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87. Tectónica y erosión subterránea en Galicia, II. ¿Donde están las fallas? Matarile-rile-rile.

La discusión sobre si sí o no hay una tectónica fuerte en la construcción geolólogica del paisaje de Galicia es vieja, aunque la verdad no es demasiado acalorada. Más bien es una discusión lánguida, como la misma sismicidad del país, que aunque de forma ocasional alcanza una moderada energía,  es por lo general una sismicidad  constante, difusa, y de baja intensidad.

En Galicia hay bastantes terremotos, más de los que se creía hasta hace unos años, pero son moderados o de muy baja magnitud.

Sismicidad en la península Ibñerica hasta 2002 (IGN)

Sismicidad en la península Ibñerica hasta 2002 (IGN)

De hecho, son tan poco energéticos  que la mayor parte ni se detectaban, al menos hasta que tras la serie de terremotos de 1995-1997 en Sarria-Becerreá-Triacastela el proyecto GASPI investigó en detalle la sismicidad del NO penisular. Si os apetece enteraros de los resultados, aquí.

La cuestión es que esta baja sismicidad choca con la evidencia de un paisaje montañoso extremadamente compartimentado que combina diminutas cuencas sedimentarias con cientos de metros de sedimentos pinzados en el basamento paleozoico, como en As Pontes; suaves paisajes graníticos cortados a tajo por cañones fluviales de 500 metros de profundidad, como en A Ribeira Sacra; ríos desembocando sobre el mar en saltos de agua de más de 100 metros de desnivel, como en Ézaro, o amplios y profundos valles fluviales atravesados por cortos ríos de aguas cristalinas, como en las rías de Vigo o Pontevedra. Por todas partes encontramos señales de hundimientos y elevaciones, erosiones y sedimentaciones que desentonan con los bajísimos volúmenes de sedimentos transportados por los ríos (al menos de forma natural) y con la baja y difusa sismicidad. Así que la mayoría de los geólogos suponen que las fuerzas geológicas que generaron los vivos contrastes del paisaje gallego son cosa del pasado, como si la profunda erosión y la activa tectónica se hubiese detenido, como si hoy el NO de Iberia fuese una geología en stand-by, una balsa de piedra.

¿Dónde están las fallas?

En realidad, el gran problema de la tectónica de Galicia es que no se encuentran las fallas activas.

Salvo excepciones, los sismógrafos no localizan de froma clara las fallas en los zócalos graníticos y metamórficos y en las cuencas sedimentarias apenas se han descrito apenas media diocena de fallas (1,2) afectando a los sedimentos más recientes de modo aparentemente muy local.

¿Significa esto que la tectónica es débil o inexistente? Pues mi opinión es que no. Puede que no veamos las fallas activas, pero haberlas hailas. Investigar la tectónica de Galicia, sin embargo, exige un cambio de modelo conceptual, pues no estamos ante una tectónica típica, rocosa, dura, rígida, sino ante una tectónica blanda.

En Meriama y As Pontes, las cuencas mejor conocidas gracias a que han sido excavadas por completo, la mayoría de las fallas son de borde y afectan sobre todo al zócalo ígneo-metamórfico, no a los sedimentos. Así se explicaría la ausencia de grandes fallas en los sedimentos recientes y su aparente escasa relevancia.

Corte geológico de As Pontes. Las fallas apenas afectan a los sedimentos

Corte geológico de As Pontes. Las fallas apenas afectan a los sedimentos, de aquí.

He aquí por qué apenas se encuentran fallas en los sedimentos, pues como las llaves de la canción, están en el fondo de las cuencas (y en sus bordes), afectando al zócalo paleozoico/precámbrico.

Y al ver los cortes geológicos de As Pontes, se comprende por qué resulta tan difícl advertir la dimensión de las movimientos tectónicos involucrados en la cuenca a partir de informaciones parciales de las fallas en superficie, en especial las del interior de la cuenca.

Los bordes de cuenca

El término de las fallas profundas en los bordes manifiesta un cambio reológico del zócalo granítico/metamórfico al sedimento: el granito es duro y frágil, el sedimento es blando y dúctil. Ante un esfuerzo (una onda de presión, por ejemplo) el granito se rompe, el sedimento se deforma. Por eso las fallas que atraviesan el zócalo en As Pontes se pierden dentro del sedimento, transformadas en un ramillete de pequeños pliegues y/o fracturas

La mayoría de los trabajos sobre las cuencas terciarias focalizan su atención en la estructura generalde esfuerzos y/o en los sedimentos de relleno, y en cambio prestan muy poca atención a esos bordes, que, a mi modo de ver, juegan el papel esencial.

Las fallas van tumbándose con el tiempo, evidenciando un comportamiento dúctil

Las fallas van tumbándose con el tiempo, evidenciando un comportamiento dúctil

Y si nos fijamos vemos que las sucesivas fallas (inversas) del borde norte tienden a disminuir su buzamiento hasta parecer cabalgamientos. En cada ocasión, la falla inversa se reactiva con el buzamiento que trae la falla en profundidad y sigue por la roca fresca hasta superficie hundiéndose el bloque sur, pero la meteorización que afecta a este borde meteorizala la roca adquiriendo ductilidad y plegándose. Este cambio de comportamiento de la roca frágil/dúctil es comparable al típico creep de las laderas.

La meteorización de la roca induce un comportamiento dúctil frente al esfurzo, en este caso , la gravedad.

La meteorización de la roca la convierte en un material dúctil frente al esfuerzo, en este caso , de la gravedad (de aquí)

La meteorización.

La intensísima meteorización de los bordes es la característica común a todas las cuencas sedimentarias de Galicia. Esta meteorización resalta en los cortes abiertos en el terreno por las vivas coloraciones rojizas y blancas causadas por el enriquecimiento en hierro de los niveles o, por el contrario, por su lavado y concomitante a la caolinitización. En la segunda mitad del siglo pasado era común atribuir estas coloraciones a una supuesta evolución climática. Así, las terrazas más elevadas y antiguas la característica común sería un enrojecimiento (ferralitización) que indicaría un clima más cálido y húmedo, de carácter tropical.

Ferratilización del metamórfico bajo terraza ¿T2? en Tui

Ferralitización del sustrato metamórfico bajo una terraza ¿T2? en Tui

A mi modo de ver, sin embargo, la ferralitización depende más de circunstancias locales como la proximidad y la composición del sustrato y fuentes metálicas, porosidad, etc. que de pasados registros climáticos. También es verdad que, en general, desconfío de cualquier intento de correlacionar o datar capas por el grado de cementación o alteración.

Por ejemplo, en el Miño, el amigo Viveen, advirtió que la pérdida de masa en los cantos de las terrazas aumenta hacia el mar a igual altura y se sirvió de las densidades para  correlacionar las terrazas, definiendo un supuesto basculamiento hacia el oeste, cuando lo que estaba viendo es el efecto corrosivo del spray y las lluvias marinas (cargadas en sales) disminuyendo hacia el este.

Pero sigo.

Terraza y sustrato fuertemente alterados (ferritización y caolnitización) en Tui ¿T2?

Terraza y sustrato fuertemente alterados (rubefacción y caolnitización) en Tui ¿T2?

Detalle de anterior con los bloques graníticos de coluvión de base de teraza rubefactados y caolinitizados

Detalle de perfil anterior con los bloques graníticos de coluvión de base de teraza completamente rubefactados

granito rubefactado bajo terraza T3 en Salvaterra.

Granito rubefactado bajo terraza T1 en Salvaterra.

Detalle de corte anterior en el que se ve los grandes bloques de granito alterado incluidos en la terraza.

Detalle de corte anterior en el que se ve los bloques de granito incluidos en la terraza alterados.

Terraza sobre granito muy alterado en en Valença, ¿T1?

Terraza sobre granito muy alterado en en Valença (Gandara), ¿T1?

Detalle de bloque rubefactado en perfil anterior

Detalle de bloque de granito rubefactado en perfil anterior

La presencia de esos grandes bolos graníticos en la base de los sedimentos fluviales indica que en el momento de la sedimentación el granito era una roca competente y que la meteorización de sedimento y sustrato fue conjunta y posterior a la sedimentación. De hecho, en ocasiones parece que los procesos de meteorización son más intensos en el sustrato granítico que en los sedimentos, como si en el proceso de alteración fuese no solo meteórico sino también hidrotermal, y al menos en un afloramiento en Monçao, en una terraza equivalente a al T3 del MAGNA, una cementación silícea de aspecto opalino parece confirmar tal supuesto.

Terraza con cemento opalino

Terraza ¿T3? con cemento opalino en Monçao

Detalle del corte anterior

Detalle del corte anterior

En Melgaço, Monçao o en Caldelas de Tui existen balnearios de aguas termales. En todos estos lugares las aguas termales afloran en varios surgencias naturales, incluso en el lecho del río, y en todos ellos se ha constatado la existencia de manantiales con caudales de decenas de miles de litros/hora cada uno con su particular composicón quimica y temperatura. También se reconocen procesos de mezcla de aguas hidrotermales y meteóricas.

Tomografía de resistividad (W-E) en Caldelas de Tui. De arriba abajo: Terraza T1, acuífero en granito (?) y sustrato rocoso. Manantial termal en mitad del perfil (metro 120)

Tomografía de resistividad (W-E) en Caldelas de Tui. De arriba abajo: Terraza T1, acuífero en granito (?) y sustrato rocoso. Manantial termal en mitad del perfil (metro 120)

Tomografía IP en perfil anterior (dispositivo Wenner). El mapa de cargabilidad (dominio tiempos) señala dos anomalías interpretadas como dos surgencias de aguas termales

Tomografía IP en perfil anterior (dispositivo Wenner). El mapa de cargabilidad (dominio tiempos) señala dos anomalías interpretadas como dos surgencias de aguas termales

Las raíces del regolito. 

Los regolitos de los macizos ígneos y metamórficos son mucho más que un suelo grueso o una simple cobertera susceptible de erosión. En los macizos graníticos los regolitos se extienden cientos e incluso miles de metros en profundidad a través de una red de fracturas que conectan con masas rocosas más o menos alteradas y brechificadas por las que se mueven las aguas meteóricas e hidrotermales. Esta intrincada red de fracturas y masas rocosas alteradas juega un papel fundamental en los procesos hidrogeológicos y tectónicos, un papel reconocido pero muy difícil de cuantificar, pues desconocemos las geometrías precisas de estas redes, sus propiedades mecánicas o hidráulicas, las características de los caudales que se mueven por ellas y ni siquiera tenemos un conocimiento teórico suficiente de los procesos mineralógicos y reológicos que determinan su comportamiento. Pero sabemos que están ahí.

La memoria del sondeo más profundo de Galicia, realizado en Ourense en 1986 para la investigación geotérmica de media entalpía, describe la mayor parte de las muestras tomadas para los ensayos de conductividad desde la más somera (a 258 metros de profundidad) hasta la más profunda (tomada a 690 metros de profundidad) como de granito muy alterado o medianamente alterado.

Descripción de las muestras para conductividad del sondeo Orense-4, de 700 metros de profundidad.

Descripción de las muestras para conductividad del sondeo Orense-4, de 700 metros de profundidad.

Un granito completamente meteorizado (grado V ISRM) como el que forma los típicos jabres gallegos  puede presentar fácilmente una densidad 20 % inferior a la de ese granito sano (2,65 g/cm3) y su comportamiento reológico es del todo diferente, pero incluso ligeras alteraciones tienen importantes consecuencias físicas. Un granito con grado II (ISRM) de meteorización, apenas perceptible en campo por una ligera coloración, puede ver reducida su resistencia a la compresión a la mitad.

Aumento de porosidad y disminución de la resistencia con el grado de alteración (de aquí).

Aumento de porosidad y disminución de la resistencia con el grado de alteración (de aquí).

Por esta razón los terremotos se repiten una y otra vez sobre las mismas fallas. El segundo principio de la termodinámica dice que la energía tiende a disiparse, o sea, a repartirse de forma homogénea a través de las rocas, y la falla, al tener una menor resistencia mecánica disipa la energía acumulada en el macizo transformándola en trabajo mecánico (rompiendo las rocas y desplazándolas) y calor. Así pues, en muchos casos, las fallas no solo son conductos para las aguas hidrotermales, sino que ellas mismas actúan como calefactoras. El testigo Orense-4 descubrió abundante pirita de neoformación (hidrotermal) que en algunos casos llegaba a tapizar por completo los planos de rotura de los testigos y de modo frecuente estos recubrimientos mostraban estrías de falla, lo que el informe consideró prueba irrefutable de neotectonia.

La memoria del IGME añade que del metro 201 en que comenzó a perforarse con recuperación de testigo ahasta el fin del sondeo a 700 metros de profundidad, era constante la alternacia de tramos de granito masivo fresco y compacto de 20-30 metros con zonas fracturadas de 5-15 metros en los que se combinaba la fracturación con la alteración hidrotermal por la circulación de agua caliente.

Tectónica blanda

En los ríos de Galicia la carga de sedimento disuelto natural (sin contaminar ni inducida por actividad humana), siendo baja o muy baja (50 mg/l) (1,2), multiplica por diez la carga de fondo o de sedimento en suspensión (1-10 mg/l) (3,4).

Puede que estos datos estén algo sobrevalorados por lo que ya comenté antes de la influencia las spray y lluvias marinas (cargadas en iones como Cl- y Na+) en el contenido en disolución de las aguas continentales costeras, que aumentan su actividad química. Para el conjunto de Galicia, los valores podrían ser ligeramente inferiores, y en el cálculo de tasas de erosión también habría que tener en cuenta las menores precipitaciones en las zonas de interior. Aún así, estos datos son la mejor referencia de que dispongo y la realidad general no debería alejarse mucho.

Esto significa que la erosión en buena parte de Galicia (sobre todo la Galicia más Atlántica, que es casi toda) es, mayoritariamente, química, es decir, subterránea, considerando como tal la subsuperficial, que circula brevemente por los suelos y regolitos como la que lo hace atravesando los macizos alterados para surgir al cabo de meses o años.

Traducido lo anterior a tasas de erosión (para un caudal de 51,7 cumecs/km2), serán 81,5 tn/km2 año o 30 m3 de granito (densidad 2,7 g/cm3) por km2 y año, o si preferís 3 mm cada mil años. Aunque quizá os parezca parezca poco, en un millón de años eso es un agujero de 300 m de alto, ancho y largo. Un boquete gigantesco y, de hecho, tres veces mayor que la más grande cámara subterránea del planeta según wikipedia, la Cámara Miao.

Pero aunque de hecho en Galicia tenemos algunos de los mayores seudokarst del mundo, que es como se llaman las cuevas generadas por la disolución del granito (cuyo descubrimiento y estudio debemos a los clubes Mauxo y A Trapa), lo más habitual es el jabre, y la disolución de 3 mm/año de granito en 1 millón de años es el 3 % de un km3, o lo que es lo mismo, supone rebajar la densidad de 1 km3 de granito de 2,7 a 2,62 g/cm3). En treinta millones de años, que es el tiempo transcurrido desde que As Pontes y la mayor parte de las cuencas terciario-cuaternarias gallegas comenzaron a formarse, habremos disuelto el 30,7 % de la masa de ese km3, o lo que es lo msimo, habíamos rebajado la densidad del km3 de granito de 2,7 a 1,9 kg/cm3, es decir, habremos creado un regolito continuo de grado VI de 1 km de profundidad a partir de un granito perfectamente sano.

En realidad, como se puede ver en los seudokarst, no toda la disolución de granitos se ha convertido en jabre. Una parte del granito ha sido completamente disuelto para formar cavidades como el pseudokarst de A Trapa, en Tui, o simplemente ha desaparecido de superficie, y otra parte ha sido transformado en minerales de neoformación, como la caolinita que luego ha pasado a rellenar las cuencas terciarias. Desconocemos también cuánto regolito ha podido ser erosionado. Si nos atuviésemos a los rios actuales como guía, desde luego muy poco: un 10 % del volumen disuelto habría sido transportado como carga en suspensión y otro tanto (como mucho, pero probablemente menos) como carga de fondo. Sin duda resulta muy aventurado suponer que las tasas de carga en suspensión y de fondo han sido siempre como las actuales, y bastarían unos pocos “eventos erosivos” para desmantelar en poco tiempo grandes volúmenes, pero en cualquier caso, la ausencia de grandes depósitos de sedimentos en Galicia y en la adyacente plataforma continental permiten suponer que la erosión y transporte particulado ha sido un asunto de menor cuantía en los últimos 30 millones de años.

Pero a lo que iba. Lo que identifica las cuencas tectónicas terciario-cuaternarias de Galicia no es el sedimento -no lo hay en la Depresión Meridiana, al menos en buena parte- sino un potente regolito, y esto porque  el agente activo que abre y profundiza las cuencas tectónicas de Galicia es la disolución química. Ésta es una tectónica blanda, en el que el papel de las fallas es más pasivo -como vía para las aguas- que activo, como centradoras de esfuerzos. Los sismos son numerosos pero pequeños, casi inapreciables, en el rango de energías de la contaminación sísmica humana, y con una ocurrencia geográfica muy parecido a un ruido de fondo de origen difuso, no asociado a geometrías claras.

Dos posibles soluciones a los datos de la campaña de MT del IGME en Caldas, en 1988

Dos posibles soluciones de J. Ledo a los datos de la campaña de MT del IGME en Caldas, en 1986. Los colores vivos señalan zonas conductoras, ricas en arcillas, elementos metálicos o agua y se disponen en superficie o cruzando grandes fallas evidentes en el paisaje. En 013, arriba, la Depresión Meridiana coincide con una anomlaía de conductividad de 1 km de profundidad. Las zonas más resistivas indicarían macizos rocosos impermeables.

Posición de las estaciones del perfil MT

Posición de las estaciones del perfil MT. En naranja la posición de la Depresión Meridiana y otra gran falla visible en el perfil MT.

La meteorización subterránea localizada, de digamos, un pasillo de cinco o diez kilómetros de ancho como la Depresión Meridiana en 1 km de profundidad, no solo debilita la resistencia de la roca, descarga la presión vertical y genera un espacio libre que facilita el movimeinto de los bloques rocosos a ambos lados. A largo plazo, la continua descarga de tensiones impide que se acumulen grandes esfuerzos y que se produzcan por tanto grandes terremotos; no encontraremos por ninguna parte un gran plano de falla, pero sí una estrecha depresión tectónica y erosiva.

No conozco ninguna otra reconstrucción geomorfólogica de Galicia que haya considerado la erosión subterránea un mecanismo principal de la evolución del paisaje; en realidad, ni siquiera conozco una que la haya tenido en cuenta.

Por desgracia, tampoco conozco ningún informe que haya tratado de cuantificar la aportación de caudales de las aguas termales y minerales a los ríos de Galicia, ni mucho menos su aportación de elementos disueltos. Tampoco dispongo de ninguna otra indicación o referencia sobre los aportes de la erosión química profunda ni del reparto de circulación de las aguas subterráneas subsuperficiales y profundas, y por eso, aunque sea de forma muy pedestre y cogida por los pelos, voy a intentar aquí hacer una primera aproximación.

El contenido medio y normal de Si en las aguas de explotaciones minerales y termales de Galicia es de 58 mg/l, y en los ríos de unos 11 mg/l, pasando de  enero a julio de 9,1 mg/l a 12,8 mg/l. Suponiendo que la diferencia (3,7 g/l) se debe a la mayor contribución relativa de las aguas subterráneas sobre el caudal fluvial total, podemos estimar que las aguas minerales y termales aportan un 6 % del caudal medio de julio o un 1,2 % del caudal anual (considerando  que es 6 veces el de julio). Este 1,2 % de aguas de aguas minerales y termales procedentes de la circulación profunda aportaría pues el 7 % de los solutos totales, o lo que es lo mismo, la erosión profunda sería del 7 % de la total, unos 2,1 m3 de granito erosionados cada año en las raíces mismas de las montañas y los valles.

Un hueco de 2,1 m3 en el granito bajo 1 km2 de superficie nos parece bien poca cosa, apenas una conejera, pero los procesos geológicos juegan con escalas de tiempos que acostumbramos a medir. Los circuitos de aguas termales de Galicia se estiman con profundidades de 2-3 km, puede que hasta 4 km. En los últimos treinta millones de años, una erosión de 2,1 m3/año y Km2 habrá generado una pérdida de masa del 1,57 % (4,2 g/cm3 para un granito de 2,7 g/cm3) en los primeros 4 km de corteza, y eso implica una pérdida significativa de resistencia mecánica. Si además esa pérdida se concentra, digamos, en tramos de 10 metros de espesor separados por tramos de 25 metros no alterados (que es lo que describe el sondeo Orense-4), tenemos una estructura en la que se alteran bloques de granito sano (2,7 g/cm3) con otros con una pérdida de masa del 5.5 % (2,55 g/cm3), es decir, con un macizo granítico con un grado de alteración II-III.