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Roca (geología)

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Rocas ígneas se forman cuando la roca fundida (magma) se enfría y solidifica, con o sin cristalización. La palabra "ígnea" se deriva del latín ignis, que significa "fuego". Esta clase de rocas constituye aproximadamente el 95 por ciento de la parte superior de la corteza terrestre, pero su gran abundancia está oculta en la superficie de la Tierra por una capa relativamente delgada pero extendida de rocas sedimentarias y metamórficas. Se han descrito más de setecientos tipos de rocas ígneas, la mayoría de las cuales se formaron debajo de la superficie de la Tierra.

Las rocas ígneas se dividen en dos categorías principales: rocas plutónicas y volcánicas. Las rocas plutónicas (o intrusivas) se producen cuando el magma se enfría y cristaliza lentamente dentro de la corteza terrestre. Las rocas volcánicas (o extrusivas) se forman a partir del magma que alcanza la superficie como lava o eyección fragmentaria. Las rocas ígneas intrusivas suelen tardar unos pocos miles de años en enfriarse, mientras que las rocas ígneas extrusivas tardan solo unos días o semanas en enfriarse y solidificarse.

Las rocas plutónicas llevan el nombre de Plutón, el antiguo dios romano del inframundo. Las rocas volcánicas llevan el nombre de Vulcano, el nombre romano para el dios del fuego.

Origen del magma

El manto de la Tierra inmediatamente debajo de la corteza suele ser relativamente rígido, y esta parte del manto y la corteza suprayacente comprenden la litosfera. Debajo de la litosfera, la temperatura más alta hace que el manto se vuelva menos rígido y sufra convección, aunque es total o principalmente sólida. Este manto convectivo constituye el manto "astenosférico" y es la fuente de mucho magma. La mayoría de los magmas se generan a temperaturas entre 600 y 1.600 ° C. La mayoría de los magmas de temperatura más alta (entre aproximadamente 900 ° y 1,600 ° C) se forman en los 200 kilómetros superiores del manto.

Las rocas pueden derretirse en respuesta a una disminución de la presión, un aumento de la temperatura, un cambio en la composición (como la adición de agua) o una combinación de estos procesos. Otros mecanismos, como el derretimiento por el impacto de un meteorito, son menos importantes hoy en día, pero tales impactos llevaron a un derretimiento extenso durante la formación de la Tierra.

Rocas ígneas intrusivas (plutónicas)

Las rocas ígneas intrusivas se forman a partir del magma que se enfría y solidifica dentro de la tierra. Rodeado de rocas preexistentes (llamadas rocas del país), el magma se enfría lentamente y, como resultado, estas rocas son de grano grueso. Los granos minerales en tales rocas generalmente se pueden identificar a simple vista. Las rocas intrusivas también se pueden clasificar de acuerdo con la forma y el tamaño del cuerpo intrusivo y su relación con las formaciones en las que se entromete. Las formaciones intrusivas típicas son batolitos, cepos, laccolitos, antepechos y diques.

Los núcleos centrales de las principales cadenas montañosas consisten en rocas ígneas intrusivas, generalmente de granito. Cuando están expuestos por la erosión, estos núcleos (llamados "batolitos") pueden ocupar grandes áreas de la superficie.

Roca volcánica ígnea. Las pistas de colores claros muestran la dirección del flujo de lava.

Rocas ígneas extrusivas (volcánicas)

Las rocas ígneas extrusivas se forman en la superficie de la Tierra como resultado del derretimiento de las rocas dentro del manto. La roca derretida (magma) se eleva debido al contraste de densidad con el manto circundante. Cuando llega a la superficie, el magma extruido sobre la superficie (debajo del agua o el aire) se llama lava. Las erupciones de volcanes bajo el aire se denominan subaerial; los que ocurren debajo del océano se denominan submarino. Los fumadores negros y el basalto de la cresta del océano medio son ejemplos de actividad volcánica submarina.

El magma que brota de un volcán se comporta de acuerdo con su temperatura y composición, y por lo tanto tiene una viscosidad muy variable. Por ejemplo, el magma de alta temperatura, generalmente de composición basáltica, se comporta como un aceite espeso y, a medida que se enfría, melaza. Esto forma lava tipo pahoehoe. El magma félico, como la riolita, generalmente entra en erupción a una temperatura relativamente baja y es hasta diez mil veces más viscoso que el basalto. Estas erupciones volcánicas rara vez forman flujos de lava, y generalmente erupcionan explosivamente, con la liberación de gases (como el dióxido de carbono) atrapados en el magma.

Debido a que la lava se enfría y cristaliza rápidamente, es de grano fino. Si el enfriamiento se produce tan rápidamente como para evitar la formación de incluso cristales pequeños, la roca resultante puede ser un vidrio (como la obsidiana de roca). Dada esta textura de grano fino, es mucho más difícil distinguir entre los diferentes tipos de rocas ígneas extrusivas que entre los diferentes tipos de rocas ígneas intrusivas.

Clasificación

Las rocas ígneas se clasifican según su modo de ocurrencia, textura, mineralogía, composición química y geometría del cuerpo ígneo. La clasificación de los muchos tipos de rocas ígneas diferentes puede proporcionarnos información importante sobre las condiciones en que se formaron. Dos variables importantes utilizadas para la clasificación de rocas ígneas son (a) el tamaño de partícula, que depende en gran medida del historial de enfriamiento, y (b) la composición mineral de la roca. Los feldespatos, cuarzo, olivinas, piroxenos, anfíboles y micas son minerales importantes en la formación de rocas ígneas, y son básicos para la clasificación de estas rocas. Otros minerales presentes se consideran minerales "accesorios".

En un esquema de clasificación simplificado, los tipos de rocas ígneas se separan según (a) el tipo de feldespato presente, (b) la presencia o ausencia de cuarzo, y (c) el tipo de minerales de hierro o magnesio presentes (si las rocas no contienen feldespato ni cuarzo). Las rocas que contienen cuarzo (sílice) están "sobresaturadas de sílice". Las rocas con feldespatoides están "saturadas de sílice", porque los feldespatoides no pueden coexistir con el cuarzo.

Las rocas ígneas que tienen cristales lo suficientemente grandes como para ser vistas a simple vista se llaman "faneríticas"; aquellos con cristales demasiado pequeños para ser vistos a simple vista se denominan "aphaníticos". En términos generales, fanerítico implica un origen intrusivo; aphanitic, una extrusiva.

Los cristales incrustados en rocas ígneas de grano fino se denominan "porfiríticos". La textura porfirítica se desarrolla cuando algunos cristales crecen a un tamaño considerable antes de que la masa principal del magma se consolide en un material de grano más fino y uniforme.

La textura es un criterio importante para nombrar rocas volcánicas. La textura de las rocas volcánicas, incluido el tamaño, la forma, la orientación y la distribución de los granos y las relaciones entre los granos, determinará si la roca se denomina toba, lava piroclástica o lava simple. La textura, sin embargo, es solo una parte subordinada de la clasificación de rocas volcánicas. La clasificación de estas rocas se basa principalmente en su composición química.

En el caso de las rocas plutónicas, los criterios de textura son menos críticos para fines de clasificación, al menos por dos razones. Primero, estas rocas tienden a tener una textura menos variada, y segundo, sus contenidos minerales a menudo se determinan fácilmente a simple vista o con la ayuda de una lente o microscopio. Por lo tanto, la clasificación mineralógica se usa con mayor frecuencia para clasificar rocas plutónicas, y se prefiere la clasificación química para rocas volcánicas.

Significado geológico

Las rocas ígneas son geológicamente importantes por varias razones:

  • Sus minerales y su química global proporcionan información sobre la composición del manto del que se extrajeron algunas rocas ígneas, junto con las condiciones de temperatura y presión bajo las cuales tuvo lugar esta extracción.
  • Sus edades se pueden obtener de varios métodos de datación radiométrica. En comparación con las edades de los estratos geológicos adyacentes, ayudan a construir una secuencia temporal de eventos.
  • Sus características suelen ser características de procesos tectónicos específicos, lo que permite la reconstitución de estos procesos.
  • En circunstancias especiales, contienen importantes depósitos minerales (minerales). Por ejemplo, el tungsteno, el estaño y el uranio se asocian comúnmente con los granitos; Los minerales de cromo y platino se asocian comúnmente con gabbros.

Rocas sedimentarias

Rocas sedimentarias cubren el 75 por ciento de la superficie de la Tierra e incluyen tipos comunes como tiza, piedra caliza, arenisca, arcilla y lutita. Se forman en o cerca de la superficie de la Tierra de tres maneras principales: (a) deposición de los restos erosionados de otras rocas (conocidas como rocas sedimentarias "clásticas"); (b) deposición de los resultados de la actividad biogénica; y (c) precipitación de la solución. Estos procesos son seguidos por la compactación de las partículas y la cementación.

La cubierta de rocas sedimentarias de los continentes de la corteza terrestre es extensa, pero se estima que la contribución total de las rocas sedimentarias es solo el cinco por ciento del total. Como tal, las secuencias sedimentarias que vemos representan solo una fina capa sobre una corteza que consiste principalmente de rocas ígneas y metamórficas.

Formación

La formación de roca sedimentaria comienza con la deposición de partículas transportadas por el agua, el viento y los glaciares para formar sedimento. A medida que el sedimento se acumula, la presión de la sobrecarga (presión "litoestática") exprime el sedimento en sólidos en capas, y los líquidos en los poros son expulsados. Este proceso se llama "litificación" (formación rocosa). El término "diagénesis" se utiliza para describir todos los cambios químicos, físicos y biológicos (incluida la cementación) que experimenta un sedimento después de la deposición inicial y durante y después de la litificación, excluyendo la meteorización de la superficie.

Dada su forma de formación, las rocas sedimentarias contienen información importante sobre la historia de la Tierra. En particular, contienen fósiles, los restos conservados de plantas y animales antiguos. A diferencia de la mayoría de las rocas ígneas y metamórficas, se forman a temperaturas y presiones que no destruyen los restos fósiles. La composición de los sedimentos proporciona pistas sobre la roca original. Las diferencias entre capas sucesivas indican cambios en el entorno que ocurrieron con el tiempo.

Tres tipos de rocas sedimentarias.

Rocas sedimentarias clásticas

El Bajo Cañón del Antílope en Arizona fue excavado en la arenisca circundante por la meteorización mecánica y la meteorización química. El viento, la arena y el agua de las inundaciones repentinas son los principales agentes meteorizadores aquí.

Las rocas sedimentarias clásticas están compuestas de fragmentos discretos o "clastos" de materiales derivados de otras rocas. Se componen principalmente de cuarzo, con otros minerales comunes como feldespatos, anfíboles y minerales arcillosos. A veces hay minerales ígneos y metamórficos más exóticos.

Las rocas sedimentarias clásticas se pueden considerar según su tamaño de grano. El esquisto está formado por las partículas más finas, de menos de 0,004 milímetros; limolita tiene partículas ligeramente más grandes, entre 0.004 a 0.06 milímetros; la arenisca es aún más gruesa, con tamaños de grano de 0.06 a 2 milímetros; y los conglomerados y brechas son los más gruesos, con granos de entre 2 y 256 milímetros. Arenita es un término general para roca sedimentaria con partículas del tamaño de arena.

Todas las rocas se desintegran lentamente como resultado de la meteorización mecánica y química. La meteorización mecánica es la descomposición de la roca en partículas sin producir cambios en la composición química de los minerales en la roca. El hielo es el agente más importante de la meteorización mecánica. Cuando el agua se filtra en las grietas de la roca y se congela, se expande. La fuerza de expansión ensancha las grietas y rompe pedazos de roca. El calentamiento y enfriamiento de la roca, y su consiguiente expansión y contracción, también ayudan al proceso.

La meteorización química es la descomposición de la roca por reacción química. En este proceso, los minerales en la roca se transforman en partículas que pueden llevarse fácilmente. El aire y el agua están involucrados en muchas reacciones químicas complejas.

Rocas sedimentarias biogénicas (o biológicas)

Las rocas sedimentarias biogénicas contienen materiales generados por organismos vivos. Incluyen minerales de carbonato como corales, moluscos y foraminíferos, que cubren el fondo del océano con capas de calcita que luego forman piedra caliza. Otros ejemplos incluyen estromatolitos, los nódulos de sílex que se encuentran en la tiza (que en sí misma es una roca sedimentaria biogénica, una forma de piedra caliza) y el carbón (derivado de los restos de plantas tropicales sometidas a presión).

Precipitar rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias precipitadas se forman cuando las soluciones minerales, como el agua de mar, se evaporan. Los ejemplos incluyen los minerales halita y yeso.

Funciones naturales y usos humanos.

La forma de las partículas en las rocas sedimentarias tiene un efecto importante sobre la capacidad de los microorganismos para colonizarlas. Esta interacción se estudia en la ciencia de la geomicrobiología.

Se cree que los niveles relativamente bajos de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra (en comparación con Venus) se deben a que grandes cantidades de carbono quedan atrapadas en las capas sedimentarias de piedra caliza y dolomita. La transferencia de carbono de los sedimentos erosionados a los depósitos marinos es parte del ciclo del carbono.

Las rocas sedimentarias son económicamente importantes porque pueden usarse como material de construcción. Además, a menudo forman depósitos porosos y permeables en cuencas sedimentarias, en las que se puede encontrar petróleo y otros hidrocarburos.

Rocas metamórficas

Cuarcita, una forma de roca metamórfica, de la colección del Museo de Geología de la Universidad de Tartu.

Roca metamórfica es el resultado de la transformación de un tipo de roca preexistente, el protolito, en un proceso llamado metamorfismo. La palabra metamorfismo significa "cambio de forma", derivado del prefijo griego meta, "después" y sustantivo morfe, "forma". El protolito puede ser roca sedimentaria, roca ígnea o una roca metamórfica más antigua.

Las rocas metamórficas constituyen una gran parte de la corteza terrestre. Se clasifican por textura y por ensamblaje químico y mineral. Algunos ejemplos de rocas metamórficas son pizarra, gneis y esquisto. Los minerales formados por el proceso de metamorfismo incluyen cianita, estaurolita, silimanita, andalucita y algunos granates. Otros minerales, como las olivinas, los piroxenos, los anfíboles, las micas, los feldespatos y el cuarzo, se pueden encontrar en las rocas metamórficas, pero no son necesariamente el resultado del proceso de metamorfismo. Se formaron durante la cristalización de rocas ígneas.

Formación

Las rocas metamórficas se forman profundamente debajo de la superficie de la Tierra, cuando el protolito se somete a calor (mayor de 150 ° C) y presiones extremas y tensiones de las rocas de arriba. Estas condiciones conducen a profundos cambios físicos y químicos en el protolito. Las rocas metamórficas también se forman por la intrusión de roca fundida (llamada magma) en roca sólida, formándose particularmente en los lugares de contacto entre el magma y la roca sólida donde las temperaturas son altas. La transformación de un tipo de roca a otra se describe mediante el modelo geológico llamado ciclo de la roca.

Un mecanismo importante del metamorfismo es el de las reacciones químicas que ocurren entre minerales sin derretirlos. En este proceso, los átomos se intercambian entre minerales y se forman nuevos minerales. Pueden ocurrir muchas reacciones complejas a altas temperaturas.

Después de largos períodos de erosión y elevación, las rocas metamórficas quedan expuestas a la superficie de la Tierra. El estudio de estas rocas nos proporciona información valiosa sobre las temperaturas y presiones que ocurren a grandes profundidades dentro de la corteza terrestre. Sin embargo, el proceso de metamorfismo puede destruir las características que podrían haber revelado la historia anterior de la roca, incluido el registro fósil.

Rocas foliadas y no foliadas

Las rocas metamórficas se separan en foliado y no foliado categorías. La estratificación dentro de las rocas metamórficas se llama foliación. El término se deriva de la palabra latina folia, que significa "hojas".

La roca foliada (o en bandas) es producida por la tensión que es mayor desde una dirección, deformando así la roca en un plano. Esto provoca el crecimiento de cristales laminados o alargados de minerales como la mica y el clorito. Las rocas que fueron sometidas a una presión uniforme por todos lados, o aquellas que carecen de minerales con hábitos de crecimiento distintivos, no serán foliadas. La roca no foliada no tiene patrones planos de tensión.

La pizarra es un ejemplo de una roca metamórfica foliada de grano muy fino, mientras que la filita es gruesa, el esquisto más grueso y los gneis de grano muy grueso. El mármol generalmente no está foliado, lo que permite su uso como material para la escultura y la arquitectura.

Tipos de metamorfismo.

Metamorfismo de contacto es el nombre dado a los cambios que ocurren cuando se inyecta magma (roca fundida) en la roca sólida (roca de campo) que lo rodea. Los cambios que ocurren son mayores donde el magma entra en contacto con la roca, ya que las temperaturas son más altas en este límite y disminuyen con la distancia. Se forma una roca ígnea a partir del magma que se enfría, pero a su alrededor hay una zona metamorfoseada llamada aureola de metamorfismo de contacto.

Metamorfismo regional es el nombre dado a los cambios en grandes masas de roca en un área amplia, a menudo dentro de cinturones orogénicos (formadores de montañas). Los cambios son causados ​​por las altas temperaturas y presiones en las profundidades de la Tierra, y si las rocas metamorfoseadas se elevan y quedan expuestas por la erosión, pueden ocurrir en vastas áreas de la superficie.

Ver también

  • Mineral
  • Cantera

Referencias

  • Deer, W.A., R.A. Howie y J. Zussman. 1996. Una introducción a los minerales formadores de rocas. 2da ed. Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall. ISBN 0582300940 y ISBN 978-0582300941.
  • Farndon, John. 2006 La Enciclopedia práctica de rocas y minerales: cómo encontrar, identificar, recolectar y mantener los mejores especímenes del mundo, con más de 1000 fotografías y obras de arte. Londres: Lorenz Books. ISBN 0754815412 y ISBN 978-0754815419.
  • Lambert, David y el Diagram Group. 1998. La guía de campo para la geología. Ed actualizado Nueva York: Hechos en archivo. ISBN 0816038236.
  • Le Maitre, R. W., ed. 2004 Rocas ígneas: una clasificación y glosario de términos. 2da ed. Nueva York: Cambridge University Press. ISBN 0521619483.
  • Pellant, Chris. 2002. Rocas y minerales. Manuales del Smithsonian. Nueva York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060 y ISBN 978-0789491060.
  • Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim y Raymond Perlman. 2001 Rocas, gemas y minerales. Rev. ed. Nueva York: St. Martin's Press. ISBN 1582381321 y ISBN 978-1582381329.

Enlaces externos

Todos los enlaces recuperados el 28 de julio de 2019.

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