3.1. Materiales

Para la elaboración de la cartografía geomorfológica aplicada a levantamiento de suelos escala 1:25.000 se utilizaron varios insumos: información geológica, la leyenda nacional de geomorfología aplicada a levantamiento de suelos escala 1:25.000 (Tabla 5 ) y productos de sensores remotos como ortofotomosaicos y bloques fotogramétricos derivados de fotografías aéreas del IGAC, imágenes ópticas multiespectrales de los sensores RapidEye y SPOT, proporcionadas por el banco nacional de imágenes, el modelo digital de elevación -DEM Alos Palsar y sus productos derivados como mapa de sombras y mapa de pendientes.

3.1.3. Insumos de sensores remotos

Se emplearon insumos de sensores remotos aerotransportados, como fotografías aéreas, a partir de las cuales se generaron ortofotomosaicos y bloques fotogramétricos para su interpretación con la técnica de estereoscopia digital, en la Tabla 3 se relacionan las fotografías utilizadas; adicionalmente se utilizó el DEM Alos Palsar y sus productos derivados, como son el mapa de sombras y el mapa de pendientes. En la Figura 2 se observan dos ejemplos de los productos utilizados en la elaboración de la cartografía geomorfológica del departamento.

Fuente: el estudio.

Figura 2 Vista en 3D y 2D del paisaje piedemonte, obtenidas a partir del modelo de sombras derivado del DEM Alos Palsar (Municipio de Aguachica). 

Tabla 3 Fotografías aéreas empleadas para la interpretación con la técnica de estereoscopia digital 

Vuelo	Año	Cantidad de fotografías
C-2169	1985	55
C-2135	1984	21
C-2161	1984	32
C-2375	1989	20
C-2419	1990	19
C-2795	2006	133
C-2796	2006	120
C-2793	2006	64
C-2794	2006	54
C-1715	1976	6
C-2434	1990	16
C-2435	1991	13
C-2506	1992	16
Área	1’029.545 ha	Total: 569

Fuente: el estudio.

3.2. Métodos

La cartografía temática se realizó con las especificaciones técnicas de un estudio de tipo semidetallado, con nivel de representación cartográfica de escala 1:25.000 y discriminado temáticamente al nivel de forma de terreno, siguiendo los parámetros definidos en IGAC (^2017a). Para la representación cartográfica se utilizó como unidad mínima cartografiable el área de 1,6 hectáreas. La estructura, características y especificaciones de la base de datos que almacena la información vectorial de la cartográfica geomorfológica se realizó bajo los lineamientos definidos en IGAC (^2017a), cumpliendo con los criterios de calidad especificados en IGAC (^2017b). En la Tabla 4 se mencionan algunos de los criterios de calidad considerados y se describen de manera general los principales métodos utilizados en el desarrollo de la zonificación geomorfológica.

3.2.1. Interpretación geomorfológica

La interpretación fue desarrollada en su totalidad con técnicas digitales, usando principalmente la estereoscopía digital para su obtención; la estereoscopía es un proceso que se realiza de manera natural cuando un observador mira simultáneamente dos imágenes de un mismo objeto, que han sido captadas desde dos posiciones distintas. Cada ojo ve una imagen y el resultado de ese proceso es la percepción de la profundidad o tercera dimensión (^{Quiroga & Morales, 2015}), esta técnica permitió identificar características y rasgos que como lo indica ^{Saiz (2010)} no se hubieran determinado por medios tradicionales.

Para la aplicación de esta técnica se utilizó la extensión Stereo Analyst del software ArcGIS, empleando los bloques fotogramétricos construidos a partir de fotografías aéreas del IGAC. En la Figura 3 se observa la estación de trabajo dispuesta para la interpretación en ambiente 3D.

Fuente: ^{Vargas et al. (2020)}

Figura 3 Estación de trabajo para interpretación con estereoscopía digital. 

3.2.2. Caracterización del material geológico

El material geológico es definido como los materiales que dan origen a las formaciones superficiales que recubren la corteza terrestre, los cuales dependen de la naturaleza petrográfica de las rocas que sirven de sustrato a las geoformas y de los sedimentos que componen los depósitos no consolidados (IGAC, ²⁰¹⁹).

Este material geológico constituye las formaciones superficiales que dan lugar, en su parte externa, a la formación de los suelos. Por tanto, con base en esta información se puede inferir o realizar una aproximación de la naturaleza de los materiales parentales a partir de los cuales se desarrollaron los suelos.

Para la caracterización de los materiales geológicos aplicados a levantamientos de suelos se utilizó la cartografía geológica publicada por el Servicio Geológico Colombiano, la cual en su mayoría se encuentra a escala 1:100.000. En la Figura 4. se describe el proceso general para la obtención de este atributo en la cartografía geomorfológica aplicada a los levantamientos de suelos.

Fuente: el estudio.

Figura 4 Proceso para la caracterización de las unidades geomorfológicas del Departamento del Cesar con base en el material geológico. 

La información analizada a nivel de formación geológica permitió realizar de manera preliminar la identificación y localización de las diferentes agrupaciones de rocas propuestas por IGAC (2019), junto con las principales acumulaciones de sedimentos reportadas en la misma. A continuación, se realizó el ajuste de la delimitación de las unidades de materiales geológicos constituidos por alteritas con ayuda de los criterios cartográficos planteados por IGAC (²⁰¹⁸) y de las formaciones superficiales constituidas por sedimentos, acorde con el nivel de detalle requerido para la cartografía semidetallada. Finalmente, después de obtener la zonificación de las unidades de forma de terreno, se realizó la caracterización de los materiales que las constituyen.

Es importante mencionar que de acuerdo con los lineamientos técnicos de la metodología para elaborar cartografía geomorfológica semidetallada aplicada a suelos (IGAC, 2017a) se sugiere usar cartografía geológica escala 1:25.000, sin embargo, al no estar disponible este insumo para el Departamento del Cesar, se procedió a usar la cartografía oficial publicada a la escala 1:100.000.

4.1. Zonificación geomorfológica

La caracterización y delimitación de las geoformas del Departamento del Cesar a escala 1:25.000 permitió realizar un análisis del contexto geomorfológico, en el cual se identificaron y cartografiaron los paisajes geomorfológicos, los ambientes morfogenéticos, los tipos de relieve y las formas de terreno que conforman su relieve. En la Tabla 5 a manera de ejemplo se sintetizan las principales geoformas identificadas en el paisaje de montaña.

La caracterización geomorfológica semidetallada es una propuesta conceptual y metodológicamente actualizada respecto a varios elementos conceptuales presentados en IGAC-Corpocesar (²⁰¹⁷) para el estudio general de suelos del Departamento del Cesar, el cual tuvo como marco conceptual el modelo geopedológico de Zinck (1981) y como guía metodológica el instructivo IGAC (2010), los cuales no fueron utilizados en esta construcción cartográfica. La zonificación semidetallada presentada, aunque conceptualmente retoma bases de la geopedología de Zinck (²⁰¹²) y utiliza algunos nombres de geoformas del estudio general, fue elaborada en su totalidad con nuevas delineaciones de las unidades geomorfológicas y bajo las definiciones y lineamientos establecidos por IGAC (2019).

De los siete paisajes geomorfológicos propuestos por IGAC (²⁰¹⁹) en el modelo geomorfológico para Colombia, se identificaron cinco paisajes que constituyen el relieve departamental (Figura 5). Los paisajes con mayor representación porcentual en el área del departamento son el piedemonte, que comprende el 39,6%, y la montaña con el 38,75%.

Fuente: El estudio.

Figura 5 Distribución de los paisajes geomorfológicos del Departamento del Cesar. 

En el piedemonte predominan ampliamente los relieves formados en el ambiente deposicional, que comprenden casi el 96% del área total de este paisaje. En este ambiente, la mayoría de los relieves cartografiados corresponden a abanicos (dominando principalmente el abanico subreciente). Los relieves de ambiente denudacional representan una mínima fracción del paisaje, aproximadamente el 3%.

El paisaje montaña, cuya génesis está directamente relacionada con la presencia de los macizos rocosos de la sierra nevada y de la Cordillera Oriental, está constituido en gran parte (85%) de relieves de ambiente estructural que incluyen mayoritariamente filas y vigas y en porcentajes menores espinazos, crestones, cuestas y crestas paralelas respectivamente.

El ambiente denudacional de montaña comprende casi el 10,37% y está representado por el relieve de loma, que se localiza de forma irregular sobre varios tipos de materiales, y por el conjunto de relieves asociados a las geoformas que tuvieron origen en los modelados de origen glaciar, y que se localizan en la parte alta de la SNSM. En los modelados glaciares, predomina el relieve de cumbre, como reflejo de los procesos de gelifracción que ocasionaron las masas de hielo que ocuparon la parte alta de la sierra y de los cuales aún quedan relictos.

La actividad de los agentes que actúan en el ambiente deposicional tanto de la sierra nevada como de la Serranía del Perijá quedó plasmada principalmente en el relieve de vallecito, que está asociado a una profunda red de drenajes de montaña; también se destaca en este aspecto, los depósitos asociados a los relieves de valle estrecho, abanico terraza y glacis de acumulación.

El ambiente morfogenético con menor extensión en el área es el disolucional, relacionado a la acción de los procesos químicos sobre rocas tipo caliza presentes en la Serranía del Perijá. El relieve más importante en este ambiente son las lomas cársticas.

El paisaje planicie representa el 8,67% del área del departamento y está constituido en su totalidad por relieves del ambiente deposicional, conformado por los materiales denudados de la sierra nevada y de las cordilleras y serranías del interior del país, que dieron lugar a la construcción de amplios depósitos por la acción de los ríos y que fueron acumulados en las depresiones denominadas como Magdalena y Cesar (^{IDEAM, 2010}).

Los ríos que drenan la superficie del departamento formaron los depósitos asociados al paisaje valle, los cuales representan aproximadamente el 3% del área total. La totalidad de los relieves del paisaje corresponden al ambiente deposicional y la unidad más característica cartografiada es la terraza aluvial nivel 1, que es muy frecuente en los ríos que disectan al paisaje piedemonte.

En cuanto al paisaje lomerío, que representa el 9,28% del área total estudiada, tiene un fuerte predominio de relieves de ambiente denudacional (82%) con prevalencia de la unidad denominada loma. Los relieves de ambiente deposicional alcanzan una fracción aproximada del 12% y está representada principalmente por el relieve de vallecito. En cuanto al ambiente estructural de lomerío, este representa el 5,39% del paisaje y está constituido principalmente por la unidad de crestón, que es producto de plegamientos suaves sobre rocas de edad neógena principalmente.

4.2. Formas de terreno

El levantamiento geomorfológico a nivel semidetallado permitió reconocer las formas de terreno que constituyen los tipos de relieve identificados en el Departamento del Cesar, de acuerdo con el sistema de clasificación propuesto por IGAC (2019). En este aparte, a manera de síntesis, se destacan los principales relieves y las formas de terreno que los constituyen.

En la montaña, se destacan las geoformas asociadas a modelados de origen glaciar como son la artesa, el circo y la cumbre, donde los procesos de gelifracción produjeron formas de terreno como la morrena lateral, la hombrera, la cubeta de sobreexcavación, la ladera de gelifracción y los fondos de artesa y circo. Otro grupo de geoformas particulares de la montaña son los relieves de origen disolucional, donde se cartografió la depresión y el valle cárstico; como formas de terreno fueron identificadas la dolina, la úvala, el mogote y el fondo de valle. Asociado al control litológico de las rocas ígneas y metamórficas, sóloen la montaña se presenta la geoforma de fila y viga, la cual está constituida por las formas de terreno de cima, escarpe, ladera y ladera coluvial; relacionada con las laderas conformadas en estos materiales, también se identificó la unidad de manto coluvial, constituida por la forma de terreno de cuerpo.

Las geoformas de origen estructural como son la cuesta, el crestón y el espinazo fueron identificadas en la montaña y el lomerío, donde se caracterizaron las formas de terreno de frente, revés, resalto y escarpe como sus constituyentes. Se destaca la ocurrencia de la geoforma de crestas paralelas en la montaña, que están labradas sobre materiales meta-sedimentarios y volcano-sedimentarios y constituidas por la forma de terreno de ladera. En el lomerío, resalta la presencia de las geoformas de cerro estructural y cerro residual, donde la forma de terreno de cima y ladera está constituida por materiales volcano-sedimentarios.

Las geoformas deposicionales más frecuentes son el abanico terraza, el glacis de acumulación, el valle estrecho y el vallecito. Estas fueron cartografiadas en la montaña, el lomerío y el piedemonte, donde se identificaron como formas de terreno constituyentes el cuerpo, la vega y los planos de terraza 1 y 2. En los paisajes de planicie y valle también se identificó la forma de terreno de vega de vallecito, que está asociada con los drenajes locales. En el piedemonte también se destaca la ocurrencia de la geoforma de abanico aluvial, la cual se clasificó en reciente, subreciente y antiguo, y se identificó constituida por las formas de terreno de ápice, cuerpo, bajo y talud (Figura 6).

Figura 6 Vista en primer plano del cuerpo de un abanico aluvial subreciente (PAsP) y el talud de un abanico aluvial antiguo (PAaT), del paisaje piedemonte. Localización: Vereda Pitalito, municipio de Chimichagua. Departamento del Cesar (fotografía: Néstor Javier ^{Martínez Ardila, 2017}). 

En la planicie y el valle, la cartografía semidetallada reveló que para ambos paisajes la principal geoforma presente es el plano de inundación de río meándrico, el cual puede ser activo e inactivo, constituido por las formas de terreno de albardón, brazo deltaico, cauce abandonado, complejo de orillares, cubeta de decantación, cubeta de desborde, explayamiento de ruptura, meandro abandonado, napa de desborde, sobrevega y vega.

En la Figura 7, a modo de ejemplo se observa la representación de los paisajes, tipos de relieve y formas de terreno identificados para la plancha escala 1:25.000 - 75IVB IGAC.

Fuente: el estudio.

Figura 7 Representación de los paisajes, tipos de relieve y formas de terreno correspondientes a la Plancha 75IVB. Municipio de Aguachica. 

4.3. Materiales geológicos

La cartografía geomorfológica aplicada a levantamientos de suelos escala 1:25.000 elaborada para el Departamento del Cesar, permitió realizar la caracterización de los materiales geológicos que recubren su territorio y que potencialmente se convertirán en materiales parentales para la formación de los suelos. Los materiales identificados y clasificados son sintetizados en la Tabla 6.

De acuerdo con la información de la Tabla 6, se estableció que la superficie del Departamento del Cesar está recubierta en un 44,17% por mantos de alteritas de rocas de diferente tipo y el 55,23% comprende sedimentos clásticos de variada procedencia (Figura 8). Los tipos de rocas que presentan procesos de meteorización y que predominan en el departamento son los de origen volcano-sedimentario (12,13%), las rocas ígneas intrusivas y extrusivas félsicas e intermedias (5,56%) y las rocas sedimentarias carbonatadas (4,95%).

Fuente: el estudio.

Figura 8 Distribución de los materiales geológicos aplicados a los levantamientos de suelos en el Departamento del Cesar, según la clasificación IGAC (2019). 

Las alteritas de rocas clasificadas como volcano-sedimentarias son las que recubren la mayor parte de la superficie del paisaje montaña, donde se tiene que unidades geológicas compuestas por rocas como arenisca, limolita tobácea, toba, lava dacítica y andesítica y lava riolítica entre otras, son las que aportan estos detritos. También se observó en este paisaje la ocurrencia de alteritas de rocas ígneas extrusivas félsicas como riolita y de rocas meta-sedimentarias. Mientras que, en el paisaje de lomerío, dominan las alteritas de rocas sedimentarias carbonatadas, tipo arenisca calcárea, como fuente de los detritos.

Los sedimentos clásticos se acumularon en depresiones y concavidades presentes en los diferentes sectores del departamento, conformando los paisajes de planicie, valle y piedemonte; estos detritos provienen del desmantelamiento de la Sierra Nevada de Santa Marta, del lomerío local y las cordilleras y serranías andinas, que fueron arrastrados por los drenajes mayores y menores. Los sedimentos clásticos de origen aluvial, con el 48,8% del área departamental, comprende la mayor parte de la cobertura de sedimentos. Le siguen en valor porcentual los sedimentos de origen aluvio-coluvial (6,37%). El paisaje piedemonte, el cual se puede considerar como receptor de los materiales detríticos arrastrados por los ríos desde la SNSM y la Serranía del Perijá, está completamente formado por sedimentos clásticos aluviales y coluviales.

4.4. Procesos geológicos y geomorfológicos

Los procesos geológicos y geomorfológicos que tienen lugar en cada uno de los paisajes que conforman el territorio del Departamento del Cesar, definen los relieves que los caracterizan y que a grandes rasgos también controlan su distribución. A continuación, se describen los principales procesos analizados que han contribuido a la conformación del relieve departamental.

Dentro de los procesos geológicos que han actuado en el departamento se incluye el levantamiento de las cordilleras, que es ocasionado por el proceso compresivo generado por las fuerzas opuestas que ejercen las placas Suramericana y Pacífica y que implicó estrechamientos que ocasionaron la formación de pliegues y fallas. La principal fase de este plegamiento y fallamiento ocurrió en el Mioceno (^{Flórez, 2003}), posteriormente las estructuras formadas fueron levantadas durante el Plioceno en la fase orogénica. Los procesos de plegamiento generaron una serie de anticlinales y sinclinales, en algunos casos estrechos y en otros de gran amplitud, los cuales enmarcan los relieves estructurales típicos encontrados en la Cordillera Oriental.

El levantamiento del macizo de la sierra nevada y de la Cordillera Oriental trajo como consecuencia la conformación de relieves estructurales y denudacionales hasta alturas cercanas a los 5.700 msnm. En estas áreas de montaña se observan bloques geológicos separados por fallas, donde se revela un relieve afectado por una alta densidad de estas estructuras, las cuales a su vez tienen diferentes direcciones y se entrecruzan, controlando la red de drenaje y las depresiones menores. Las grandes fallas regionales, como la falla Bucaramanga-Santa Marta, definen los grandes rasgos del relieve del departamento, en tanto que las estructuras menores como pliegues, lineamientos, fallas locales, fracturas y diaclasas están relacionadas con las formas del relieve y los modelados.

Los procesos de intemperismo y meteorización actuaron en las rocas que componen los macizos y produjeron su desintegración y alteración en superficie, conformando mantos de alteritas de diferente espesor que las recubren parcialmente. Las pendientes fuertes de los relieves estructurales convirtieron a la SNSM y la Serranía del Perijá en un área denudacional y a la vez en un área proveedora de sedimentos. El potencial hidrogravitatorio generado por el levantamiento de las cordilleras y serranías, desencadenó la formación de los piedemontes (^{Flórez, 2003}) en las depresiones recien formadas, que para el Departamento del Cesar tienen expresiones geomorfológicas influenciadas por el movimiento de fallas como es el caso del sistema de fallas Bucaramanga-Santa Marta, considerado un sistema de rumbo de movimiento sinestral, con desplazamiento aproximado de 100 km y actividad reciente (^{Cuéllar et al., 2012}).

Los procesos geomorfológicos glaciares dejaron su huella en la SNSM representados en las geoformas talladas por las masas de hielo durante los períodos glaciales ocurridos en el Cuaternario (^{Van der Hammen, 1985}). Las masas de hielo acumuladas durante los últimos 2 millones de años (^{Flórez, 1992}) permitieron la formación de modelados conformados por detritos glaciales depositados en la parte alta de la sierra. Por acción de la dinámica glaciar es posible encontrar modelados glaciares antiguos por encima de los 2.800 msnm (Flórez, 1992) en la SNSM asociados con la última glaciación. A partir de esta altura, se encuentran también evidencias de la acción del hielo durante el Tardiglacial y la Pequeña Edad Glaciar (Flórez, 1992), entre otros eventos climáticos.

El nivel del mar presentó importantes variaciones durante el Cuaternario, ^{Peltier & Fairbanks (2006)} refieren importantes descensos como el que alcanzó 120 metros por debajo del nivel actual hace 26.000 años, y en algunas ocasiones varios metros por encima del nivel del mar actual hace 6.000 años, según ^{Church et al. (2013)}; por ejemplo para Colombia, ^{Burel & Vernette (1981)} reportaron una terraza coralina en el sector de Barú ubicada 3 metros sobre el nivel del mar, que fue datada con C14 y registró una edad de formación entre 2500 y 3000 años A.P.

Los procesos aluviales involucran el arrastre de materiales desde la SNSM, los lomeríos locales y las cordilleras y serranías del interior del país, para llevarlos hasta las zonas deposicionales localizadas en los valles y la planicie. Los niveles inferiores del mar produjeron el cambio del nivel de base de sedimentación de la cuenca inferior de los ríos Magdalena y Cesar, lo que se reflejó en la profundización de los drenajes y en una mayor disección de todos los relieves, pero en particular de los que conforman los paisajes de lomerío y piedemonte. Como ejemplos de este proceso geomorfológico, se identificó la disección producida en el lomerío por los arroyos Plato y Aguacatal en su salida a la Ciénaga de Candelaria-Zapatosa y de la Quebrada Caimán, en su conexión con la Ciénaga de El Palmar. Las profundas entrantes de disección talladas en el piedemonte que actualmente ocupan las ciénagas de Alfaro, El Dorado, Bijao, Totumito, Combu y Sahaya, también son ejemplo de la modificación de los relieves emergidos.

El ascenso del nivel del mar durante el Holoceno en el litoral Caribe colombiano (^{Flórez & Robertson, 2001}) varios metros por encima del nivel actual posiblemente produjo el represamiento del Río Magdalena, favoreciendo la construcción, inundación y sedimentación de la planicie aluvial de este río, del complejo deltaico donde se localiza actualmente la Ciénaga Grande de Santa Marta y la formación de numerosos drenajes ahogados laterales al curso inferior y medio del río Magdalena. En este proceso también fueron represados los ríos Cesar y Ariguaní, lo que permitió la sedimentación de la planicie asociada a estos.