Roots as agents of rocks weathering - Las raíces como agentes de meteorización de rocas.

about 2 years ago (Edited)

While I was exploring on a mountain, I found an uprooted tree, that is, a fallen tree that showed its roots and between the roots there was a rock. That tree had grown in rocky soil. I found it an interesting case of how a tree acted as a rock weathering agent. Below I show the three photographs I captured, and another of another fallen tree uprooted without a rock.

Mientras andaba explorando en una montaña, encontré un árbol desarraigado, es decir, un árbol caído que mostraba sus raíces y entre las raíces tenía una roca. Ese árbol había crecido en un suelo rocoso. Me pareció un caso interesante de como un árbol actuó como agente de meteorización de rocas. Seguidamente muestro las tres fotografías que capturé, y otra de otro árbol caído desarraigado sin roca.

The term "weathering" generally denotes the processes of mechanical disintegration or chemical decomposition of rocks caused by natural agents, including man. Alterations of rocks are mainly caused by temperature changes, direct solar radiation and rapid cooling of the rock, the action of frost or ice cover, the chemical action of percolating water and the effects of plant roots, among others. The type of weathering is controlled mainly by climatic conditions. In arid regions, for example, mechanical (or physical) weathering predominates, which is caused by temperature changes, and the finer material is removed chiefly by the wind. In polar regions and high mountains, freezing and thawing are the main weathering agents. In temperate and, particularly, tropical zones, a warm and humid climate supports deep-reaching chemical weathering, which results in the chemical decomposition of rock components.

El término "meteorización" designa generalmente los procesos de desintegración mecánica o descomposición química de las rocas causados por agentes naturales, incluido el hombre. Las alteraciones de las rocas se producen principalmente por los cambios de temperatura, la radiación solar directa y el enfriamiento rápido de la roca, la acción de la escarcha o coberturas de hielo, la acción química del agua percolada y los efectos de las raíces de las plantas, entre otros. El tipo de meteorización está controlado principalmente por las condiciones climáticas. En las regiones áridas, por ejemplo, predomina la meteorización mecánica (o física), que se produce por los cambios de temperatura, y el material más fino es eliminado principalmente por el viento. En las regiones polares y montañas altas, la congelación y el deshielo son los principales agentes meteorológicos. En las zonas templadas y, sobre todo, en las tropicales, un clima cálido y húmedo favorece la meteorización química de gran alcance, que da lugar a la descomposición química de los componentes de la roca.

According to the character of principal agents, physical (or mechanical) and chemical weathering are distinguished, but the two processes usually occur simultaneously. Depending on climatic conditions, one of them may predominate in a given area.

Según el carácter de los agentes principales, se distinguen la meteorización física (o mecánica) y la química, pero los dos procesos suelen ocurrir de manera simultánea. Dependiendo de las condiciones climáticas, uno de ellos puede predominar en una zona determinada.

In the case I showed above, it is tree roots acting as a physical agent in the weathering and I will comment on this a little more.

En el caso que mostré arriba, se trata de raíces de un árbol actuando como agente físico en la meteorización y sobre esto comentaré un poco más.

The roots enhance the weathering of the rock, but they are controlled by the properties of the rock body, mainly the existing network of joints, cracks and fissures.

Las raíces potencian la meteorización de la roca, pero están controladas por las propiedades del cuerpo rocoso, principalmente la red de juntas, grietas y fisuras existente.

Tree roots exert biomechanical effects on the soil, they exert a radial pressure on the rocks as they grow that eventually displace fragments. The widening of rock joints or separations due to the radial pressure of root growth results in the splitting of rock masses. Cracks widen gradually and thus enable rainwater to penetrate deeper into the rock.

Las raíces de los árboles ejercen efectos biomecánicos sobre el suelo, estas van ejerciendo una presión radial en las rocas mientras crecen que terminan desplazando fragmentos. El ensanchamiento de las juntas o separaciones de las rocas por la presión radial del crecimiento de las raíces, resulta en la división de las masas rocosas. Las grietas se ensanchan gradualmente y permiten así que el agua de lluvia penetre más profundamente en la roca.

Rocks split along small cracks caused by plant root growth. Root growth is capable of displacing even large rock fragments where roots can grow under or along the rock, but the tensile or breaking strength of most unweathered rocks greatly exceeds the radial pressure that growing roots can achieve, that is, the pressures exerted by root growth are less than the resistance pressures of the rocks to splitting.

Las rocas se parten a lo largo de pequeñas grietas causadas por el crecimiento de las raíces de las plantas. El crecimiento de las raíces es capaz de desplazar incluso grandes fragmentos de roca donde las raíces pueden crecer por debajo o a lo largo de la roca, pero la resistencia a la tracción o rotura de la mayoría de las rocas no meteorizadas excede en gran medida la presión radial que las raíces en crecimiento pueden alcanzar, es decir, las presiones ejercidas por el crecimiento de las raíces son menores a las presiones de resistencia de las rocas a partirse.

Rock pores are often too small for roots to enter. Sometimes, roots are concentrated in the form of mats within fractures. Larger roots, growing in the rock fissures, adopt morphologically to these unfavorable conditions by developing a flattened shape.

Los poros de las rocas suelen ser demasiado pequeños para que entren las raíces. En ocasiones, las raíces se concentran en forma de alfombras dentro de las fracturas. Las raíces más grandes, al crecer en las fisuras de las rocas, se adaptan morfológicamente a estas condiciones desfavorables desarrollando una forma aplanada.

It is probable that the tree in the following photograph, as its stem grows, will exert a pressure that will split a part of the rock, and its stem will surely change morphologically due to the pressure exerted..

Es probable que el árbol de la siguiente fotografía, al crecer su tallo ejercerá una presión que partirá una parte de la roca, y con seguridad su tallo cambiará morfológicamente por la presión ejercida.

It should be noted that tree roots that die without uprooting leave depressions when they decompose, and these depressions may be filled with material loosened or eroded from the surrounding soil, transported sediments, organic litter, or a combination of these.

Es de hacer notar, que las raíces de los árboles que mueren sin desarraigarse, dejan depresiones cuando se descomponen, y esas depresiones pueden rellenarse con material desprendido o erosionado del suelo circundante, sedimentos transportados, hojarasca orgánica o una combinación de ellos.

Plant roots, in addition to promoting physical weathering processes and altering rock morphology, also promote chemical processes. Once roots have entered the rock via a joint or crack, biochemical type weathering is enhanced by moisture fluxes along the root, root respiration and rhizosphere processes such as exudation of low molecular weight acid production, carbon compounds released from living roots, enzymes that influence nutrient release and release of gases such as carbon dioxide.

Las raíces de las plantas, además de promover procesos de meteorización física y alterar la morfología de las rocas, también promueven procesos químicos. Una vez que las raíces han entrado en la roca a través de una junta o grieta, la meteorización de tipo bioquímico se ve potenciada por los flujos de humedad a lo largo de la raíz, la respiración de la raíz y los procesos de la rizósfera como la exudación de la producción de ácidos de bajo peso molecular, compuestos de carbono liberados por las raíces vivas, enzimas que influyen en la liberación de nutrientes y liberación de gases como el dióxido de carbono.

I clarify that the rhizosphere is the zone where roots and microorganisms present in the soil interact, usually cylindrical in shape, around the actively growing roots containing the volume of soil that is influenced by root activity.

Aclaro que la rizósfera es la zona donde interactúan las raíces y los microorganismos presentes en el suelo, por lo general de forma cilíndrica, alrededor de las raíces en crecimiento activo que contiene el volumen de suelo que está influenciado por la actividad de las raíces.

In general, in the soil the rocks are transformed by interactions between physical, chemical and biological processes that ultimately provide inorganic nutrients to all living organisms occupying a given place, noting that the physical and chemical weathering of rocks that are exposed on the surface or in lower soil layers enhances the porosity of the rock, and this allows transforming the biologically inert rock into materials from which plants and microorganisms can extract water and nutrients.

En general, en el suelo las rocas son transformadas por interacciones entre procesos físicos, químicos y biológicos que finalmente proporcionan nutrientes inorgánicos a todos los organismos vivos que ocupan un lugar determinado, destacando que la erosión física y química de las rocas que se encuentran expuestas en la superficie o en capas inferiores del suelo aumentan la porosidad de la roca, y esto permite transformar la roca biológicamente inerte en materiales de los que las plantas y los microorganismos pueden extraer agua y nutrientes.

There is a narrated video version (in Spanish) based on what is written in this post. The video is composed of several short videos that I captured in another environment.

Existe una versión en video narrado (en español) con base en lo escrito en esta entrada. El video está compuesto de varios videos cortos que capturé en otro entorno.

Finally, some time ago I showed some cacti surviving and thriving among rocks. It can be seen here.

Finalmente, hace tiempo mostré unos cactus sobreviviendo y prosperando entre rocas. Se puede ver aquí.

References - Referencias

_{Hasenmueller, E. A.; Gu, X.; Weitzman, J. N.; Adams, T. S.; Stinchcomb, G. E.; Eissenstat, D. M.; Drohan, P. J.; Brantley, S. L. & Kaye, J. P. 2017. Weathering of rock to regolith: the activity of deep roots in bedrock fractures. Geoderma. 300: 11-31.}

_{Pawlik, Ł.; Phillips, J. D. & Šamonil, P. 2016. Roots, rock, and regolith: biomechanical and biochemical weathering by trees and its impact on hillslopes - a critical literature review. Earth-Science Reviews. 159: 142-159.}

_{Záruba, Q. & Mencl, V. 1976. Weathering of rocks (pp. 146-162). In: Engineering Geology. Developments in geotechnical engineering. Vol. 10. Elsevier.}