Cómo se forman los cantos rodados

Por Francisco R. Villatoro, el 28 noviembre, 2013. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 2

Dibujo20131127 experimental images abrasion - phases i and ii - visual inspection

La formación de los cantos rodados parece un problema físico sencillo, sin embargo, no lo es. Un nuevo artículo afirma que el proceso de abrasión (o erosión) del guijarro ocurre en dos fases bien separadas. En la primera se redondean los bordes pero sin reducir las dimensiones transversales, reduciendo poco el volumen. Y en la segunda fase continúa el redondeo de los bordes pero además se produce una reducción drástica del volumen y de las dimensiones transversales. Los autores lo han descubierto tras realizar experimentos de laboratorio y confirmar su teoría mediante modelos numéricos por ordenador. Han bautizado el proceso como «abrasión controlada por la curvatura local». El artículo técnico es G. Domokos, D. J. Jerolmack, A.Á. Sipos, Á. Török, «How river rocks round: resolving the shape-size paradox,» arXiv:1311.6574 [physics.geo-ph], 26 Nov 2013.

Dibujo20131127 two-phase abrasion - 2d schematics

El tamaño de los cantos rodados disminuye exponencialmente con la distancia aguas abajo en un río. Sternberg (1875) propuso que la razón era la abrasión de las piedras tras sufrir gran número de golpes con el fondo. Los experimentos en laboratorio no han podido confirmarlo. De hecho, se ha llegado a bautizar el problema como «la paradoja de los cantos rodados». El nuevo estudio parece resolver esta paradoja. Los autores aproximan el guijarro con un superelipsoide (cuya ecuación es (x/a)n + (y/b)n + (z/c)n = 1, que es un elipsoide para n=2, un prisma para n=∞ y un romboide para n=1).

Dibujo20131125 exponent superellipsoid aproximation of round rock

En los experimentos se observa que el valor del exponente n del superelipsoide que actúa de envolvente convexa del canto rodado se reduce de un valor alto (superior a diez) hasta aproximadamente dos, en la primera fase de la abrasión, y luego se mantiene más o menos constante alrededor de dos, en la segunda fase de la abrasión. Los autores también han introducido el llamado índice de convexidad β = AC/AH, 0 ≤ β ≤ 1, donde AC es el área superficial de las regiones convexas del guijarro y AH es el área total de su envolvente convexa.

Dibujo20131125 convexity index of round rock

En la primera fase de la abrasión por curvatura local, el índice de convexidad crece desde un valor próximo a cero hasta la unidad. Durante la segunda fase se mantiene constante con un valor unidad. El nuevo modelo de la formación de cantos rodados en dos fases explica la estadística de los cantos rodados observados en los ríos, así como algunas observaciones en la superficie del planeta Marte. Por ello, los autores de este nuevo trabajo afirman que han resuelto la «paradoja de los cantos rodados». Por supuesto, serán necesarios futuros estudios para confirmarlo.



2 Comentarios

  1. Yo quisiera saber si es posible,cual es la edad de los cantos rodados.
    En mi comunidad al pie de montañas rocosas, existen en el subsuelo, diferentes capas de distintos colores de piedras redondas.
    ¿Cual es su antigüedad?
    Eso hace pensar que vivo en lo que hace muchos años fué el lecho de un gran río.
    ¿Cuantos años?
    100 000 años
    1 millon de años.
    Ojalá pudieran responder mis dudas.
    Vivo en Monterrey,en el norte de México.

    1. Dionicio, para la datación de rocas y minerales (como los cantos rodados) se usan la radiometría; se requiere una análisis de laboratorio. Por ello es imposible saber qué edad tienen «tus cantos rodados» salvo que financies su análisis en un laboratorio de geología. Lo más fácil es buscar un libro sobre la geología de Monterrey, que presente mapas de las diferentes capas del subsuelo y que estime su edad.

Deja un comentario