. El último de ellos, que abarca los últimos 542 millones de años de la Tierra, es la etapa en la que se ha desarrollado la historia geológica del Parque Nacional de Monfragüe. Este eón ha sido ampliado (columna de la derecha) detallándose las eras y periodos que comprenden la edad de sus rocas, así como la época de formación de la cordillera Varisca (orogenia Varisca), en la que el área del Parque Nacional se vio involucrada. En ambas columnas se indican los momentos en los que tuvieron lugar acontecimientos destacados de la historia de la Tierra y de la vida. CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
021 El planeta Tierra está formado por capas con distinta composición desde su interior hasta la superficie. En el centro se encuentra el núcleo, compuesto por hierro y níquel, con cantidades menores de otros elementos como oxígeno y azufre. El manto ocupa el 82% del volumen terrestre y está formado por rocas de tipo peridotita, ricas en silicatos de magnesio y hierro. La capa más externa se denomina corteza, y puede ser de dos tipos: corteza continental (35-40 km de espesor) y corteza oceánica (5-10 km de espesor). La corteza continental es muy heterogénea, su composición media es rica en sílice y aluminio, parecida a la composición de una roca granítica. La corteza oceánica es más homogénea y está formada por rocas basálticas, con una composición más pobre en sílice y más rica en magnesio, hierro y calcio. Hacia el interior de la tierra existe un aumento gradual de la temperatura, la presión y la densidad, lo cual produce también variaciones en el comportamiento mecánico de los materiales. Según este criterio, la Tierra se puede subdividir en 5 capas: litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo y núcleo interno. La litosfera es la capa sólida más externa, incluye la corteza y la parte superior del manto, y tiene unos 100 km de espesor medio. Debajo se encuentra la astenosfera, que llega hasta una profundidad de 660 km. La astenosfera es dúctil y en su parte superior se encuentra parcialmente fundida. La mesosfera está constituida por el manto inferior, su estado es más sólido (aunque dúctil) que el de la astenosfera y abarca desde los 660 km hasta los 2.900 km de profundidad. El núcleo externo es una capa líquida de unos 2.270 km de espesor. Los movimientos de este líquido compuesto por hierro y níquel (corrientes convectivas) generan el campo magnético de la Tierra. El núcleo interno es una esfera sólida de 1.216 km de radio. La estructura y composición de la Tierra En los años 60 del pasado siglo XX, la ciencia de la Geología reunió en una teoría el conocimiento de muchas décadas de investigaciones anteriores. Esta teoría es la Tectónica de Placas, que sostiene que la litosfera terrestre (la corteza y la parte superior del manto) está divida en una serie de placas rígidas que “flotan” sobre la astenosfera (capa del manto parcialmente fundida en su parte superior) y se mueven unas con respecto a otras. En determinados bordes de las placas, éstas se separan, permitiendo que entre ellas se introduzcan materiales fundidos, procedentes de la astenosfera, que al solidificarse forman nueva litosfera. Simultáneamente, en otros bordes las placas convergen, y una de ellas se introduce bajo la otra hundiéndose en la astenosfera; este proceso puede llegar a producir la colisión de dos continentes. La fuerte compresión sufrida por las placas en las zonas de convergencia conduce a la deformación y elevación de la corteza terrestre, proceso que culmina con el levantamiento de una nueva cordillera. El acortamiento de la corteza implica una intensa deformación y aumento de La Tectónica de Placas CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
temperatura en las rocas, produciéndose en ellas estructuras de deformación, metamorfismo y, en ocasiones, fusión. Las velocidades con que se mueven las placas son muy lentas (mm a escasos cm por año), pero al cabo de millones de años los desplazamientos son realmente notables y por esta razón los continentes actuales ocuparon otras posiciones en el pasado geológico, y en la actualidad continúan desplazándose. Las placas pueden estar formadas por corteza oceánica, corteza continental o ambas en una misma placa. Los límites entre placas son generalmente grandes zonas de falla donde se concentran fenómenos sísmicos y/o magmáticos. Las causas del movimiento de las placas son el calor interno de la Tierra, su enfriamiento progresivo y la gravedad. Cuando un material líquido o semilíquido pierde calor se generan zonas más frías, con mayor densidad, y zonas comparativamente más calientes, con densidad menor. Las partes más densas se desplazan por gravedad hacia zonas más ¿POR QUÉ SE MUEVEN LAS PLACAS? 022 Principales placas litosféricas y situación de los continentes en la actualidad. Movimientos convectivos en el manto que dan lugar al movimiento de las placas litosféricas. profundas mientras que las partes menos densas ascienden. Estos movimientos convectivos asociados a la pérdida de calor ocurren en el interior terrestre de forma lenta y compleja. Esta dinámica es responsable de los movimientos de las placas.
alterarán y erosionarán. Los productos de esta erosión serán arrastrados por los ríos, los glaciares o el viento, y acabarán depositándose en zonas más estables, más presión y temperatura, las rocas afectadas podrían llegar a fundirse y producir un magma, y así nos encontraríamos de nuevo al comienzo del ciclo. 023 El ciclo natural de las rocas muestra las relaciones que existen entre ellas, transformándose unas en otras: se funden en el interior de la Tierra debido a cambios de temperatura, presión o composición, formándose magmas (fundidos de sílice, aluminio, magnesio, etc.). Estos magmas son menos densos que las rocas de su entorno y ascienden hacia la superficie terrestre. Al enfriarse forman rocas ígneas, que en el futuro quedaran expuestas a las condiciones atmosféricas superficiales, se llanas (cuencas sedimentarias), donde finalmente, por acumulación progresiva, estos sedimentos formarán rocas sedimentarias. Con el paso del tiempo (millones de años) las rocas sedimentarias pueden verse sometidas a esfuerzos tectónicos que aumenten las condiciones de presión y temperatura, y se transformarán en rocas metamórficas. Estas mismas condiciones actuando sobre rocas ígneas también generarán rocas metamórficas. Si se incrementan aún más los parámetros de Las rocas y sus ciclos Representación gráfica que ilustra el ciclo de las rocas en este caso asociado a una zona de subducción o margen continental activo. Formación de rocas sedimentarias por precipitación de componentes provenientes de la erosión de los continentes (detritos) o por precipitación de componentes químicos/bioquímicos dentro de lamisma cuenca. CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
024 La alteración de las rocas y minerales que forman la superficie terrestre se produce por su exposición al agua y la atmosfera. Una vez alteradas, las rocas se disgregan en fragmentos de menor tamaño que pueden ser transportados hacia cuencas sedimentarias. Los factores más importantes que afectan al relieve (erosionándolo o preservándolo) son la composición de las rocas (y minerales), su fracturación, la gravedad y el clima. Todas las rocas de la superficie terrestre se deterioran y se disgregan con el tiempo. Experimentan una alteración (también FORMAS GENERADAS POR ALTERACIÓN llamada meteorización). En realidad, la alteración es un conjunto de procesos físicos, químicos y/o biológicos que modifican los materiales terrestres de manera que se aproximen a un equilibrio con las condiciones ambientales. El resultado de la alteración se manifiesta en las rocas por la descomposición de sus componentes, formando suelos, regolitos y material suelto que puede ser posteriormente erosionado. Se trata de un fenómeno fundamental en la evolución del paisaje por ser precursor de la erosión, transporte y sedimentación de los materiales. La erosión y alteración de las rocas Pizarras y areniscas de la Formación Pochico (también denominada Capas de Marjaliza) cerca de la presa de Ribera del Castaño (carretera de Mirabel). Estas rocas presentan una alteración física considerable como se puede apreciar en los numerosos fragmentos sueltos que recubren parcialmente las capas. La alteración química, en este caso, posiblemente fue menor. Cuando la alteración química es importante el material se va transformando en un suelo o un regolito alterado (horizonte C de un suelo). La meteorización de las rocas: alteración física Los principales procesos de meteorización física son la descompresión (generación de fracturas próximas a la superficie del terreno en un macizo rocoso debido a la descarga por erosión de los materiales superpuestos), expansión térmica ó termoclastía (fragmentación de una roca debido a cambios de temperatura bruscos que producen dilataciones y contracciones), hidroclastía (fragmentación de una roca por tensiones ligadas a cambios de volumen al saturarse en agua y posteriormente evaporarse), haloclastía (fragmentación de una roca por tensiones relacionadas con el aumento de volumen en cristales salinos cuando estos se forman por evaporación del agua) y fragmentación por hielo o crioclastía (fragmentación por tensiones que produce la congelación y descongelación del agua presente en los poros y/o fracturas de la roca). - La expansión térmica o termoclastía se produce por variaciones diarias (diurnasnocturnas) de temperatura que inducen dilatación térmica de minerales que llegan a fracturar la roca.
025 - La haloclastía se produce cuando el agua se infiltra en los poros de una roca y se evapora; la sal disuelta comienza a cristalizar y aumenta su volumen. Los esfuerzos generados durante la cristalización son importantes llegando en ocasiones a fragmentar las rocas. - La fragmentación por hielo ó crioclastía. El agua, cuando se congela aumenta su volumen y produce tensiones que fracturan la roca. Este proceso es muy importante durante los periodos climáticos fríos. La meteorización de las rocas: Alteración química Los principales procesos de meteorización químicos son la hidrólisis (es el proceso más común de descomposición de rocas cristalinas; da lugar a arcillas), la disolución (difusión de moléculas y átomos en un líquido) y la oxidación-reducción (proceso de pérdidaganancia de electrones en un elemento; interviene en los procesos de meteorización formando pátinas). La alteración química más frecuente es la suma de disolución e hidrólisis. El agua de lluvia disuelve CO atmosférico: se forma agua ácida (agua + HCO = H CO ) que al 2 3 2 3 interaccionar con las rocas las disuelve, produciendo sedimentos y un secuestro parcial del CO : [H CO + agua + roca (silicatos) = arcillas + carbonatos] 2 2 3 Este secuestro de CO atmosférico explica por qué la alteración química de las rocas es 2 un importante regulador climático en la tierra: la reducción del CO (un gas de efecto 2 invernadero) conlleva un enfriamiento del clima. Se ha estimado que con un ritmo normal de alteración, todo el CO de la atmosfera sería sustraído en poco más de 3.000 años, de 2 no ser por la existencia de procesos que van reponiendo este gas, como por ejemplo el vulcanismo. Algunos periodos de enfriamiento climático de la Tierra se correlacionan con la formación de importantes relieves (Himalaya, Alpes Neozelandeses, etc.) que expusieron grandes volúmenes de rocas profundas a la alteración química y condujeron a un secuestro natural de CO . 2 CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
026 Un sedimento es un depósito no consolidado constituido por partículas minerales, fragmentos de roca, y en ocasiones, también restos orgánicos. Las rocas sedimentarias se forman a partir de sedimentos, mediante una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que dan lugar a su compactación y consolidación. De acuerdo con su origen, pueden establecerse dos grandes grupos de rocas sedimentarias: - Detríticas o clásticas: producidas a partir de detritos arrancados de las rocas. - Químicas: producidas por precipitación química y procesos orgánicos. Las rocas sedimentarias detríticas se clasifican por el tamaño de grano, de más fino a más grueso, en lutitas, areniscas y conglomerados. Las rocas de origen químico se clasifican a partir de su composición y textura, y entre ellas están las calizas, las dolomías y las evaporitas. En las rocas sedimentarias existen diversos rasgos, marcas y formas que han sido originados por los distintos procesos que han intervenido en su formación y que se denominan estructuras sedimentarias. Estas estructuras pueden suministrar una valiosa información sobre el ambiente o medio sedimentario y las condiciones en que se produjo el depósito de los sedimentos originales. ESTRUCTURAS SEDIMENTARIAS Sedimentos y rocas sedimentarias Ejemplo de estratificación/laminación cruzada en areniscas grauváquicas de los materiales del Grupo Domo Extremeño (Proterozoico superior) al sur de la Portilla del Tajo. Como se puede observar, las láminas inclinadas hacia la parte izquierda de la fotografía son asintóticas hacia abajo y hacia arriba están cortadas por láminas más horizontales (algo inclinadas hacia la derecha de la fotografía). Utilizando las relaciones de corte (cualquier elemento que "corte" a otro es más joven) deducimos que las láminas superiores son más jóvenes y por lo tanto el techo de esta sucesión está hacia arriba de la fotografía mientras que el muro o base se encuentra hacia abajo. Esquema de la formación de ondas de arena (ripples) por la corrientes de agua. Las láminas de sedimento que se forman en este proceso pueden conservarse en las rocas (abajo) y nos permiten conocer el tipo de corrientes y la dirección que tenían hace millones de años.
La estructura sedimentaria más común y característica es la estratificación, que consiste en que las rocas se presentan formando capas o estratos de diverso espesor o potencia. A su vez, dentro de una capa pueden aparecer bandas de menor espesor que se denominan láminas. Las superficies que limitan los estratos o capas se suelen originar por interrupciones de la sedimentación o por cambios bruscos en las condiciones en que esta se produce; las superficies inferior y superior se denominan respectivamente muro y techo del estrato. Otras estructuras sedimentarias relativamente frecuentes son, p. ej., los ripples (ondulaciones producidas por las corrientes o el oleaje), la estratificación y laminación cruzada y la estratificación gradada o granoselección. También existen estructuras sedimentarias de origen orgánico, producidas por la actividad de organismos fósiles. Entre ellas, las más conocidas son los icnofósiles o huellas fósiles. En algunos casos las estructuras sedimentarias también pueden ser útiles para reconocer la posición del muro y el techo de los estratos en zonas deformadas y plegadas donde las capas no conservan su posición horizontal original. La Estratigrafía es la parte de la Geología que estudia principalmente las rocas sedimentarias (areniscas, calizas, lutitas o pizarras, margas, etc.) y su interpretación. Una de las características esenciales de estas rocas es su disposición en estratos o capas ("estratificada"). Cuando los sedimentos producto de la erosión continental se depositan en cuencas sedimentarias, lo hacen en capas horizontales, siendo las más antiguas las situadas más abajo y las más modernas encima. En ocasiones podemos observar, en secuencias estratigráficas antiguas (secuencias de capas o estratos), la existencia de discontinuidades. Estas pueden ser debidas a periodos de tiempo donde no hubo sedimentación, o a que parte de los materiales que faltan fueron erosionados. Existen distintos tipos de discontinuidades estratigráficas; las más frecuentes son la paraconformidad, disconformidad y discordancia angular. Cuando en una serie de capas paralelas no observamos una discontinuidad visual pero detectamos que en algún momento hubo ausencia de sedimentación, en ese nivel podremos marcar una paraconformidad. ESTRATIGRAFÍA Y DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS 027 Sección de una capa de arenisca con granoselección positiva: la parte inferior presenta una granulometría más gruesa que la superior, por lo tanto el muro o base de la sucesión está hacia abajo y el techo hacia arriba. Ejemplo deCruziana (huellas fósiles de desplazamiento de trilobites) en la base de un estrato de arenisca. Capa de arenisca atravesada por Skolithos (excavaciones verticales de anélidos en la arena). CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
028 Uno de los casos más llamativos de discordancias son las denominadas discordancias angulares. En este caso se depositan una serie de capas, cesa la sedimentación y acontece un proceso de plegamiento. Posteriormente estas capas plegadas o basculadas se erosionan parcialmente En otras ocasiones, además de esta ausencia de sedimentación ocurre una erosión, con lo que se forma una superficie irregular sobre la que después comienza de nuevo la sedimentación capa a capa. En este caso vemos las capas paralelas pero también observamos una superficie irregular que trunca o corta las capas inferiores: se trataría de una disconformidad En pocos casos un único lugar puede mostrar todos los tipos de discontinuidades definidas. Hay un caso excepcional y no es sino la conocida sección estratigráfica del Cañón del Colorado (Estados Unidos). En este lugar pueden observarse todos los tipos anteriormente descritos y un tipo adicional, que es la “inconformidad”; esta tiene lugar cuando sobre rocas ígneas o metamórficas parcialmente erosionadas se depositan nuevos estratos o capas sedimentarias. En este sencillo diagrama se sintetiza ese espectacular corte geológico. Discontinuidades estratigráficas condensadas en un afloramiento Paraconformidad (P). Disconformidad (D). Discordancia angular (A). hasta dejar una superficie más o menos regular sobre la que se depositan nuevas capas en disposición horizontal. Estas contrastan con las capas basculadas por debajo de esta superficie o discordancia angular.
LAS UNIDADES LITOESTRATIGRÁFICAS Y LAS FORMACIONES Una formación geológica es una unidad litoestratigráfica que define cuerpos de rocas caracterizados por propiedades comunes (generalmente de composición) que las diferencian de las adyacentes. Es la principal unidad de división litoestratigráfica. Pueden asociarse en unidades mayores (grupos), subdividirse (miembros) o diferenciarse unidades menores significativas (estratos o capas). Las formaciones también se definen en base a que constituyan unidades con suficiente entidad (espesor y extensión lateral) como para que sean cartografiables. En la literatura y los mapas geológicos es muy común hablar siempre de formaciones para referirnos a estas unidades geológicas básicas (Formación Cuarcitas de Criadero, Formación Pizarras del Río, etc.) 029 Ejemplo de columna estratigráfica donde se puede observar las divisiones más frecuentes utilizadas en estratigrafía y cartografía geológica: formaciones, miembros, estratos. Las diferentes formaciones pueden agruparse a su vez en unidades mayores denominadas "grupos". Estratigrafía y cartografía geológica en el siglo XIX: William Smith William Smith (1769-1839) fue un geólogo inglés considerado como uno de los fundadores de la estratigrafía y la cartografía geológica. Smith observó las capas de roca, fijándose en que cada conjunto de estratos se podía identificar por los fósiles que contenía, y que las mismas sucesiones de rocas y grupos fósiles, de más antiguos a más recientes, se podían encontrar en muchas partes de Inglaterra. Esto dio a Smith una hipótesis comprobable, que llamó el principio de sucesión faunística y que constituyó una herramienta esencial para establecer correlaciones estratigráficas y realizar mapas geológicos. En 1815 publicó el primer mapa geológico nacional. Cubría el conjunto de Inglaterra y Gales. Smith no fue el primero en realizar mapas geológicos pero sí fue el primero en utilizar los fósiles como herramientas para la elaboración de cartografía geológica al asignar a cada conjunto de rocas su orden estratigráfico y cronológico. Los suelos son capas superficiales de material mineral (derivado de la alteración de rocas) y materia orgánica (procedente de restos de plantas y animales), todo mezclado con agua y aire. En la formación de los suelos intervienen diversos factores como el material rocoso original que se altera y se disgrega produciendo la materia mineral que formará parte del suelo. El clima es un factor muy importante en la formación de un suelo ya que determina cómo se altera la roca original y qué tipo de minerales y elementos aporta. Los suelos que se forman en climas húmedos suelen tener mucho espesor mientras que los de climas áridos suelen ser mucho más delgados. Las plantas y animales, la pendiente de la zona donde se está formando el suelo y el tiempo que lleva formándose también son factores muy importantes que determinarán el tipo de suelo que se desarrolle. Los procesos que forman los suelos operan desde la superficie y hacia abajo, dando lugar a Los suelos CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
030 diferencias verticales en composición, estructura, color etc. Por esta razón se generan unas capas llamadas horizontes del suelo, cada una con unas características propias, que se pueden agrupar de forma simplificada en tres: A, B y C. El horizonte A, de colores generalmente oscuros, incluye un nivel superficial y delgado de materia orgánica parcialmente alterada: restos de hojas y restos orgánicos de animales donde la vida microscópica es muy abundante (bacterias, hongos, algas, insectos). A veces la parte más superficial de este nivel se denomina horizonte O. Por debajo de este nivel la materia orgánica ya está bastante degradada y descompuesta formando humus. Más hacia abajo en el perfil del suelo, el humus se mezcla con la materia mineral. El horizonte B está formado por dos niveles principales: una capa superior, subyacente al horizonte A (a veces se incluye dentro del horizonte A) de colores claros, con escasa Generación y evolución de un suelo a partir de una roca o regolito inicial. La alteración tanto química como física va degradando la parte más superficial de la roca, la que está en contacto con la atmósfera y el agua. A partir de este material disgregado y alterado (horizonte C) la materia orgánica y la actividad de microorganismos va alterando aun más este regolito y así se facilita la generación de una cobertera vegetal que comienza a formar los horizontes o niveles más superiores (”A" y "O"). Posteriormente los procesos de disolución, lavado, precipitación de diversos componentes mineralógicos y químicos irán generando y desarrollando la parte inferior del horizonte A y el horizonte B. Esquema simplificado del perfil de un suelo con sus horizontes más representativos: El horizonte o capa más superficial (O) está formado por acumulaciones de materia orgánica procedente de restos de plantas y animales y microorganismos. Por debajo de este nivel toda esta materia orgánica está ya más transformada formando humus. Las raíces de las plantas llegan a penetrar como máximo hasta la base del horizonte B pero no suelen atravesar el nivel C. En la fotografía adjunta se puede observar un suelo desarrollado sobre un sustrato pizarroso (horizonte C) que quedó fosilizado al depositarse encima derrubios de ladera/coluviones. En el suelo "fósil" aún es posible reconocer las huellas dejadas por las raices que dejaron un rastro de coloración más blanca en comparación con el resto de los materiales (flechas). Estos posibles restos de raíces constituyen franjas perpendiculares al depósito (al propio suelo y a los derrubios) lo que también es un criterio para su interpretación. Por comparación con el esquema idealizado del suelo y dada la ausencia de materia orgánica identificable, podemos plantear que el nivel donde aparecen estos restos de raíces es un horizonte B.
materia orgánica y en la que la percolación del agua ha extraído los materiales/minerales más finos (eluviación) y también ha disuelto y extraído otros componentes inorgánicos solubles (lixiviación). Por debajo de este nivel de lavado (a veces llamado horizonte E) se encuentra una zona de acumulación donde parte de los componentes lavados más arriba son acumulados, como los minerales de tamaños finos (arcillas). Como las arcillas forman niveles impermeables esto hace que en esta zona del suelo se acumule agua. Por debajo del horizonte B y por encima del sustrato rocoso se sitúa el horizonte C que constituye una capa formada por material alterado de la roca original. A diferencia de los horizontes A y B, el horizonte C tiene una composición muy similar a la del sustrato rocoso del cual deriva. Los contactos entre estos niveles u horizontes pueden ser netos o graduales. Cuando un suelo presenta estos horizontes de forma bien diferenciada es debido a que las condiciones ambientales han permanecido estables durante mucho tiempo. 031 Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas previas (ígneas, sedimentarias y metamórficas) mediante cambios producidos en sus minerales, causados por modificaciones en las condiciones de presión y temperatura en el interior de la Tierra. Las rocas con texturas típicamente metamórficas reciben denominaciones específicas, como p.ej. pizarra, esquisto, gneis, mármol, etc. Pero cuando las rocas originales se encuentran poco modificadas y aún se puede reconocer su textura original, se las suele denominar utilizando el prefijo meta- (p.ej.: metaconglomerado, metarenisca, metabasalto). El término cuarcita se suele aplicar tanto a rocas sedimentarias de tipo cuarzoarenita (arenisca constituida esencialmente por cuarzo y cemento silíceo) como a sus equivalentes metamórficos. Entre los principales tipos de metamorfismo se encuentran el metamorfismo regional, que se desarrolla en zonas amplias de la corteza terrestre en relación con la formación de cordilleras, y el metamorfismo térmico o de contacto, que tiene lugar en relación con intrusiones magmáticas que producen localmente una elevación de la temperatura en las rocas encajantes. En la mayoría de las zonas del Parque Nacional de Monfragüe las rocas no tienen metamorfismo o bien es de grado muy bajo. Existe no obstante una notable excepción en una zona limítrofe del parque situada al sur de la localidad de Mirabel. En este caso se trata de un metamorfismo aparentemente de contacto que afectó a las pizarras ordovícicas (Formación Pizarras del Río) y que provocó la nucleación y crecimiento de grandes cristales de andalucita (Al SiO ). Debido a que 2 5 presentan a veces unas inclusiones carbonosas con formas de cruz, se Las rocas metamórficas Diagrama aproximado de presión (profundidad) y temperatura, mostrando los campos donde diferentes minerales metamórficos (en este caso de la misma composición: Al SiO ) son 2 5 estables. Si tenemos una roca con andalucita podremos interpretar que este mineral se formo en condiciones de relativamente baja presión (baja profundidad) y temperatura variable. Para determinar las condiciones exactas de temperatura y profundidad a la que estuvieron unas rocas concretas debemos estudiar más aspectos de la composición química y mineralógica. En la foto de la derecha podemos observar unos cristales de andalucita dentro de una roca pizarrosa (zona de Mirabel, Sinclinal de Monfragüe). CONCEPTOS GEOLÓGICOS BÁSICOS
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