Ambiente lacustre

Universidad Nacional Autónoma de México

FACULTAD DE INGENIERIADivisión de Ingeniería en Ciencias de

la Tierra

SedimentologíaAmbiente Lacustre

• García Méndez Joshua Emanuel• Nápoles Valenzuela Juan Iván• Sotomayor Sandoval Sebastián Ramón

Definiciones

Cowardin (1979) define el ambiente lacustre como los humedales y hábitats de aguas profundas situados en una depresión topográfica o en el cauce de un río represado, carecen de arboles, arbustos, plantas emergentes persistentes, musgos, o con más de 30% de cobertura de área.

Definición de Lago por

Profundidad

Salinidad

Conexión con el mar

Vegetación

Definiciones

Lago

Forel (1892) “toda cuenca con agua profunda tan grande

como sea , no conectada con el mar” Reeves (1968) considera a los lagos como

masas de agua que son demasiado profundas para permitir a la vegetación echar raíces completamente de una parte a otra de la extensión de agua.

Lagos

Depocentros locales formados en las masas continentales sin conexión al mar, se producen en todos los tamaños, formas y climas, que muestran una amplia gama en la escala y características de modo que las generalizaciones son difíciles.

Lago Baikal Siberia Rusia, 31.494 km², Profundidad máxima 1.642 m, profundidad media 744,4 m

Lago Eyre Australia del Sur, 9,690 km², Profundidad máxima 4 m cada 4 años, profundidad media 1.3m


Lagos

Lago Superior Estados Unidos/Canadá, 82,000 km², Profundidad máxima 406 m, volumen 12.232 km³

Lagos


Lago

Cuerpo de Agua continental de alta o baja salinidad alimentado por uno o mas cursos de agua, el volumen de estas aguas tiene que igualar o superar el volumen de descarga.

Un lago Endorreico es aquel que su única fuente de descarga es la evaporación

Un lago Exorreico es aquel que drena sus aguas mediante ríos, evaporación o filtración

Lagos

En términos de tiempo geológico, la mayoría de los lagos son características temporales.

Forman una cuenca o embalse y se convierten en trampas de sedimentos que con el tiempo se llenan (colmatacion).

Los lagos pueden variar enormemente en sus dimensiones desde los estanques pequeños y efímeros a los cuerpos de agua tan grandes como el mar Caspio y los Grandes Lagos. Algunos lagos son profundos, pero otros son tan poco profundos que sus niveles fluctúan dramáticamente con la estación y el clima.

Cerca del 60 por ciento de los lagos son de agua baja en salinidad, pero algunos son más salados que el océano.

Lagos

Clasificación

Los lagos pueden mostrar muchas características diferentes entre si por lo que la clasificación puede efectuarse en función de uno o varios criterios diferentes.

Origen

Salinidad

Comportamiento térmico de

las aguas

Zona climática

Clasificación

Hutchinson (1957, 1975) distingue hasta 76 tipos de lagos según su origen.

Tectónico Volcánico Deslizamiento de tierras Glacial Disolución Fluvial Eólico Por impacto meteórico

Clasificación

Origen TectónicoSe forman en la depresión de una falla o fosa tectónica

por lo que son alargados y profundos. Grabens de rift, fosas tectónicas.

Origen tectónico

Lago baikal

Lago de Chapala

Origen Volcánico

Lagos de cráter, son formados en un cráter volcánico en zonas lluviosas y está influenciado química y térmicamente por el volcán

Clasificación

Origen VolcánicoLagos de caldera, formados en una caldera

volcánica.

Clasificación

Origen por RepresamientoProducido por derrumbe de laderas, flujos de

lava, aluvión, morrenas glaciares.

Clasificación

Origen GlaciarLagos glaciares producidos por la dinámica de gruesas capas de hielo en

terreno de poca pendiente ocasionando depresiones en el terreno. Canadá tiene cerca de el 60% de los lagos del mundo y la mayoría son de origen glaciar.

Clasificación

Origen por disoluciónLagos kársticos Son los que se alojan en cubetas

excavadas por disolución del agua en rocas solubles, tales como los yesos y sobre todo las calizas.

Lago subterráneo, asociado a una cueva o caverna con filtración de aguas de un acuífero o un manantial, en donde se disuelven el techo de la grutas y se forman sumideros que se llenan de agua. Ejemplo Yucatan.

Clasificación

Origen por erosión fluvialLa fuerza de la corriente en llanos y planicies, abre meandros y

dentro de estos se llegan a formar lagunas que tienen forma de herradura y a veces serpenteante. El limo o el desmoronamiento de la riberas de un río suele obstruir la salida de una cuenca, y con ello se corta el acceso de un afluente y se forma un lago.

Clasificación

Erosión Fluvial

Meandros abandonados

Impacto Meteorico Elgygytgyn

Clasificación

Collison (1978) propone una clasificación mas sencilla basándose en el tamaño relacionándolo con el origen, el considera dos grandes grupos.

Lagos pequeños.- formados por estancamiento sedimentario, erosión local, disolución o cese temporal de aportes en ciertas áreas Suelen ser de vida corta y colmatación relativamente rápida (llanuras aluviales, costeras, regiones glaciares, deltas, etc)

Clasificación

Grandes lagos.- generalmente poseen un origen tectónico entre los cuales se distingue a los lagos de áreas tectónicamente activas y cinturones orogénicos (valles de rift, etc) que presentan una gran subsidencia y reciben muchos aportes, y los lagos de áreas cratónicas con hundimiento lento y pronunciado. Estos poseen una gran persistencia y sus margenes pueden fluctuar sobre cientos de kilómetros.

Clasificación

Dinámica delMedio lacustre Controlada

Geometría de la cuenca

Clima

Propiedades delas aguas

Aportes externos

Dinámica del medio lacustre


La geometría de un lago esta expresada por los parámetros morfometricos

Área (A)Volumen (V)Profundidad media (Zmx)Profundidad máxima (Zmd)Longitud de la costaetc.

Estos parámetros condicionan la influencia de otros factores y procesos: posibilidad de estratificacion de masas de agua, importancia de las corrientes y del oleaje, vegetación etc.

La forma de la superficie esta relacionada con el origen del lago y puede ser muy variable.


La posición y orientación del lago con respecto a los vientos dominantes poseen una gran importancia ya que el viento regula en parte la circulación de las aguas y el oleaje.


Clima Controla el ciclo dinámico: la circulación

vertical depende de la variación del perfil de densidades, que a su ves depende en muchos casos de los cambios de temperatura inducidos por variaciones climáticas.

El balance entre entradas y salidas controla el nivel de agua (lluvias, aporte de drenaje superficial, subterráneo, cursos efluentes, evaporación)

Clima

La aridez en el área de drenaje incrementa el aporte de sedimentos de las corrientes, mientras que las áreas de clima mas húmedo, con mas vegetación, muestran un menor aporte de sedimentos ya que son menores los procesos erosivos. En zonas con clima muy frió se puede formar una capa de hielo que inhibe la acción de las olas y ejerce un frenado sobre la sedimentación

Clima

Propiedades de las aguas

Salinidad. Contenido de oxigeno y nutrientes Temperatura - Densidad

Salinidad

Esta expresada por la cantidad de sales disueltas en las aguas del lago, varia enormemente.

El lago ginebra tiene 0.1775 g/l mientras el gran lago salado posee 238.12 g/l (27 %).

Las sales en disolución son el resultado de la composición de las aguas en épocas anteriores, de las sales contenidas en las áreas de drenaje y de la tasa de evaporación existente.

Salinidad

Algunos autores (ejemplo Collison 1978) consideran lagos salinos a aquellos cuyas aguas posean una concentración mayor al 5% que es el valor soportado por la mayoría de organismos de agua no salina. En los lagos con aguas débilmente mineralizadas, estas generalmente son de tipo carbonatado, mientras que los lagos salinos poseen elevadas concentraciones de sulfatos y cloruros.

Salinidad

Contenido de oxigeno y nutrientes

El contenido de oxigeno y nutrientes (fosforo, nitrógeno etc.) controla la producción orgánica.

Una gran cantidad de nutrientes producirá una elevada productividad orgánica con acumulación de restos orgánicos en el fondo lo que resultara en una gran demanda de oxigeno en las capas bajas del lago, este fenómeno recibe el nombre de eutrofizacion.

Si existe escaza productividad de organismos la demanda de oxigeno es baja y el lago se matiene oligotrofico.

Un lago oligotrofico es aquel que tiene bajo contenido de nutrientes, tienen una baja produccion de algas y tienen aguas sumamente claras y calidad de agua potable.

Contienen gran cantidad de oxigeno, es común en lagos profundos, son comunes en regiones frías


Lago Eutrofico. Lago rico en nutrientes (fosfatos, nitratos, carbonatos) esto facilita la proliferación de las algas, estas al descomponerse por bacterias se consume el oxigeno, es común en lagos someros.


• Distróficos (dominados por humus coloidal y con aguas pobremente oxigenadas).


Temperatura Densidad

La temperatura y la densidad Rara vez son constantes.

Son controladas por

Profundidad Estacion del año Drenaje

El agua posee su máxima densidad a 4°C


En una situación ideal y debido al calentamiento solar se produciría un perfil gradual descendente de temperaturas.


Sin embargo debido a la acción del viento, en muchos casos se produce una clara separación entre unas masas de aguas superiores mas calientes y otras masas de aguas inferiores más frías, y por lo tanto mas densas, este fenómeno se conoce como estratificacion (zonación térmica vertical) .


Epilimnion.- Capa superior de agua de un lago termicamente estratificado, menos densa, de circulación interna y con abundancia de oxigeno, es la superficie expuesta ala atmósfera


Hipolimnion.- Capa inferior de temperatura generalmente mas baja de agua mas densa y pobre en oxigeno.

En lagos Eutroficos esta capa no tiene oxigeno y esta cargada de materia orgánica en descomposición.


Metalimnion.- Zona de transición del epilimnion y el hipolimnion, es una capa media de agua de un lago donde la temperatura desciende paulatinamente a medida que aumenta la profundidad.

En un perfil vertical de temperaturas, la zona donde la temperatura cambia bruscamente del epilimnion al hipolimnion se llama termoclina.


Lago holomicticoes aquel en el que la circulación es completa en el lago, hasta el

fondo.


Hutchinson propone la siguiente clasificación de lagos en base a la circulación de las aguas.

Monomíctico.-Una vez al año la circulación es completa, zonas subtropicales (áridas) o polares (frías).

Dimíctico.- dos veces al año la circulación es completa, zonas templadas y zonas montañosas subtropicales.

Oligomictico.- Siempre T>4°C escasos periodos de circulación a intervalos regulares.

Amícticos: nunca se da circulación porque están permanentemente cubiertos de hielo.

Polimícticos: existe una circulación continua, se da en los lagos alpinos de la zona ecuatorial de los Andes temperaturas cercanas a 4°C.


Lagos Meromicticos Son lagos que contienen un mayor o menor volumen de agua al

fondo con una densidad elevada estable, esta puede ser de origen quimico o por abundancia de particulas en suspencion.


Sedimentación en los lagos

Sedimentos mecánicos o clasticos.- Los factores físicos y los aportes externos predominan.

Sedimentos de origen químico Sedimentos Bioquimicos.- Depósitos formados

por la actividad fisiológica de los organismos Sedimentos orgánicos.- Materia orgánica

Depósitos Lacustres

Antes no se le daba mucha importancia a los depósitos lacustres, pero recientemente se han convertido en importantes fuentes de rocas como lutita bituminosa y el carbón.

• La alternancia regular de estancamiento y circulación produce una laminación fina que puede ser muy rítmica y amplia lateralmente. Debido a que este laminado puede reflejar tanto los ciclos estacionales y de mayor escala los ciclos climáticos, es de gran importancia como una herramienta paleoclimática.


• Durante los períodos de estancamiento en la densidad de cualquier lago estratificado, la materia orgánica se concentra en las aguas más profundas. La falta de oxígeno y de los nutrientes en exceso conduce a condiciones de estancamiento. Bajo estas circunstancias, habrá una concentración de materia orgánica, produciendo lutitas negras que son altos en hidrocarburos de bajo grado, o querógenos.


• El estancamiento de fondos de los lagos también desalientan los procesos de descomposición y por lo tanto pueden producir fósiles inusualmente completos.

50 ma Eoceno


FACIES DE LAGOS CON SEDIMENTACIÓN DETRÍTICA.

PROCESOS SEDIMENTARIOS• Los procesos sedimentarios en este tipo de lagos, están controlados por

el tamaño, profundidad y características hidrodinámicas del lago (oleaje, circulación, etc.), relieve circundante, aporte de los ríos, etc.

• De un modo general las condiciones energéticas en zonas litorales es superior a las de las zonas lacustres más abiertas o profundas, Twenhofel (1982) presenta un modelo ideal de distribución de sedimentos detríticos lacustres, con un cinturón externo de gravas costeras, un cinturón intermedio de arenas y facies internas de margas y fangos.

• La erosión, transporte y deposición de materiales de grano más grueso está confinada generalmente a la zona somera próxima a la costa, excepto cuando las condiciones de flujo de fondo, deslizamientos o corrientes de turbidez proporciona vías de llegada de tales materiales al fondo.

ESQUEMA DE LA SEDIMENTACIÓN DETRÍTICA EN UN LAGO (TWENHOFEL 1982.)

LA SEDIMENTACIÓN EN ZONAS MARGINALES. DELTAS LACUSTRES.

• En las áreas marginales se presenta principalmente la sedimentación de materiales aportados por las desembocaduras de los ríos.

• En los grandes lagos, a lo largo de las márgenes se pueden desarrollar condiciones litorales semejantes a las de mares sin mareas con dominio de oleaje, incluso con la formación de estructuras de tipo hummocky cross-stratification, como en el lago Hurón (Greenwood y Sherman, 1986).

Los materiales transportados por los ríos se depositan de formas diversas:

En función de la densidad entre el agua del lago y la del río. (Pharo y Carmack 1979).

En ocasiones el agua del río es más densa que la del lago, la formación de deltas puede quedar inhibida o disminuida, siendo la mayor parte del sedimento transportado a zonas más profundas de lago.

Se pueden presentar dos tipos fundamentales de deltas:

o Tipo Gilbert.

o Tipo de dominio fluvial.

Los deltas tipo Gilbert se caracterizan por:

i. Estar constituidos por sedimentos de grano grueso.

ii. Suelen presentar estratificación cruzada de muy gran escala.

iii. Con foresets de hasta 10 m. de altura.

iv. Y acostumbran a presentar abundantes estructuras de deformación debidas a la fuerte pendiente de los foresets.

v. Frecuentes en lagos de zonas proglaciares, también pueden ser ubicados en otras zonas climáticas.

Los deltas de tipo dominio fluvial se caracterizan por:

i. Secuencias de barras de desembocadura bien desarrolladas.

ii. Son de tipo grano y estratocreciente y suelen oscilar entre 2 y 14 m.

iii. Presentes en áreas de alto relieve o lagos con vertientes escarpadas, pueden existir abanicos aluviales que construyan aparatos deltaicos.

iv. Principalmente los aportes son por flujos de transporte gravitatorio.

En algunos lagos se ha podido observar la coexistencia de los dos tipos de deltas mencionados.

LA SEDIMENTACIÓN DETRÍTICA EN ZONAS LACUSTRES PROFUNDAS.

En las zonas mas profundas de los lagos la sedimentación se lleva acabo por decantación. La distribución y acumulación de limos y arcillas está particularmente influenciada por la morfología del fondo y por la estratificación de las masas de agua.

La sedimentación de materiales gruesos en zonas profundas de los lagos puede deberse a los flujos de fondo, corrientes de turbidez y deslizamientos subacuáticos (slumps).

Los sistemas de flujos de fondo permiten el desarrollo de abanicos subacuáticos en zonas relacionadas con desembocaduras, similares en sus características a los abanicos submarinos.

MODELO DE SEDIMENTACIÓN EN LAGOS OLIGOTRÓFICOS MONOMÍCTICOS.

MODELO DE SEDIMENTACIÓN EN LAGOS DE ZONAS PROGLACIARES O FRÍAS.

• Presentan foresets de mucha inclinación.

• En las márgenes aparecen granulometría gruesa y hacia el fondo de lago, limos y arcillas.

• En el fondo aparecen laminación llamadas “varvas” (laminaciones entre arena fina, limos y arcillas).

• Durante el verano se vierten granos gruesos por aportes deltaicos fluviales, y para el invierno deposición de limos y arcillas por decantación, al congelarse la superficie del lago.

Algunas estructuras que se presentan en las varvas son: • Estructura de caídas (dropstone)

• Descargas (dump)

• Estructura de excavación (grounding)

LAGO VIEDMA. (Provincia de Santa Cruz, Argentina.)

MODELO DE SEDIMENTACIÓN DE LAGOS SOMEROS .

• Lagos someros ligados a la actividad fluvial:

Localizados en llanuras de inundación, siendo rellenos de depresiones entre canales. Cuando la actividad fluvial llega a desaparecer culmina con la formación de un pantano.

• Lagos someros de tipo playa:Rodeados de llanuras lutíticas con escaso o nula sedimentación evaporítica. En estos ambientes el paso de los abanicos aluviales de las zonas más alejadas a las zonas lacustres tiene lugar en algunos casos por medio de abanicos terminales o terminal fans.

MODELOS DE FACIES DE LAGOS SALINOS.

Sedimentación química

Los lagos salinos son sistemas muy dinámicos, que responden rápidamente a las condiciones externas.

La precipitación de minerales esta influida por la química del agua del lago.

Se consideran cuatro procesos principales que conducen a la sobre saturación y precipitación:

• Concentración evaporítica.

• Pérdida de gases ( CO2).

• Mezcla de aguas .

• Cambios de temperaturas.

MODELOS DE FACIES

Lowenstein y Hardie (1985) consideran que las evaporitas estratificadas, de origen lacustre, se acumulan en tres tipos de ambientes depisiconales:

• Cuencas perennes profundas• Lagos perennes someros• Saline-pans efímeros

COMPLEJO DE ABANICO ALUVIAL - LLANURA LUTÍTICA - LAGO SALINO EFÍMERO

Ejemplos de este tipo de asociación se encuentran a menudo en fosas tectónicas y están típicamente dominados por abanicos aluviales que descienden hasta una llanura lutíticas que bordean un lago efímero salino (playa o sabkha).

La precipitación evaporítica producen tres tipos de minerales:

1. Carbonatos (aragonitos principalmente)

2. Sulfatos (yeso, anhidrita)

3. Cloruros (halitas )

COMPLEJO DE LLANURA DE INUNDACIÓN DE CORRIENTES EFÍMERAS, CAMPO DE DUNAS Y COMPLEJO DE LAGO SALINO.

En zonas desérticas subtropicales pueden existir amplias cuencas someras donde se desarrollen franjas de llanuras de inundación de corrientes efímeras asociadas a campos de dunas.

COMPLEJO DE LLANURA DE INUNDACIÓN PERENNE-LAGO PERENNE.

En este caso los lagos son perennes y a ellos llegan directamente corrientes pernees. Un ejemplo conocido es el Gran Lago Salado. Presentan sedimentos constituidos por minerales de arcillas y carbonatos (calcita y dolomita), en forma de pellets, ooides y biohermes algales calcáreos.

Modelos de facies carbonatadas lacustres

Kells y Hesii (1978) consideran dos situaciones para encontrar sedimentos carbonatados

lacustres: Sedimentación carbonatada y evaporítica en

lagos salinos y playas de regiones áridasSedimentación carbonatada en lagos de agua de baja salinidad o salobre de zonas humedas.

• Se pueden considerar diversos tipos de sedimentos carbonatados en consideración a su origen:

• Carbonatos clásticos• Carbonatos bioclásticos• Carbonatos precipitados.

Modelo de sedimentación lacustre en lagos de baja salinidad

Modelo de sedimentación carbonatada en cuencas lacustres poco profundas

• Pantanos y pequeños lagos con sedimentación carbonatada desarrollados en las proximidades de o en un abanico aluvial.

• Lagos con franja palustre estrecha.• Lagos con una franja palustre bien

desarrollada.

Modelos de sedimentación de facies organógenas.

• Materia orgánica

• Facies sedimentarias organógenas

Modelos complejos.

Origen y características geológicas del paleo-Lago de Amajac, Hidalgo.

Bibliografía:

http://www.limarino.com.ar/AAC/ntrdccn/ntrdccn.html#Temas

P. Anadon, Instituto de geologia Jaume Almera , consejo superior de investigaciones cientificas, Barcelona

http://www.limarino.com.ar/AAC/ntrdccn/ntrdccn.html

http://www.limarino.com.ar/AAC/ntrdccn/ntrdccn.html

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