La Arena es un material granular natural no consolidado. La arena se compone de granos de arena que varían en tamaño de 1/16 a 2 mm (62.5…2000 micrómetros). Los granos de arena son partículas minerales, fragmentos de roca o de origen biogénico. El material granular más fino que la arena se conoce como limo. El material más grueso es grava. La mayoría de la arena está compuesta predominantemente de minerales de silicato o fragmentos de roca de silicato. Con mucho, el mineral más común en la arena es el cuarzo., Por lo tanto, el término «arena» sin calificación se imagina que está compuesto principalmente de cuarzo. Sin embargo, la arena es una mezcla natural, lo que significa que nunca es pura. De ninguna manera se puede decir que el cuarzo y la arena son la misma cosa. La arena consolidada es un tipo de roca conocida como arenisca.

muestras de arena de colores de varios rincones del mundo:
1. Glass sand from Kauai, Hawaii
2. Dune sand from the Gobi Desert, Mongolia
3. Arena de cuarzo con glauconita verde de Estonia
4. Arena volcánica con basalto erosionado rojizo de Maui, Hawaii
5., Coral sand from Molokai, Hawaii
6. Coral pink sand dunes from Utah
7. Arena de vidrio volcánico de California
8. Granate sand from Emerald Creek, Idaho
9. Arena de Olivino de Papakolea, Hawaii

La Arena se forma principalmente por la descomposición química y/o física de las rocas. Este proceso se conoce colectivamente como meteorización. La intemperie física y química generalmente se tratan por separado, pero en realidad generalmente van de la mano y a menudo es difícil separar una de otra porque tienden a apoyarse entre sí.,

La Intemperie química es un factor de producción de arena mucho más importante en general. Funciona más eficientemente en clima húmedo y caliente. La intemperie física predomina en las zonas frías y / o secas. La erosión del lecho de roca que produce arena generalmente tiene lugar en el suelo. El suelo cubre el lecho de roca como una capa delgada, proporcionando humedad para el proceso de desintegración de las rocas.

granito Rapakivi desgastado en la costa de Karelia, Rusia (el Golfo de Finlandia).

El granito es un tipo de roca común y sirve como un gran ejemplo de procesos de formación de arena., El granito se compone de Feldespato (rosa y blanco) que se descompone químicamente en minerales de arcilla. Otro componente importante del granito es el cuarzo (gris). El cuarzo es muy resistente a la intemperie química. No se altera a ningún otro mineral — el cuarzo es cuarzo y permanecerá de esa manera. Con el tiempo entra en soluciones, pero muy lentamente. Por lo tanto, el granito desintegrado produce muchos granos de cuarzo que serán transportados principalmente por agua corriente como granos de arena. La muestra es de Italia. Ancho de vista 21 cm.,

Aquí hay una imagen de granito desintegrado (muestra de arena) de Suecia. Es una mezcla de cuarzo angular y granos de Feldespato. La abundancia de feldespato y angularidad de los granos es un fuerte indicio de que esta muestra de arena no se ha transportado mucho desde su área de origen y las condiciones climáticas no pueden ser húmedas y calurosas. Ancho de la muestra 20 mm.

Aquí hay un ejemplo de muestra de arena madura de Estados Unidos (arenisca de San Pedro del período Ordovícico). Se compone de granos de cuarzo casi puros y bien redondeados., Esto es lo que eventualmente sucede si damos suficiente tiempo para que la naturaleza destruya químicamente la mayoría de los otros minerales que estaban presentes en las rocas de origen. La arenisca de San Pedro ha visto una demanda mucho mayor en los últimos años porque es muy adecuada para fines de fracking. Ancho de vista 20 mm.

Pero ¿qué sucede con otros minerales? Se convierten en nuevos minerales estables en condiciones atmosféricas (en su mayoría minerales arcillosos) o se dejan llevar como iones en soluciones hídricas y terminan en los océanos., Estos son ríos de agua dulce que llevan iones al mar y lo hacen salado. Hay una buena cantidad de ironía en ello. Los minerales de arcilla también son transportados por los ríos y generalmente nos referimos a esta carga de arcilla como barro. Hay un lecho de Río temporalmente seco y fangoso en la imagen. El barro que cubre estas rocas es una mezcla de minerales de arcilla, arena fina, limo y agua. Barranco de las Augustias, Caldera de Taburiente, La Palma.

composición de la arena

La Arena es un material residual de rocas preexistentes., Por lo tanto, está compuesto de minerales que ya estaban allí en las rocas antes de que comenzara la desintegración. Sin embargo, hay un aspecto importante: la arena se produce en un entorno hostil donde solo sobreviven los más fuertes. Por «más fuerte» me refiero a los más resistentes a los procesos de intemperie.

El cuarzo es uno de estos minerales (lista de minerales en arena) pero no el único. Es tan dominante en la mayoría de las muestras de arena porque es tan abundante. El 12% de la corteza está compuesta por ella. Solo los feldespatos son más abundantes que el cuarzo. (Aquí hay más información sobre la composición de la corteza).,

minerales relativamente raros como turmalina, circón, rutilo, etc. también son muy resistentes a la intemperie, pero rara vez constituyen más de unos pocos porcentajes de la composición de la arena. Estos minerales se conocen colectivamente como minerales pesados.

arena de Playa De Sri Lanka que contiene muchos minerales pesados. La mayoría de ellos son espinelas rojizas y granos de granate. Anchura de la vista 20 mm.

minerales pesados pueden ocurrir a veces en la arena en concentraciones mucho más altas. Esto suele ser el resultado de la clasificación hidrodinámica., Ya sea las olas del mar o el flujo del río clasifican los granos más pesados y se llevan los más ligeros. Tales ocurrencias se conocen como placeres y a menudo se utilizan como un recurso mineral valioso. Los minerales que a menudo se extraen de los depósitos de placer son oro, casiterita, ilmenita, monacita, magnetita, circón, rutilo, etc.

concentrado de circón extraído de arena de playa en Sudáfrica. Ancho de vista 12 mm.

El cuarzo definitivamente domina en la mayoría de los ambientes arenosos, pero generalmente se acompaña de feldespatos., Los feldespatos son moderadamente estables en condiciones atmosféricas, pero su volumen total en rocas comunes es enorme. Más de la mitad de toda la corteza está compuesta por feldespatos. Otros minerales que forman rocas comunes como los anfiboles y las micas también ocurren con frecuencia en la arena. Algunos minerales comunes en ciertas rocas como el olivino y los piroxenos se encuentran en la arena en un volumen más pequeño porque su resistencia a la intemperie no es nada de lo que presumir.

sin embargo, hay suficientes playas de arena que se componen principalmente de piroxenos y olivino con magnetita. ¿Cómo puede pasar algo así?, Tales playas con arena negra se producen en áreas volcánicamente activas donde faltan rocas que contienen cuarzo. Los piroxenos y el olivino son minerales comunes en rocas máficas como el basalto. La arena negra es un fenómeno típico de las islas volcánicas oceánicas donde falta granito y las rocas ricas en cuarzo felsico son raras.

guijarros de basalto cerca del extremo sur de la Palma transformándose lentamente en arena negra típica de las islas oceánicas volcánicas.

La arena negra se forma en islas volcánicas si el cuarzo y los granos biogénicos no están disponibles., Aquí hay un acantilado basáltico y arena negra en La Palma, Islas Canarias.

Siesta Key arena de la playa en la Florida, por otro lado, está compuesto casi exclusivamente de granos de cuarzo y es, por tanto, tan blanca como la que posiblemente puede ser.

La mayoría de las muestras de arena consisten en granos de arena que se componen de un solo mineral: granos de cuarzo, granos de Feldespato, etc. Pero la arena también puede contener granos que son agregados de cristales, es decir, fragmentos de rocas (conocidos también como fragmentos líticos). La arena lítica es generalmente inmadura y también tiende a formarse cuando las rocas son de grano muy fino., El granito generalmente se desintegra en granos minerales distintos, pero la filita y el basalto, por ejemplo, a menudo son de grano tan fino que tienden a aparecer en la arena como fragmentos líticos. Los fragmentos líticos también son comunes en regiones donde la erosión es rápida (terreno montañoso). Puedes encontrar más sobre la arena inmadura en este artículo: arena que recuerda la roca que una vez fue.

a veces la arena contiene nuevos minerales o agregados minerales que no existían en las rocas de origen. Un ejemplo Notable es un glauconita mineral de arcilla que se forma en la arena Marina y da un color verde oscuro distintivo a muchas muestras de arena. En algunos casos la glauconita en la arena puede provenir de la arenisca glauconítica desintegrada cercana, pero eventualmente es de origen marino de todos modos.

Arena Glauconítica de Francia. Ancho de vista 20 mm.

hay muchas otras muestras de arena extrañas que requieren condiciones especiales de formación., Un buen ejemplo es la arena en Nuevo México que está compuesta de yeso puro. He escrito sobre esto aquí: arena de yeso. La arena con tal composición es extraña e inesperada porque el yeso es un mineral de evaporita. Fue precipitado fuera del agua hiper-salina y entra fácilmente en solución de nuevo. Por lo tanto, solo puede sobrevivir en condiciones secas sin salida al mar. La halita, que es incluso más soluble que el yeso, también se sabe que forma arena en condiciones especiales.

La ceniza volcánica generalmente se trata por separado, no como un tipo de arena., Probablemente porque los humanos tendemos a crear barreras artificiales y principios de clasificación. Creemos que la arena es una colección de partículas sedimentarias, pero las rocas sedimentarias y ígneas son dos mundos diferentes. En realidad, esto es más complicado porque hay muchas razones para decir que los granos de ceniza volcánica (y otras partículas piroclásticas como lapilli y bombas volcánicas) también son partículas sedimentarias porque se depositaron en el suelo no muy diferente de los granos de arena en una duna., La ceniza volcánica y la arena tienen incluso principios de clasificación comparables: la ceniza volcánica es un sedimento piroclástico con un tamaño de grano promedio inferior a 2 milímetros. Por lo tanto, la ceniza volcánica es un análogo volcánico de arena y limo.

La Ceniza Volcánica de Santa Elena se compone de fragmentos de piedra pómez y granos minerales. Ancho de vista 20 mm.

El tercer componente mayor y versátil de la arena (otros dos eran granos minerales y fragmentos líticos) son granos de origen biogénico. La arena biogénica está compuesta por fragmentos de exoesqueletos de organismos marinos., Los colaboradores más comunes son los corales, foraminíferos, erizos de mar, esponjas, moluscos, algas, etc. Esta arena se conoce generalmente como arena de coral, aunque en muchos casos no contiene fragmentos de coral en absoluto. La arena biogénica es de color claro y está muy extendida en las playas marinas de baja latitud, aunque hay excepciones. Los corales de hecho viven solo en agua caliente, pero muchos otros taxones pueden hacerlo bien en climas más fríos (algas coralinas, almejas, algunos forams). La mayoría de los granos de arena biogénicos son calcáreos y proporcionan material para la formación de piedra caliza. La mayoría de las calizas son antiguos lodos calcáreos depositados en el fondo marino.,

A veces la arena contiene o está completamente compuesta de granos de carbonato bien redondeados que no son fragmentos de organismos marinos muertos. Estos granos son ooides que también requieren condiciones especiales de formación.

La Arena biogénica de Tuamotu se compone principalmente de forams. Ancho de vista 20 mm.

arena de Ooid de Cancún, Yucatán, México. Ancho de vista 5 mm.

la arena no necesita ser una colección pura de granos minerales, líticos o biogénicos. En muchos casos, dos de ellos y a veces incluso tres son mixtos.,

mezcla de rocas volcánicas máficas y varios granos biogénicos en una arena del archipiélago de las Azores. Anchura de la vista 20 mm.

mezcla de rocas volcánicas de color oscuro, granos biogénicos desgastados y algunos granos de silicato de la isla de Jeju-do, Corea Del Sur. Ancho de vista 20 mm.

textura y transporte de arena

los geólogos describen la arena midiendo la redondez de los granos y la distribución de los tamaños de grano. Al hacerlo, esperan arrojar algo de luz sobre el origen de los granos que se miden., La redondez generalmente proporciona información sobre la longitud de la ruta de transporte y la distribución de los tamaños de grano ayuda a determinar de qué entorno provienen estos granos. La arena de los ríos suele estar mal clasificada y su composición es inmadura. La arena de la playa es más redondeada y la arena de las dunas eólicas generalmente está bien clasificada.

arena de Río mal ordenada de Sikkim, India. Anchura de la vista 20 mm.

el tamaño medio de los granos está determinado por la energía del medio de transporte. La velocidad de corriente más alta (ya sea el flujo de corriente o las olas del mar) puede llevar una carga más pesada. Por lo tanto, los sedimentos de grano grueso revelan que fueron influenciados por un medio energético porque el material más fino es arrastrado.

A veces el flujo del río es tan energético que los granos de arena se llevan y solo quedan grandes piedras redondeadas. Estos depósitos de antiguos lechos de ríos se conocen como conglomerados. Foto tomada en Chipre.,

La Arena es transportada principalmente por los ríos, pero los granos de arena promedio son demasiado grandes y pesados para que el río promedio los lleve en suspensión. Por lo tanto, los granos de arena tienden a moverse en saltos. Son levantados por una corriente más energética y se asientan cuando la velocidad de la corriente disminuye y luego esperan el siguiente salto. Este modo de movimiento se conoce como saltación. El grano medio del limo se mueve de manera diferente. Es lo suficientemente ligero como para ser transportado en suspensión durante mucho tiempo y esta es en realidad una de las razones más importantes por las que tratamos el limo por separado de la arena.,

La mayoría de los granos de arena transportados por los ríos se depositan eventualmente en las bocas de los ríos donde la velocidad de la corriente cae repentinamente. Luego las olas del mar (corrientes costeras) toman el control y llevan arena a lo largo de la costa. Los granos de arena transportados por los ríos también se depositan en llanuras aluviales y barras de puntos (dentro de la curva de los arroyos donde el flujo de corriente es más lento).

La Arena también es transportada por el viento, las corrientes oceánicas, los glaciares, las corrientes de turbidez, etc. La arena en movimiento forma formas del terreno como ondulaciones y dunas.

ondas de onda en una llanura de marea en Irlanda.,

Dunes of Maspalomas on Gran Canaria.

Sand dunes near Stovepipe Wells, Death Valley (Mesquite Dunes).

Sand dune in Sahara (Morocco) on a windy day.

Further reading

Pettijohn, F. J., Potter, P. E. & Siever, R. (1973). Sand and Sandstone. Springer
Siever, R. (1988). Sand, 2nd Edition. W H Freeman & Co.