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APUNTES DE GEOLOGÍA.
ING. NELSON PIÑÓN MARTÍNEZ
SEPTIEMBRE DEL 2004
ÍNDICE
I.- INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA.
1.1 Origen del Universo, del Sistema Solar y de la Tierra
II.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA.
2.1.- Composición
2.2.- Fluido Térmico
2.3.- Teorías Varias
III.- SISMICIDAD
3.1.- Clasificación de los Sismos.
3.2.- Zonas Sísmicas.
3.3.- Causas y Efectos de los Sismos.
3.4.- Tipos de Ondas Sísmicas.
3.5- Aparatos de Registros Sísmicos.
3.6.- Sismicidad en México.
IV.- ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO
4.1.- Era Paleozoica.
4.2.- Era Mesozoica.
4.3.- Era Cenozoica.
V.- MINERALES
5.1.- Minerales.
5.2.- Propiedades de los Minerales.
5.3.- Clasificación de los Minerales.
VI.- ROCAS IGNEAS.
6.1.- Rocas Ígneas Intrusivas.
6.2.- Rocas Ígneas Extrusivas.
6.3.- Texturas de las Rocas Ígneas.
6.4.- Composición Química.
6.5.- Composición Mineralógica.
6.6.- Tipos de Rocas Ïgneas.
VII.- VOLCANES.
7.1.- Tipos de Volcanes.
VIII.- INTEMPERISMO, EROSIÓN Y SUELOS.
8.1.- Intemperismo.
8.2.- Erosión.
8.3.- Suelos.
IX.- ROCAS SEDIMENTARIAS.
9.1.- Tipos de Sedimentos.
9.2.- Clasificación de las Rocas Sedimentarias.
9.3.- Minerales de las Rocas Sedimentarias.
9.4.- Estructuras en las Rocas Sedimentarias.
9.5.- Ambientes de Depósitos.
9.6- Usos de las rocas Sedimentarias.
X.- ROCAS METAMÓRFICAS.
10.1.- Agentes del Metamorfismo.
10.2.- Tipos de Metamorfismo.
10.3.- Tipos de Rocas Metamórficas.
10.4.- Minerales de las Rocas Metamórficas.
XI.- GEOMORFOLOGÍA.
GEOLOGÍA.- Palabra compuesta que proviene del Latín:
GEOS = Tierra LOGOS = Estudio.
Estudio de la tierra en su origen, composición, estructura, cambios endógenos y
exógenos, para lo cual se apoya en diversas ciencias y técnicas, mismas que se
verán más adelante.
TEMA 1 INTRODUCCION A LA GEOLOGÍA.
Primeramente hablaremos sobre el origen de todas las cosas.
TEMA 1.1.- ORIGEN DEL UNIVERSO, DEL SISTEMA SOLAR Y DE LA TIERRA.
EL ORIGEN DEL UNIVERSO.
El universo es el conjunto de todos los astros existentes, así como de la energía
recibida o producida por ellos y el espacio en que se mueven. Se componen de
galaxias, nebulosas, estrellas, planetas, cometas, satélites y de una serie de
formaciones descubiertas recientemente, entre las que se destacan los cuasares,
pulsares y agujeros negros.
Desde el comienzo de los siglos, los seres humanos siempre han tenido miedo y
curiosidad por los fenómenos naturales, otorgándoles poder para su creación a
seres sobrenaturales (Dioses), creándose de esa manera muchas mitologías que
trataron de explicar el Origen del universo. Posteriormente, con el avance de la
ciencia se crearon Hipótesis que tratan de explicar lo mismo pero basándose en
hechos más contundentes, aunque sin lograr explicar del todo EL ORIGEN DEL
UNIVERSO.
El universo ha sido tema de especulaciones filosóficas desde la más remota
antigüedad: no obstante, su estudio científico no fue posible hasta que astrónomos
como Copérnico, Tycho, Brake, Keppler, Newton y Galileo demostraron el
funcionamiento de los astros y cuerpos celestes y establecieron algunas de las
leyes y principios que rigen el funcionamiento de los cuerpos celestes.
A partir del siglo XVIII y sobre todo en las últimas décadas, con el desarrollo de la
astrofísica, la radioastronomía y el análisis espectral, la concepción del cosmos ha
experimentado una revolución total. Mediante la utilización de técnicas
instrumentales cada vez más precisas se ha podido determinar que los elementos
constituyentes del universo son los mismos que se encuentran en la tierra, aunque
se presentan en diferentes proporciones. De la misma manera el
perfeccionamiento de los instrumentos de observación ha permitido el campo de
estudio de la astronomía, hasta el punto de que en la actualidad se han observado
y catalogado cientos de miles de estrellas. Así mismo el empleo de diversos
modelos matemáticos del espacio, sobre todo los derivados de la teoría de la
relatividad de Einstein, ha posibilitado la realización de diferentes teorías sobre la
naturaleza del cosmos.
Existen muchas teorías e hipótesis así como muchas mitologías, pero en este
curso y por falta de tiempo, únicamente trataremos algunas de ellas y que a mi
parecer son las que tienen mayor fundamento.
Teoría de la Creación del Universo de la Nada.
La teoría del big bang, según el modelo normal, asume que todas las partes del
universo empezaron a expandirse simultáneamente.
El concepto de "creación del universo" es algo que ignoraban los astrónomos de
hace un siglo. La razón de ello era la aceptación generalizada de la idea de que el
universo existió siempre.
Los científicos de entonces, al examinarlo, suponían que se trataba de un
conglomerado de materia e imaginaban que nunca tuvo un comienzo. Para ellos,
nunca existió el momento de la "creación", es decir, un momento en que el
universo y todas las cosas pasaron a existir.
Esta idea de la "existencia eterna" se acomoda a los conceptos europeos que
surgieron de la filosofía Materialista presentada en el mundo de la Grecia antigua y
que sostiene que la materia es lo único que existió, existe y existirá siempre en el
universo.
Pero después del Renacimiento el materialismo empezó a ganar amplia
aceptación entre los eruditos y científicos europeos, debido en gran medida a la
devoción de los mismos a la filosofía de la Grecia antigua.
Fue Emmanuel Kant quien, durante el iluminismo europeo, reafirmó y defendió el
materialismo. Kant declaró que el universo existió siempre y que ese era el único
criterio posible, independientemente de los cuestionamientos que surjan. Los
seguidores de Kant continuaron defendiendo la idea de un universo infinito así
como el materialismo.
A comienzos del siglo XIX se aceptaba ampliamente que el universo no tuvo un
inicio, es decir, que no fue creado. Y dichos conceptos pasaron al siglo XX a
través de las obras del materialismo dialéctico, como las de Federico Engels y
Carlos Marx.
Esa idea de un universo infinito se acoplaba muy bien con el ateísmo. No es difícil
comprender porqué el sostener que el universo tuvo un inicio, podía implicar que
fue creado; lo cual, por supuesto requería de un creador, es decir, Dios. Resultaba
más conveniente y más seguro evitar esa cuestión por medio de presentar la idea
de que "el universo tiene una existencia eterna", aunque no hubiese el más leve
fundamento científico para sostener tal suposición.
Georges Politzer, quien abrazó y defendió esa idea en los libros que publicó a
principios del siglo XX, fue un ardiente paladín tanto del marxismo como del
materialismo.
"El universo no se trata de un objeto creado. De ser así, habría sido creado de
manera instantánea por Dios, quien le hubiera dado existencia de la nada. Admitir
la creación significa admitir, en primer lugar, que hubo un momento en que el
universo no existía y que salió de la nada. Eso es algo que la ciencia no puede
consentir".
Teoría de la Expansión Del Universo Y El Descubrimiento Del Big Bang
En 1922, el físico ruso Alexander Friedmann hizo cálculos que evidenciaban que
la estructura del universo no era estática e incluso que un impulso diminuto podía
ser suficiente para provocar la expansión o contracción de toda la estructura
según la Teoría de la Relatividad de Einstein.
George Lemaitre, astrónomo belga, fue el primero en reconocer lo que significaba
el trabajo de Friedmann y, basándose en los cálculos de éste, declaró que el
universo tuvo un comienzo y se expandió como resultado de algo que lo había
disparado, impulsado.
El astrónomo norteamericano Edwin Hubble, quien trabajaba en el observatorio
Monte Wilson, en California, hizo uno de los descubrimientos más importantes en
la historia de la astronomía al observar una serie de estrellas a través de su gran
telescopio, pues descubrió que la luz de los mismos estaba corrida hacia el rojo al
final del espectro visible y que, de manera concluyente, esa corrida estaba
relacionada directamente con la distancia existente entre las estrellas y la Tierra.
Según las normas reconocidas de la física, los espectros de destellos de luz de
objetos que viajan hacia el punto de observación tienden hacia el violeta, mientras
que los destellos de luz de cuerpos que se alejan del punto de observación
tienden hacia el rojo. (Comparando con el silbato del tren, la señal acústica va
perdiendo intensidad cuando la máquina se aleja del observador y se hace más
potente cuando se acerca al observador).
La observación de Hubble mostraba que, según dicha ley, los cuerpos celestes se
alejaban de nosotros, de la Tierra. Poco después el científico hizo otro
descubrimiento, las estrellas no estaban alejándose sólo de la Tierra sino que
también se alejaban una de otra. La única conclusión que se podía extraer de un
universo en donde todo se alejaba de todo, era que estaba en una "expansión"
constante.
Hubble había encontrado evidencias por medio de la observación, de algo que
George Lemaitre había "profetizado" y que, otra de las más grandes mentes de
nuestra época había reconocido unos 15 años antes. En 1915 Alberto Einstein
había llegado a la conclusión de que el universo no podía ser estático en función
de los cálculos basados en su teoría de la relatividad recientemente enunciada
(con lo que se anticipaba a las conclusiones de Friedmann y Lemaitre).
El descubrimiento de Hubble de que el universo se estaba expandiendo condujo a
la aparición de otro modelo que no necesitaba ningún otro agregado para que la
ecuación resulte correcta. Si el universo se estaba agrandando en tanto el tiempo
avanzaba, el ir para atrás en el tiempo significaría que se achicaba y si se iba
suficientemente para atrás, todas las cosas se contraerían y convergirían en un
solo punto.
La conclusión que se derivaba de este modelo era que, en algún momento, toda la
materia del universo estuvo compactada en un solo punto-masa con "volumen
cero" debido a su enorme fuerza de gravedad.
Nuestro universo pasó a existir como resultado de la explosión de este punto de
masa súper concentrada que tenía volumen cero. Esa explosión pasó a ser
llamada "el Big Bang" y su existencia fue reconocida repetidamente por las
evidencias observadas.
El Big Bang indicaba otra verdad. Decir que algo tiene volumen cero es
equivalente a decir que es igual a "nada". Todo el universo fue creado de "la nada"
y además, este universo tuvo un inicio, contrariando la visión materialista que
sostenía que "había existido eternamente".
Teoría Del Universo Pulsante
Muchos científicos se inclinan a pensar que la evolución del universo abarca una
dimensión temporal que va mucho más allá de la explosión primordial y de la
actual expansión. Sostienen que el tiempo y el espacio no se crearon
conjuntamente con el Big Bang, sino que consideran al cosmos como una entidad
eterna. Esta tesis, llamada teoría del universo pulsante, viene a responder la
siguiente pregunta: ¿qué había antes de la explosión primordial? Las
agrupaciones de galaxias y los cúmulos estelares, se mueven separándose unos
de otros en franca expansión.
La teoría del Big Bang supone que la velocidad de recesión de dichos objetos era
mayor en el pasado que hoy. La teoría del universo pulsante sostiene que en un
futuro inminente, la fuerza gravitatoria resultante del universo será capaz de frenar
su expansión, hasta el punto de iniciar el proceso contrario, es decir, una
contracción. Todos los cuerpos celestes comenzarían a acercarse unos a otros a
una velocidad cada vez mayor, hasta encontrarse en un mismo punto y constituir
otra vez el huevo cósmico.
Este huevo, después de cierto lapso de tiempo, volvería a estallar, dando origen a
otro universo expansivo. El ciclo se repetiría eternamente, perpetuándose en el
tiempo. Nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego
de sucesivas explosiones y contracciones (pulsaciones). El momento en que el
universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es conocido
como "Big Crunch" en el ambiente científico.
El Big Crunch marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo,
tras el subsiguiente Big Bang que lo forme. Si esta teoría llegase a tener pleno
respaldo, el Big Crunch ocurriría dentro de unos 150 mil millones de años. Si nos
remitimos al calendario de Sagan, esto sería dentro de unos 10 años a partir del
31 de diciembre.
Teoría de La creación del Universo según la mitología Griega
En un principio solo existió el caos. En el vacío exterior apareció Erebus (Erebo),
el ignoto lugar donde Muerte y Noche habitan. Todo allí era hueco, silencioso,
infinito y obscuro. Entonces nació el Amor (Eros),hijo de Erebus y Noche, con él
llegó el comienzo del orden. Del Amor surgieron Luz y Día y apareció Gaea
(Gea),La Tierra. Fue entonces cuando Erebo durmió con Noche y de aquella unión
nació Aether (Eter), la luz del cielo. Noche, en soledad, produjo Destino, Sino,
Muerte, Letargo, Sueños, y otros fenómenos que llegan hasta el hombre desde la
obscuridad. Mientras la Tierra (Gea), alumbró a Urano, los cielos. Urano llegó a
ser compañero de Tierra y la cubrió por todos sus lados. Juntos tuvieron tres
Cíclopes, tres Hecatonquiros y a Titán, que tuvo a su vez seis titánes y seis
titánidas pero Urano fue mal padre y mal marido. Odiaba y detestaba a los
Hecatonquiros.
Les hizo prisioneros en escondidos lugares de la Tierra, en el seno de Gea. Esto
enfureció a Gea, que empezó a conspirar contra Urano. Todos estaban aterrados
excepto el joven titán Cronus (Saturno, en la mitología romana). Gea y Cronus
tendieron una emboscada a Urano.
Mientras yacía con Gea por la noche, Cronus agarró a su padre y lo castró,
cercenando sus testículos con una hoz de piedra y arrojándolos después al
Océano.
De la sangre derramada surgieron Gigantes, Ninfas, las Erinyes, y de la espuma
que los genitales levantaron al caer en el mar, surgió Afrodita.
Cronus se convirtió en el omnipotente nuevo jefe de los dioses, como primera
medida, encarceló a los Hecatonquiros y a los Cíclopes en Terrarus.
Se casó con su hermana Rhea, otorgó mucho poder a los Titanes y gobernó
durante muchos años.
EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR
El origen del Sistema Solar será el siguiente paso a dilucidar, aunque en este caso
es mas fácil si se toma en cuenta que se parte de algo que ya existe, como es la
materia interestelar que se creo con el Origen del Universo.
El sistema solar es uno de los ejemplos más maravillosos de esa bella armonía de
la que se es testigo. Hay nueve planetas con cincuenta y cuatro satélites
conocidos y un número desconocido de cuerpos más pequeños. Los planetas,
nombrados a partir del sol, son Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno,
Urano, Neptuno y Plutón. El único lugar en donde se sabe que hay vida es la
Tierra. Seguramente es el único planeta en que los seres humanos pueden
sobrevivir gracias a la abundante cantidad de tierra y a una atmósfera respirable.
En la estructura del sistema solar encontramos otro bello ejemplo de equilibrio: el
que se da entre la fuerza centrífuga de un planeta y la atracción gravitatoria de su
primario. (En astronomía un primario es algo alrededor del cual gira otro cuerpo. El
primario de la Tierra es el sol; el primario de la Luna es la Tierra). Sin este
equilibrio, todo en el sistema solar se esfumaría en las heladas profundidades del
espacio exterior. El equilibrio entre las dos fuerzas mencionadas resulta en
senderos (órbitas) que los planetas y otros cuerpos siguen alrededor de sus
primarios. Si el cuerpo del caso se moviese a muy alta velocidad, el primario sería
incapaz de sostenerlo en su órbita y se esfumaría en el espacio. Pero cada cuerpo
se mueve a la velocidad correcta para mantenerse en órbita. De todos modos ese
equilibrio tiene que ser distinto para cada cuerpo porque las distancias de los
cuerpos al sol son distintas, al igual que sus masas. Por lo tanto, tienen que tener
distintas velocidades orbitales para no sumergirse en el sol o perderse en el
espacio.
Pero:
¿COMO SE FORMO EL SISTEMA SOLAR? Existen varias teorías aunque
nuevamente tomaremos algunas de las más conocidas.
Desde hace dos siglos, el francés naturalista George Luis Leclerc, conde de
Buffon, decía que los planetas se formaron por la colisión de una gran masa con el
sol y al chocar se desprendieron pedazos de esa masa que son los que forman el
Sistema Solar.
Para demostrar lo anterior, hizo experimentos con bolas de metal y de roca y midió
la velocidad de enfriamiento de esas masas; con esa velocidad obtuvo el tiempo
de enfriamiento de la tierra que fue igual a 74 832 años pero, despreció el tamaño
de las masas, y como ‚este gobierna la velocidad de enfriamiento, su teoría fue
rechazada.
Otra teoría es la planetesimal de Chamberlain y Moulton de la University of
Chicago, en la que indican que una estrella pasó cerca del sol desprendiendo
materia de ella que fue‚ lo que dio origen a los planetas. Esta teoría fue desechada
debido a que no tomaron en cuenta el momento angular (producto de la masa por
la velocidad por el radio de la órbita) que determina la posición de los planetas con
respecto al sol y que además la materia gaseosa que surge del sol se disgregaría
en lugar de condensarse.
Otra teoría es la de que existía una nube de polvo cósmico de 10x10 km. a la
doceava potencia de diámetro, posteriormente y debido a su fuerza de gravedad
se encogió hasta los 6,000 millones de km, esta contracción dio lugar a un
aumento de presión y por consiguiente un aumento de temperatura y exploto lo
que dio origen a los planetas; esta teoría también fue desechada por no explicar
el momento angular.
Es necesario mencionar que Parte de esta teoría es aceptable ya que una estrella
desarrolla calor por ruptura o contracción.
Posteriormente Pierre Simón Laplace (Marquez de la Place) y Kant, lanzaron su
teoría nebular indicando que primeramente existió una nebulosa muy grande, no
muy caliente de aproximadamente 3,000 millones de km de diámetro, el cual al
estar girando aumentaba su velocidad de rotación, aplanándose, hasta que en el
ecuador la fuerza centrífuga superó a la de la gravedad y entonces expulsó
materia que dio origen a un planeta y debido al momento angular, se siguió
desprendiendo materia que dieron origen a los demás planetas, quedando en la
posición que actualmente tienen.
Lo cierto es que ninguna teoría ha podido explicar el origen del Sistema Solar.
Isaac Newton, reconocido como una de las más grandes mentes científicas de
todos los tiempos, escribió una vez:
"Este sistema sumamente elegante de soles, planetas y cometas, pudo surgir
solamente del propósito y soberanía de una existencia inteligente y poderosa. Esa
existencia determina y gobierna todo, no como un alma, sino como un señor
soberano de todas las cosas. Y debido a Su soberanía El es llamado comúnmente
Señor Todopoderoso”.
No le está bien al sol alcanzar a la luna,
ni la noche adelantar al día. Cada uno
navega en su órbita. (Corán, 36: 40)
Para terminar con nuestro primer tema, es obligado conocer como se formo
nuestro planeta.
EL ORIGEN DE LA TIERRA
Además de ese asombroso equilibrio, otro elemento evidente es el lugar de la
Tierra en el sistema solar y en el universo.
Los últimos descubrimientos astronómicos han exhibido la importancia que tiene
para la Tierra la existencia de los otros planetas. El tamaño y posición de Júpiter
es un ejemplo decisivo. Los cálculos astrofísicos muestran que Júpiter, el planeta
más grande en el sistema solar, provee estabilidad a la órbita de la Tierra y a
todos los otros planetas.
George Wetherill lo explica de la siguiente manera:
"Sin un gran planeta posicionado precisamente donde está Júpiter, la Tierra
hubiese sido golpeada en el pasado por los cometas, meteoros y otros desechos
interplanetarios en una frecuencia superior en mil veces a la actual. Si no fuese
por Júpiter, no estaríamos aquí para estudiar el origen del sistema solar".
Para decirlo en pocas palabras, la estructura del sistema solar fue diseñada
especialmente para que viva el género humano.
Consideremos el lugar del sistema solar en el universo. Nuestro sistema solar está
colocado en uno de los colosales brazos espiralados de la Vía Láctea, más cerca
del borde exterior que del centro. ¿Qué ventaja habría en eso?.
Michael Denton lo explica de la siguiente manera:
"... Debido a la posición de nuestro sistema solar en el borde galáctico exterior, de
noche podemos contemplar más ampliamente las galaxias distantes y obtener
conocimiento del conjunto de la estructura del cosmos. Si hubiésemos estado
ubicados en el centro de una galaxia, nunca veríamos la belleza de su forma
espiralada ni tendríamos una idea de la estructura de nuestro universo".
No hemos creado en vano el cielo, la tierra y lo que entre ellos está. Así
piensan los infieles. Y ay de los infieles, por el fuego…! (Corán, 38:27)
Este entendimiento profundo se revela también en otro versículo:
En la creación de los cielos y de la tierra y en la sucesión de la noche y el día
hay, ciertamente, signos para los dotados de intelecto, que recuerdan a Dios
de pie, sentados o echados, y que meditan en la creación de los cielos y de
la tierra: "Señor! No has creado todo esto en vano. Gloria a Ti! Presérvanos
del castigo del Fuego!" (Corán, 3:190-191)
Primeras teorías cosmológicas
Las teorías cosmológicas más antiguas datan del 4000 a.C., y son las de los
pueblos mesopotámicos, que creían que la Tierra era el centro del Universo y que
todos los demás cuerpos celestes giraban alrededor de ella. Algunos clásicos
como Aristóteles y el astrónomo griego Ptolomeo, explicaban que las estrellas se
movían de noche porque estaban fijas en esferas cristalinas rotatorias. El
astrónomo griego Aristarco de Samos, alrededor del 270 a.C., sostenía que la
Tierra gira alrededor del Sol. Sin embargo, debido sobre todo a la autoridad de
Aristóteles, el concepto de que la Tierra era el centro del Universo permaneció
inamovible hasta 1543, cuando el astrónomo polaco Nicolás Copérnico publicó sus
teorías en De Revolutionibus Orbium Caelestium (Sobre las revoluciones de los
cuerpos celestes). Copérnico proponía un sistema en el que los planetas giraban
en órbitas circulares alrededor del Sol, el cual estaba situado en el centro del
Universo. Atribuía el nacimiento y la colocación de las estrellas a la rotación de la
Tierra sobre su eje.
El astrónomo alemán Johannes Kepler adoptó el sistema copernicano y descubrió
que los planetas giran en órbitas elípticas a velocidad variable, de acuerdo con
tres leyes bien definidas (conocidas desde entonces como leyes de Kepler).
Galileo, uno de los primeros en observar los planetas con un telescopio, también
rechazó la idea de Aristóteles de que la Tierra era el centro del Universo y se
convirtió en un defensor de la visión copernicana del mundo. El matemático y
físico inglés Isaac Newton demostró que las leyes de Kepler sobre el movimiento
planetario podían derivarse de las leyes generales del movimiento y de la
gravitación que Newton había descubierto, indicando así que estas leyes físicas
eran válidas en todo el Universo.
Sistemas de Tolomeo y Copérnico
En el siglo II d.C. Claudio Ptolomeo propuso una versión detallada de la visión
geocéntrica del Universo, ya antigua en su época. Este modelo representa a la
Tierra inmóvil, con los planetas, la Luna y el Sol girando a su alrededor. El sistema
de Tolomeo fue aceptado por los astrónomos y los pensadores religiosos durante
unos mil años. En el siglo XVI Nicolás Copérnico resucitó otra idea antigua, el
modelo heliocéntrico del Universo. El nuevo modelo fue rechazado por la Iglesia,
pero poco a poco fue ganando aceptación científica. Los datos de Copérnico no
eran más precisos que los de Tolomeo, pero sus ideas se ajustaban mejor a la
nueva física que se desarrolló en el siglo XVII.
Edad y Origen de la Tierra
La datación radiométrica ha permitido a los científicos calcular la edad de la Tierra
en 4.650 millones de años. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra datadas
de esta forma, no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se
corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos
4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores
de los meteoritos, se cree que ha ocurrido al mismo tiempo, unos 150 millones de
años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar
Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la
atracción gravitacional, la Tierra habría sido casi homogénea y relativamente fría
pero la continuada contracción de estos materiales hizo que se calentara,
calentamiento al que contribuyó la radiactividad de algunos de los elementos más
pesados. En la etapa siguiente de su formación, cuando la Tierra se hizo más
caliente, comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad. Esto produjo la
diferenciación entre la corteza, el manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros
moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el manto y los elementos más
pesados, sobre todo el hierro y el níquel, sumergiéndose hacia el centro de la
Tierra para formar el núcleo. Al mismo tiempo, la erupción volcánica, provocó la
salida de vapores y gases volátiles y ligeros de manto y corteza. Algunos eran
atrapados por la gravedad de la Tierra y formaron la atmósfera primitiva, mientras
que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos del mundo.
Dijo Albert Einstein en 1938: “En nuestro esfuerzo por comprender la realidad
somos algo así como el hombre que trata de entender como funciona un reloj
encerrado en su caja. Ve la esfera, las agujas que se mueven y hasta puede que
escuche su tic-tac, pero no tiene medios para abrir la caja. Si se trata de un
hombre de ingenio, puede formarse una idea del mecanismo responsable de todas
las cosas que esta viendo, pero nunca podrá estar seguro de que el modelo, la
imagen que se formo en su mente, sea la única capaz de explicar las cosas que
esta observando. Nunca podrá estar en condiciones de comparar el mecanismo
real con la imagen que el se ha formado y ni siquiera imaginar las consecuencias
de tal comparación.
Solo intenta abrir, no solo los ojos, sino también el conocimiento hacia algo
inaudito, algo mas allá de lo entendible y lo razonable y necesitaras un poco de
locura cuando mas lucidez se requiere.
II.- ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA.
Un tema por demás importante dentro de la Geología es la composición interna de
la tierra, ya que únicamente se conoce por métodos indirectos y por Julio Verne.
A continuación se habla sobre su composición y estructura.
2.1.- COMPOSICIÓN.
Se puede considerar que la Tierra se divide en cinco partes: la primera, la
atmósfera, es gaseosa; la segunda, la hidrosfera, es líquida; la tercera, cuarta y
quinta, la litosfera, el manto y el núcleo son sólidas. La atmósfera es la cubierta
gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Aunque tiene un grosor de más
de 1100 Km. aproximadamente la mitad de su masa se concentra en los 5.6 Km.
más bajos. La litosfera, compuesta sobre todo por la fría, rígida y rocosa corteza
terrestre, se extiende a profundidades de 100 Km. La hidrosfera es la capa de
agua que, en forma de océanos, cubre el 70% de la superficie de la Tierra. El
manto y el núcleo son el pesado interior de la Tierra y constituyen la mayor parte
de su masa.
La hidrosfera se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto
comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores,
lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de
3794 mts. más de cinco veces la altura media de los continentes. La masa de los
océanos es de 1.350.000.000.000.000.000 (1.35 × 1018) toneladas, o el 1/4.400
de la masa total de la Tierra.
Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y
se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99.5% de
su masa. El más abundante es el oxígeno (46.60% del total), seguido por el
silicio (27,72%), aluminio (8,13%), hierro (5,0%), calcio (3,63%), sodio (2,83%),
potasio (2,59%), magnesio (2,09%) y titanio, hidrógeno y fósforo (totalizando
menos del 1%). Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades del 0,1 al
0,02%. Estos elementos, por orden de abundancia, son: carbón, manganeso,
azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los
elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de
compuestos más que en su estado libre.
La litosfera comprende dos capas (la corteza y el manto superior) que se dividen
en unas doce placas tectónicas rígidas. La corteza misma se divide en dos
partes. La corteza siálica o superior, de la que forman parte los continentes, está
constituida por rocas cuya composición química media es similar a la del granito
y cuya densidad relativa es de 2,7. La corteza simática o inferior, que forma la
base de las cuencas oceánicas, está compuesta por rocas ígneas más oscuras y
más pesadas como el gabro y el basalto, con una densidad relativa media
aproximada de 3.
La litosfera también incluye el manto superior. Las rocas a estas profundidades
tienen una densidad de 3,3. El manto superior está separado de la corteza por una
discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, y del manto inferior por
una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente
fundidas de la astenosfera, de 100 Km. de grosor, permiten a los continentes
trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse
El denso y pesado interior de la Tierra se divide en una capa gruesa, el manto,
que rodea un núcleo esférico más profundo. El manto se extiende desde la base
de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 Km. Excepto en la zona
conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la
profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y
silicatos de magnesio como el olivino y la parte inferior de una mezcla de óxidos
de magnesio, hierro y silicio.
La investigación sismológica ha demostrado que el núcleo tiene una capa
exterior de unos 2.225 Km. de grosor con una densidad relativa media de 10.
Esta capa es probablemente rígida y los estudios demuestran que su superficie
exterior tiene depresiones y picos, y estos últimos se forman donde surge la
materia caliente. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275
km, es sólido. Se cree que ambas capas del núcleo se componen en gran parte
de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las
temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 C y se considera que
su densidad media es de 13.
2.2.- FLUIDO TÉRMICO INTERNO.
El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de
las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. Se
cree que la fuente de este calor es la energía liberada por la desintegración del
uranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes de convección dentro del
manto trasladan la mayor parte de su energía térmica desde la profundidad de la
Tierra a la superficie y son la fuerza conductora de la deriva de los continentes.
El flujo de convección proporciona las rocas calientes y fundidas al sistema
mundial de cadenas montañosas oceánicas y suministra la lava que sale de los
volcanes.
2.3.- TEORIAS VARIAS.
Existen diversas teorías que tratan de explicar la forma actual de la Corteza
Terrestre y los fenómenos que contribuyeron a conformarla.
TEORÍA DE LA PANGEA
La deriva continental, el desplazamiento de los continentes, unos con respecto a
otros, es una relativa novedad. Cuando el científico alemán Alfred Wegener
propuso su teoría en el libro "El origen de los continentes y océanos" en los años
20, no solo fue rechazada sino ridiculizada. Tuvieron que pasar más de 30 años
para que la deriva continental sea reconocida como un hecho. El descubrimiento
de cordilleras submarinas, la afloración de fondos marinos, y del paleomagnetismo
(del griego: Paleo = antiguo. y Magnetismo= orientación del campo magnético.),
contribuyeron a demostrar que los continentes se mueven y lo vienen haciendo
por cientos de millones de años, demostrando la existencia de un supercontinente
hace 1.200 millones de años.
Hoy sabemos que el polo magnético de la Tierra no ha estado siempre en el lugar
cercano al Polo Norte que ocupa hoy. En el pasado ha migrado hasta el Polo Sur y
ha cambiado de sitio cientos de veces. Estos cambios han quedado registrados en
los minerales magnéticos que han aflorado del fondo de la Tierra. Como agujas de
compás, se han orientado hacia el lugar donde en ese momento se encontraba el
polo magnético, lo que ha permitido ponerle fecha a regiones de continentes y de
fondos marinos. El estudio de este fenómeno, el paleomagnetismo, se ha unido a
otros métodos de fechado como la radiometría, fechado por transformación de
elementos radioactivos.
Con los datos obtenidos se ha ido reconstruyendo la posición y forma de los
continentes en el pasado. Como piezas de un rompecabezas, en un momento
dado las placas encajaban formando continentes distintos a los de hoy. El caso
más claro de continentes que estuvieron unidos es el de Sudamérica Oriental y
África Occidental. Con solo mirar el mapa llama la atención cómo la parte de Brasil
encaja en el "codo" de África Occidental. Estudios geológicos y paleomagnéticos
confirman que efectivamente estuvieron unidos hace 175 millones de años,
cuando los separó la cordillera submarina, que hoy recorre el fondo del Atlántico
de norte a sur y sigue empujando América hacia el oeste.
A través de los años, los geólogos han ido ubicando formaciones que muestran
huellas de haber estado conectadas. Entre ellas hay franjas montañosas que
datan de 1.000 a 1.300 millones de años y que hoy están dispersas en diversas
placas continentales. Por otra parte, formaciones más jóvenes muestran
ubicaciones más recientes de las placas. Esto ha permitido a los geólogos
reconstruir la posición de los continentes en el tiempo, siendo más clara la
posición cuanto más reciente. Así, el último continente previo a la separación que
dio lugar al mapa actual es el que los geólogos han bautizado como “Pangea”.
El nombre Pangea (del griego "toda la tierra") unía en un solo gran continente casi
todas las placas que irían a formar los continentes actuales. Con la excepción de
dos secciones de lo que hoy es China, que se encontraban como islas cercanas a
Pangea, las demás placas continentales estaban unidas. Al sur, estaban pegadas
las placas que hoy forman Australia, Antártica Oriental, India y un pedazo de África
Occidental (Kalahari). Un poco más al norte, estaban las placas del Río de la
Plata, la Amazonía y el Congo, pegadas a un continente llamado Gondwana, que
luego se separó para formar África y parte de Asia.
Al centro de Pangea estaba África Occidental, la placa americana, Groenlandia, la
Báltica -que hoy es Europa Central y Escandinavia- y al norte Siberia. Pangea
llegó a su punto de consolidación máximo hace unos 250 millones de años y duró
75 millones de años, al cabo de los cuales se comenzó a fraccionar. Fue
entonces, hace 175 millones de años, cuando América -dividida en pedazos, con
la Amazonía al sur y el continente llamado Laurentia al norte- comenzó su camino
hacia el oeste.
Simultáneamente, lo que sería Asia se desplazó hacia el noreste, y la India se
separó de Australia y Antártica. Las tres placas tomaron diferentes rumbos:
Australia al oeste, Antártica al sur e India hacia Asia, con la que chocaría
formando la gigantesca arruga del Himalaya. Antes de fraccionarse para formar
los diversos continentes, Pangea estaba centrada en el Ecuador, alcanzando 60º
al norte y 60º al sur, pero el grueso de la masa continental estaba comprendido
entre los trópicos, con una mayor parte en el sur.
Previo a la formación de Pangea los pedazos de continentes ocuparon posiciones
diferentes. Los descubrimientos más recientes sobre paleomagnetismo y la
ubicación de las cordilleras más antiguas han permitido hacer un mapa tentativo
de la ubicación de las placas hace 1.300 millones de años. A este protocontinente
se le ha bautizado Rodinia y parece haber estado centrado en el Ecuador
abarcando desde los 60º al sur hasta los 60º al norte. En él, las placas ocupaban
lugares opuestos a los que ocuparon en Pangea. Australia, India y Antártica
estaban al noroeste, mientras que la placa amazónica y la del Río de la Plata
estaban al sudeste. El centro lo ocupaba Laurentia, que sería Norteamérica.
Nuevas lecturas de paleomagnetismo y fechados radiológicos indican que hace
750 millones de años las placas de Siberia y China Norte se encontraban al este
de Rodinia y habían iniciado su camino hacia el norte. Al parecer, antes de la
consolidación de Gondwana y Pangea, los continentes ocupaban sitios muy
diferentes, girando durante esos 500 millones de años en sentido contrario a las
agujas del reloj. Curiosamente, algunos de ellos, como Australia, India, la Antártica
Oriental y la placa Amazónica tenían formas similares a las que tienen hoy.
Comparada con la breve historia humana, la escala del tiempo geológico es difícil
de visualizar. Si consideramos que los continentes más rápidos se mueven unos
centímetros al año, veremos que recorrer 100 kilómetros puede requerir 10
millones de años. Los que avanzan más rápido, como América del Sur, pueden
recorrer -y América lo ha hecho- miles de kilómetros en 100 millones de años; a
los más lentos les toma un millón de años recorrer 10 kilómetros.
Esta variación en la velocidad de los desplazamientos, los giros y el cambio de
forma de las cordilleras submarinas hacen sumamente complicado el
rompecabezas que deben armar los geólogos. Felizmente, el paleomagnetismo y
la diversidad de formaciones geológicas permiten ubicar ciertos puntos clave en el
tiempo. Si estos puntos corresponden al sitio donde los continentes se han
separado, ayudan a armar el rompecabezas. Los restos fósiles también permiten
fechar regiones que carecen de minerales imantados o marcas claras de su
ubicación previa. Así, en forma tentativa, vamos armando el rompecabezas de lo
que fue nuestro planeta hace cientos y miles de millones de años. Es un proceso
lento pero incomparablemente más rápido que el que requeriría para tomar su
forma actual.
TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL.
En el periodo entre 1908 y 1912, la teoría de la deriva continental fue propuesta
por el geólogo y meteorólogo alemán Alfred Wegener (1880-1930).
Wegener, defendió la teoría de la deriva de los continentes en una época en que
los medios tecnológicos para desmostrarla no se habían desarrollado todavía. Fue
profesor de meteorología en la Universidad de Graz desde 1924 hasta 1930. A
partir de diversas evidencias, renovó la idea de que todos los continentes
estuvieron en un momento dado unidos en una gran área de tierra que él llamo
Pangea. Más tarde sostuvo que ese supercontinente habría comenzado a dividirse
hace aproximadamente 200 millones de años en dos partes: una al norte que él
llamo Laurasia y una al sur llamada Gondwana por el geólogo austríaco Eduard
Suess. La teoría de Wegener, descrita en El origen de los continentes y de los
océanos (1915), no fueron corroboradas por los científicos hasta 1960, cuando la
investigación oceanográfica reveló el fenómeno conocido como expansión del
fondo del mar, atribuida al geólogo norteamericano Harry Hammond Hess.
Wegener murió durante una expedición a Groenlandia. Wegener descubrió que las
placas continentales se rompen, se separan y chocan unas con otras. Estas
colisiones deforman los sedimentos geosinclinales creando las cordilleras de
montañas futuras. Los trabajos geofísicos sobre la densidad de la Tierra y las
observaciones de los petrólogos habían mostrado con anterioridad que la corteza
terrestre se compone de materiales bien distintos: el sima, formado por silicio y
magnesio, por lo general basáltica y característica de la corteza oceánica; y el sial,
de silicio y aluminio, por lo general granítica y característica de la corteza
continental. Wegener creía que las placas continentales sialicas se deslizaban
sobre la corteza oceánica simática como hacen los icebergs en el océano. Este
razonamiento era falaz, porque la temperatura de fusión del sima es mayor que la
del sial. Después los geólogos descubrieron la llamada astenosfera, capa
semisólida, situada en el manto terrestre debajo de la corteza, a profundidades
entre 50 y 150 Km. Primero se conjeturó y luego se demostró sísmicamente que
era un material plástico que podía fluir despacio. Para Wegener, las causas de la
deriva continental se podían deber a diversas causas como: la fuerza centrifuga de
la tierra, el efecto de las mareas y a la fuerza polar, que hacía que los continentes
se desplazaran desde los polos al Ecuador.
Argumentos para justificar la teoría de la deriva continental.
Pruebas paleontológicas. Se hallaron fósiles de un mismo helecho de hoja caduca
en Sudamérica, Sudáfrica, Antártida, India y Australia. Así como fósiles del reptil
Lystrosauros en Sudáfrica, India y Antártida, y fósiles de Mesosauros en Brasil y
Sudáfrica. Esto indicaba que tanto esta fauna como la flora pertenecían a unas
mismas zonas comunes que se irían distanciando con el paso del tiempo, claro
esta, con el deslizamiento de los continentes.
Pruebas geológicas. Por un lado, el ajuste de los bordes de la plataforma
continental entre los continentes africano y sudamericano, esto es, que encajaban
el uno con el otro. Por otro lado, la continuación de las cadenas montañosas en el
continente sudamericano y en el africano, hoy en día separadas por el océano
Atlántico. Y por ultimo, la continuación de las cadenas montañosas europeas y
norteamericanas. Actualmente separadas por el océano Atlántico.
Pruebas paleomagnéticas. Se puede saber cuál era la posición de los continentes
con respecto a los polos, atendiendo al magnetismo procedente de la composición
de sus rocas. De esta forma, observando los trazados magnéticos se llego a la
conclusión de que hubo con anterioridad una conglomeración de los continentes
actuales.
Pruebas paleoclimaticas. La presencia de un mismo modelo erosivo en distintos
continentes, da pie a pensar, que todos ellos permanecieron en el pasado unidos
ya que poseían el mismo clima. Por ejemplo, los mismos depósitos morrénicos en
Sudáfrica, Sudamérica, India y Australia.
Distribución actual de los seres vivos. Después de la fragmentación de los
continentes, se han encontrado especies que poseen características iguales, en
determinados continentes, con la única diferencia de que éstas han ido
evolucionando según su nuevo entorno. Por ejemplo, el caracol de jardín
encontrado tanto en Norteamérica como en Eurasia.
Atendiendo a todo lo mencionado anteriormente, Wegener trato de defender su
teoría de la deriva continental. Indicó que las formaciones rocosas de ambos lados
del océano Atlántico-en Brasil y en África occidental- coinciden en edad, tipo,
estructura y encajaban. Además, con frecuencia contienen fósiles de criaturas
terrestres que no podrían haber nadado de un continente al otro. Estos
argumentos paleontológicos estaban entre los más convincentes para muchos
especialistas, pero no impresionaban a otros.
Los mejores ejemplos dados por Wegener de las fronteras continentales hendidas,
estaban a ambos lados del océano Atlántico. De hecho, se comprobó el encaje
preciso mediante computadora y el ajuste era casi perfecto. El error medio de
estos limites es menor a un grado. Sin embargo, a lo largo de otras márgenes
oceánicas, no se encuentra una complementariedad similar: por ejemplo, en el
cinturón que circunvala el Pacifico o en el sector de Myanmar (Birmania). Estos
puntos de discrepancia subrayan una característica de los bordes continentales
señalada por el geólogo vienés Eduard Suess, hacia 1880. Reconoció un "tipo
atlántico"de margen, identificado por el truncado abrupto de antiguas cadenas
montañosas y por estructuras hendidas de "tipo pacifico", marcado por montañas
dispuestas en cordilleras paralelas, por líneas de volcanes y por terremotos
frecuentes. Para muchos geólogos, las costas de tipo pacífico parecen estar
localizadas donde los geosinclinales se deforman y se elevan para formar
montañas.
Historia del pensamiento geológico.
Los pueblos antiguos consideraban muchas características y procesos geológicos
como la obra de dioses. Observaban el entorno natural con miedo, admiración y
como algo peligroso y misterioso. Asi, los antiguos sumerios, babilonios y otros
pueblos, pese a realizar descubrimientos notables en matemáticas y astronomía,
erraban en sus investigaciones geológicas al hacer una simple interpretación
personal de los procesos geológicos. Las leyendas irlandesas, por ejemplo,
sugerían que los gigantes eran responsables de algunos fenómenos naturales,
como la formación por meteorización de las columnas basálticas conocidas ahora
como el Camino de los Gigantes. Estos mitos también eran corrientes en las
civilizaciones del Nuevo Mundo; por ejemplo, los pueblos indígenas americanos
pensaban que los surcos en los flancos del que se llego a conocer como la Torre
del Diablo en Wyoming eran las huellas de las garras de un oso gigante. Otras
culturas como los mixtecos (Méjico), sostienen en sus tradiciones que sus dioses
titulares los guiaron a la zona montañosa de Oaxaca, Guerrero y Puebla, de donde
emergieron las primeras dinastías.
De la antigüedad a la edad media.
De modo similar, en la Grecia y Roma antiguas, muchos de los dioses estaban
identificados con procesos geológicos. Por ejemplo, las erupciones volcánicas de
Sicilia eran atribuidas a Vulcano. Se atribuye al filósofo griego Tales de Mileto del
siglo VI a. c., la primera ruptura con la mitología tradicional. Consideraba los
fenómenos geológicos como sucesos naturales y ordenados que pueden ser
estudiados a la luz de la razón y no como intervenciones sobrenaturales. El
filósofo griego Democrito hizo progresar esta filosofía con la teoría según la cual
toda la materia se componía de átomos. Basándose en esta teoría, ofreció
explicaciones racionales de todo tipo de procesos geológicos: los terremotos, las
erupciones volcánicas, el ciclo del agua, la erosión y la sedimentación. Sus
enseñanzas fueron expuestas por el poeta Lucrecio es su poema Sobre la
naturaleza de las cosas. Aristóteles, uno de los filósofos de la naturaleza más
influyente de todos los tiempos, descubrió en el siglo IV a. c. que las conchas
fósiles encajadas en estratos de roca sedimentaria eran similares a las
encontradas en las playas. Con esta observación supuso que las posiciones
relativas de la tierra y del mar habían fluctuado en el pasado y comprendió que
estos cambios requerían grandes periodos de tiempo. Teofrasto, discípulo de
Aristóteles, contribuyo al pensamiento geológico escribiendo el primer libro de
mineralogía. Se llamaba Sobre las piedras, y fue la base de la mayoría de las
mineralogías de la edad media y de épocas posteriores.
El renacimiento.
El renacimiento marcó el verdadero inicio del estudio de las ciencias de la Tierra;
la gente empezó a observar los procesos geológicos mucho más que los griegos
clásicos lo hicieron. Si Leonardo da Vinci no fuera conocido como pintor o
ingeniero, los seria como pionero de la ciencia natural. Se dio cuenta, por ejemplo,
de que los paisajes están esculpidos por fenómenos de erosión, y de que las
conchas fósiles de las piedras calizas de los Apeninos eran los restos de
organismos marinos que habían vivido en el fondo de un mar antiguo que debía de
haber cubierto Italia.
Después de Leonardo, el filósofo de la naturaleza Bernard Palissy escribió sobre
la naturaleza y el estudio cientifico de los suelos, de las aguas subterráneas y de
los fósiles. Los trabajos clásicos sobre minerales de este periodo fueron escritos,
sin embargo, por Georgius Agricola, un alemán experto en minería que publico De
Re Metallica (1556) y De Natura Fossilliun(1546). Agricola recopilo los desarrollos
más recientes de geología, minerologia, minería y metalurgia de su época; sus
trabajos fueron traducidos con gran interés al resto de las lenguas más
universales.
Siglo XVII
Niels Stensen, un danés – más conocido por la versión latina de su nombre,
Nicolaus Steno- sobresale entre los geocientificos del siglo XVII. En 1669
demostró que los ángulos interfaciales de los cristales de cuarzo eran constantes,
con independencia de la forma y del tamaño de los cristales y que, por extensión,
la estructura de otras especies cristalinas también sería constante. Así, al llamar la
atención sobre el significado de la forma de los cristales, Steno sentó las bases de
la ciencia de cristalografía. Sus observaciones sobre la naturaleza de los estratos
de roca le llevaron a formular la ley de la superposición, uno de los principios
básicos de la estratigrafía.
En 1785, Hutton introdujo el concepto de uniformitarismo según el cual la historia
de la tierra puede sé interpretada sirviéndose sólo de los procesos geológicos
oridinarios conocidos por los observadores modernos. Pensó que muchos de
estos procesos, actuando de manera muy lenta como lo hacen ahora, tardarían
millones de años en crear los paisajes actuales. Esta teoría contradecía todas las
opiniones teológicas de su tiempo que consideraban que la Tierra tendría unos
4000 años. Los antagonistas de Hutton, liderados por el naturalista francés
Georges Cuvier, creían que los cambios bruscos y violentos –catástrofes naturales
como inundaciones y sísmos –eran los responsables de las características
geológicas terrestres. Por esta razón se les denominaban catastrofistas.
Siglos XVIII y XIX.
El pensamiento geológico del siglo XVIII se caracterizo por los debates entre
escuelas opuestas. Los plutonistas, que proponían que todas las rocas de la Tierra
se solidificaron a partir de una masa fundida y que luego fueron alteradas por otros
procesos, se oponían a los neptunistas, cuyo principal exponente fue el geólogo
alemán Abraham Gottob Werner. Wener proponía que la corteza terrestre
consistía en una serie de capas derivadas de material sedimentario depositadas
en una secuencia regular por un gran océano, como en las capas de una cebolla.
Por el contrario, el geólogo escocés James Hutton y los plutonistas, como eran
llamados sus seguidores, distinguían las rocas sedimentarias de las intrusivas de
origen volcánico.
En las colonias de América del Norte, el conocido topógrafo, delineante y
cartógrafo Lewis Evans había hecho notables contribuciones al saber geológico de
América antes del influyente trabajo de Lyell. Para Evans era evidente que la
erosión de los ríos y los depósitos fluviales eran procesos que habían ocurrido en
el pasado. Además, a lo largo de su trabajo, apareció el concepto de ISOSTASIA.
TEORÍA DE LA ISOSTASIA
La gravedad juega un rol fundamental en la dinámica de la tierra. En el sistema
hidrológico, el flujo o desplazamiento del hielo (glaciares), el agua corriente
superficial (ríos) y la subterránea (napas y nivel freático), está regulado por la
fuerza gravitatoria. En el sistema tectónico, los alzamientos y hundimientos de la
corteza (movimientos verticales de ascensos y descensos de la superficie
terrestre), que se combinan con los movimientos horizontales de las placas, son
muchas veces controlados por la gravedad.
La gravedad está íntimamente ligada también a la diferenciación en el interior de
la tierra (estructura interna del planeta), pues ella es la fuerza que controla el límite
reológico o contacto entre la litosfera y la astenosfera (la litosfera, mas fría, rígida
y liviana, flota sobre la astenósfera , mas caliente, blanda plástica (?) y densa).
La teoría de la Isostacia sostiene que los alzamientos y hundimientos continuos
que afectan a corteza como respuesta a la fuerza de la gravedad, tienden a
mantener un balance o equilibrio gravitacional en todo el sistema.
Todo ajuste isostático, esto es la tendencia al punto de equilibrio gravitacional
entre corteza y manto, hace que la primera desplace el manto de acuerdo con su
volumen y densidad y, la fuerza que controla estos ajustes, es la gravedad.
Cualquier cambio en la superficie terrestre, por adición o remoción de material,
causa un ajuste isostático (los relieves montañosos altos tiene raíces profundas en
el manto)
La isostacia está ligada a todos los procesos que modifican la distribución de los
materiales sobre la superficie terrestre, ya que todo tipo de carga o descarga en la
superficie produce movimientos verticales de la litósfera
El concepto de isostacia es fundamental para estudiar los rasgos mayores de la
corteza, como son los continentes, las cuencas oceánicas y las cadenas de
montañas y, por consiguiente, para comprender la respuesta de la corteza a la
erosión, sedimentación y glaciación. Esto significa que el ajuste isostático está
envuelto en casi todos los procesos exógenos
Siglo XX
Los avances tecnológicos de este siglo han suministrado herramientas nuevas y
sofisticadas a los geólogos y les han permitido medir y controlar los procesos
terrestres con una precisión antes inalcanzable. En su teoría básica, el campo de
la geología experimento una gran revolución con la introducción y el desarrollo de
la hipótesis de la tectónica de placas que establece que la corteza de la Tierra se
divide en varias placas que se mueven, chocan o se alejan en intervalos
geológicos.
Se considera ahora que las placas grandes empiezan en dorsales oceánicas y de
otros tipos, llamados centros de extensión, y se mueven hacia fosos submarinos, o
zonas de subduccíón, donde la materia de la corteza desciende de nuevo. Los
lugares de la Tierra donde se producen los grandes terremotos tienden a situarse
en los limites de estas placas sugiriendo que la actividad sísmica puede
interpretarse como el resultado de movimientos horizontales de éstas.
Fue apoyada más tarde por la exploración de las profundidades marinas, gracias a
la cual se obtuvieron pruebas de que el fondo marino se extiende creando un flujo
de corteza nueva en las dorsales oceánicas. El concepto de la tectónica de placas
se ha relacionado desde entonces con el origen y el crecimiento de los
continentes, con la generación de corteza continental y oceánica y con evolución
temporal. De esta forma, los geólogos del siglo XX (Hess) han desarrollado una
teoría para unificar muchos de los procesos más importantes que dan forma al
Tierra y sus continentes.
TEORÍA DE LA TECTONICA DE PLACAS
La teoría de la Tectónica de Placas ha integrado en un esquema unificado y
relativamente simple, una gran variedad de observaciones geofísicas y geológicas.
Desde el punto de vista geofísico, la unidad de comportamiento mecánico lo forma
la Litosfera y no la corteza sola. La Litosfera esta formada por los primeros 100
Km., incluyendo la corteza y parte del manto superior. El límite inferior de la
Litosfera corresponde a una isoterma de 1300 °C aproximadamente.
La Litosfera se comporta como una unidad rígida en contraste con la capa
subyacente, la Astenósfera, capa débil y en estado de semifusión. Esta capa
permite que la Litosfera se desplace sobre ella a velocidades que varían entre 210 cm/año. La Litosfera está dividida en una serie de placas que incluyen parte de
la corteza continental y oceánica, siendo 6 las más importantes (Fig.1): Pacífico,
América, Euroasia, India, Africa y Antártida. A estas últimas hay que añadir las
placas menores de Nasca, Cocos, Filipinas, Caribe, Arabia, Somalia y Juan de
Fuca. Algunos autores consideran, además, la existencia de subplacas que
pueden no ser del todo independientes.
FIGURA 1
Aunque existen una gran variedad de placas, los tipos de contactos o fronteras
entre ellas son únicamente tres: márgenes de extensión (divergencia), márgenes
de subducción (convergencia) y márgenes de transformación (deslizamiento
horizontal)(Fig.2). En los márgenes de extensión, las placas se separan una de la
otra, surgiendo en el espacio resultante una nueva Litosfera. En los márgenes de
subducción, una placa se introduce en el manto por debajo de otra, produciéndose
la destrucción de una de las placas. En los márgenes de fractura, las placas se
deslizan horizontalmente, una con respecto a la otra sin que se produzca la
destrucción de las mismas.
FIGURA 2
SUBDUCCIÓN.- Márgenes en donde las placas convergen unas con otras. Este
movimiento permite que una de las placas se introduzca debajo de la otra, siendo
consumida por el manto. En este proceso se puede distinguir tres tipos de
convergencia de placas: Continental - Continental (Placa de la India y Euroasia),
Continental - Oceánica (Placa de Nasca y Sudamérica) y Oceánica - Oceánica
(Placa de Nueva Guinea). El indicio más importante del contacto de placas lo
constituye la distribución del foco de los terremotos en profundidad. Estos focos se
distribuyen en profundidad formando distintas geometrías para el contacto de las
placas (desde la superficie hasta 700 Kms. de profundidad) con ángulos desde la
horizontal del orden de 45° y que se denominan zonas de Benioff.
Es obvio que en las zonas de subduccíón se produzcan terremotos o fenómenos
asociados al vulcanismo. ¿Pero es capaz la geología de predecir con exactitud
cuando y como se producirá algún tipo de estos fenómenos?. Siempre que
hablamos de hacer predicciones, lo primero que se nos viene a la cabeza, es la
imagen de un señor mirando a una bola de cristal o interpretando los posos que
deja el café en una taza. La forma de predicción que tiene la Geología esta
basada en las matemáticas y en la informática. Pero ¿son estas herramientas
fiables para realizar predicciones? ¿cuáles son las verdaderas funciones de la
matemática y de la informática hoy en día?, ¿qué papel juega la sismología en la
Geología?.
III.- SISMICIDAD.
Todos los movimientos que tiene lugar en la corteza terrestre se deben a las
corrientes convectivas del manto superior. Cuando las corrientes asciende forman
grandes cordilleras submarinas de origen volcánico, por donde el material ígneo
sale continuamente. Cuando las corrientes descienden en las zonas de
subducción hay choque de placas por lo que se forman fosas submarinas,
plegamientos costeros y sismos de gran intensidad. Las zonas de subducción son
zonas de vulcanismo activo y alta sismicidad, por lo que son de alto riesgo.
La teoría de la tectónica de placas o de la deriva continental intentan explicar el
origen de los sismos. Su autor, Alfred Wegener (meteorólogo) la propuso a
principios de siglo, aunque no fue tomada en serio por algunas incongruencias en
la lógica de la misma. Con la tecnología satelital, la sismología pudo avanzar
enormemente, ya que pudieron calcularse con gran exactitud las distancias entre
los continentes y los movimientos de los mismos a través de sus placas
correspondientes. Recientemente, la teoría de Wegener ha sido rescatada. A partir
de la misma se dice que, hace unos 200 millones de años, los continentes
formaban uno solo, denominado Pangea, que por alguna razón se fracturó y sus
partes se desplazaron en direcciones opuestas, a una velocidad entre 1 y 10 cm
por año hasta llegar a su posición actual. Las placas que constituyen la corteza
terrestre o litósfera son las de Norteamérica, Sudamérica, el Pacífico,
Euroasiática, Indoaustraliana, China, Antártica, Africana, Arábiga, Filipina, de
Cocos, de Nasca, del Caribe, Iraní y Helénica. En aquellas zonas donde la
litósfera tiene un espesor muy breve en el fondo de los océanos- el magma bajo
presión y en estado líquido fluye hacia la superficie a través de discontinuidades
de las placas. Esto da pie a diversos fenómenos que incluyen la transformación de
una parte de la litósfera en magma o la formación de cadenas montañosas cuando
entran en contacto dos placas continentales que se mueven en direcciones
opuestas. Cuando el movimiento de dos placas continentales lleva un mismo
sentido, una de ellas se desliza sobre la otra (fenómeno de subducción), sin la
creación o destrucción de la litósfera. Tal es el caso de la Falla de San Andrés en
California. Pero la fricción que se produce entre dos placas no ocurre en forma
suave sino brusca, ya que las rocas que las forman se atoran entre sí. Cuando
éstas se destraban, rompiéndose, hay una liberación súbita de energía elástica,
provocando un rápido deslizamiento de tierra y las ondas sísmicas resultantes.
Dicha zona es la que se denomina foco o hipocentro El foco es el punto exacto
donde se origina un sismo, debajo de la superficie terrestre y, generalmente, a
unos pocos kilómetros de profundidad. Es el punto en la profundidad de la Tierra
desde donde se libera la energía en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de
ella (hasta 70 Km. de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70
y 300 Km. se denomina intermedio y si es de mayor profundidad (recordemos que
el centro de la Tierra se ubica a unos 6.370 Km. de profundidad) profundo.
Su proyección en la superficie, se conoce como el epicentro y es la proyección del
foco a nivel de tierra, Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el
hipocentro. Es, desde luego, la localización de la superficie terrestre donde la
intensidad del terremoto es mayor. A mayor longitud afectada, mayor energía
liberada que producirá ondas sísmicas en la corteza terrestre capaces de recorrer
grandes distancias.
Actualmente existe una nueva rama de esta ciencia llamada Paleosismología que
estudia, precisamente, los sismos prehistóricos. Aunque se trata de una disciplina
muy joven, no por ello es menos importante. La Paleosismología se lleva a cabo
estudiando los sedimentos y capas de zonas lacustres y caminos fluviales y trata
de desentrañar el tipo de movimientos telúricos que han dejado sus huellas en la
corteza terrestre, ayudando a entender el fenómeno sísmico entero y su influencia
en nuestro entorno actual.
PERO ¿QUÉ ES UN SISMO?.
Puede definirse como una vibración de la tierra, producida por causas tan diversas
como los acomodamientos de la corteza terrestre, las erupciones volcánicas, el
desplome de cavernas subterráneas o minas, el choque de objetos pesados
contra la superficie, explosiones, deslizamientos en montañas, etc. Si el
movimiento telúrico es de magnitud 1 a 7.9 en la escala de Richter, se le conoce
como temblor, pero si alcanza o supera los 8 grados, entonces se le denomina
terremoto, aunque a todos se les llama genéricamente sismos o seísmos y, desde
luego, la ciencia que los estudia es la sismología. Los maremotos tienen su origen
en los océanos y son comúnmente la causa de grandes y destructivas olas o
tsunamis, nombre que les fue dado en el Japón. Con todo, el origen más común
de los sismos que afectan a las grandes comunidades humanas se encuentra en
la subducción de las placas tectónicas que, al atorarse entre sí, provocan una gran
tensión elástica que sólo podrá liberarse a través de la violenta ruptura del punto
de mayor fricción que generará vibraciones sísmicas.
3.1.- CLASIFICACIÓN DE LOS SISMOS.
Por su origen en volcánicos, tectónicos y corticales
Por su magnitud e intensidad en microsismos (temblores) y macrosismos
(terremotos).
Antiguamente, por la dirección del movimiento se les dividía en oscilatorios
(horizontales) y trepidatorios (verticales), aunque esta clasificación esta cayendo
en desuso debido a que las vibraciones sísmicas generan movimientos en todas
direcciones.
El tiempo comprendido entre dos terremotos se le llama tiempo de recurrencia y al
lapso de calma (menos sismos y de baja magnitud) en un área donde han ocurrido
macrosismos se le conoce como quietud sísmica. De acuerdo con recientes
investigaciones en el campo de la geología, se ha determinado que es ahí donde
se encuentran los mayores riesgos de terremoto, ya que indican la acumulación de
energía o tensión elástica. Es el criterio que han utilizado diversos organismos
mexicanos dedicados al estudio de los sismos para determinar las áreas de mayor
riesgo en México: La Brecha de Guerrero (cerca de 100 años de acumulación de
energía), la Brecha de Jalisco (aproximadamente 70 años) y la Brecha de Chiapas
(con más de 300 años). Por su parte y de acuerdo con información proporcionada
por el SAS (Sistema de Alerta Sísmica), una brecha sísmica es la zona geográfica
donde no se han producido sismos de 7 ó más grados en la escala de Richter por
un largo periodo de tiempo (50 años o más).
3.2.- ZONAS SÍSMICAS.
Existen dos franjas que abarcan la totalidad de las zonas epicentrales que son el
Cinturón Circumpacífico y el Cinturón Alpino.
El primero incluye México, Estados Unidos, Canadá, Alaska, Japón,
Centroamérica, Colombia, Ecuador, Perú, Chile, las islas Filipinas y Nueva
Zelanda. Es en esta zona donde se libera entre 80 y 90 por ciento de la energía
sísmica anual de la Tierra.
El Cinturón Alpino comprende las islas Azores, el extremo occidental de Europa y
África, el Mediterráneo, la península Ibérica, el norte de África, Italia, Grecia,
Rumania, Yugoslavia, Irán, Irak, Turquía, India, China, Sumatra, Indonesia y
Nueva Guinea. Aunque la energía liberada aquí es menor que en el Pacífico, a lo
largo de los años ha producido devastadores terremotos, como el ocurrido en
China en 1976, donde murieron más de 650 mil personas.
3.3.- CAUSAS Y EFECTOS DE LOS SISMOS
Al cascaron interior de aproximadamente 100 km (formado por la corteza y el
manto) se le denomina litosfera, esta litosfera se comporta como un cuerpo sólido
flotando sobre un liquido, esta placa sólida tiene movimientos permanentes porque
se esta generando nueva litosfera de manera constante
La siguiente figura permite ilustrar la mecánica de la falla de un sismo de origen
tectónico
El movimiento de la litosfera no es continuo, sino que súbitamente se generan
movimientos, lo que provoca la existencia de los sismos. Al tipo de sismo que se
origina al penetrar una placa por debajo de otra se le conoce como "Sismo de
Subducción" este tipo de sismos son los que se presentan en México, en la zona
de Michoacán, Guerrero y Oaxaca. Al existir contacto entre las placas se genera
energía que se libera súbitamente provocando los sismos tectónicos de
subducción.
3.4-. TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS.
Al presentarse un sismo se generan diferentes tipos de ondas que pueden
clasificarse en:
a)Ondas de Cuerpo.- Las ondas de cuerpo son las que se propagan en el interior
del medio y se clasifican en ondas S (Cortantes) y ondas P (Compresionales).
Las ondas P son las que tienen mayor velocidad de propagación y son las que
arriban primero a un sitio dado; normalmente estas ondas "P" avanzan a una
velocidad de entre 2 km/s y 6 km/s dependiendo del tipo de roca.
b)Ondas de Superficie
Las ondas de superficie se generan por la discontinuidad del medio en la
superficie y también se dividen en ondas:
Rayleigh y Love
3.5.- APARATOS DE REGISTRO.
Los aparatos mas usados para el registro de los movimientos sísmicos son:
a)Sismógrafos .- Los sismógrafos son aparatos que sirven para registrar
desplazamientos del terreno y son los aparatos que se desarrollaron a principios
del siglo. Las gráficas que proporcionan estos aparatos se les denomina
sismogramas
La definición de cual es la onda P y cual es la onda S en un sismograma es una
especialidad (sismología)
Los sismógrafos registran continuamente el movimiento en un tambor de registro
en papel, su uso esta ya muy limitado y ha sido sustituido por el acelerógrafo
b)Acelerógrafos .- El acelerógrafo es un aparato que registra aceleraciones en
forma digital (discos magnéticos ), no registran continuamente ya que tienen una
aceleración definida para empezar a registrar el movimiento. Las estaciones
donde se ubican estos aparatos de medición se les denomina "Estaciones
sismológicas" . Estas estaciones sismológicas proporcionan información muy
importante entre la que destaca:
• Ubicación del epicentro
• Magnitud del evento (sismo) (Escala de Richter)
• Duración del sismo
• Aceleración máxima registrada del sismo
•
Entre las estaciones sismológicas mas destacadas en México están las de
Tacubaya y la de la UNAM, las cuales están conectadas a otras estaciones
sismológicas del mundo. Además de ubicarse en estaciones sismológicas , los
acelerógrafos pueden localizarse en puntos de interés, como son edificios,
puentes, presas etc.. Es importante localizar estos aparatos en las estructuras
para ver su comportamiento durante los sismos.
Magnitud de un Sismo
El concepto magnitud fue propuesto por Charles Richter en 1935, al definir la
magnitud local de un sismo en función de la amplitud máxima registrada (A) , en
un aparato ubicado a 100 km de distancia del epicentro
Para medir la magnitud de un sismo se usa la expresión:
M = log10 A + (Factor de corrección por distancia )
Aunque actualmente la expresión anterior se ha sustituido por nomogramas que
relacionan la distancia donde se ubica el epicentro y la amplitud del movimiento,
obteniéndose de esta manera la magnitud.
Magnitud en la Escala Richter.
Representa la energía sísmica liberada en cada terremoto y se basa en el registro
sismográfico. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de
manera que cada punto de aumento puede significar un aumento de energía diez
o más veces mayor . Una magnitud 4 no es el doble de 2, sino que 1000 veces
mayor.
Menos de 3.5.- Generalmente no se siente, pero es registrado
De 3.5 - 5.4.- A menudo se siente, pero sólo causa daños menores
De 5.5 - 6.0.- Ocasiona daños ligeros a edificios
De 6.1 - 6.9.- Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.
De 7.0 - 7.9.- Terremoto mayor. Causa graves daños
Intensidad en Escala de Mercalli (Modificada en 1931 por Harry O. Wood y Frank
Neuman).
Creada por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros
sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la
sensación percibida por la gente. Los grados no son equivalentes con la escala de
Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una
Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo.
Grado I
Grado II
Grado III
Grado IV
Grado V
Grado VI
Grado VII
Grado IX
Grado X
Grado XI
Grado XII
Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables
Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de
los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.
Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los
edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor
estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un
carro pesado. Duración estimable
Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el
exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y
puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio,
los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.
Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla,
vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen
objetos inestables . Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos.
Se detienen de relojes de péndulo.
Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera.
Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño
en chimeneas. Daños ligeros.
Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen
diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños
considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por
las personas conduciendo vehículos en movimiento.
Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras
bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial.
Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías
subterráneas se rompen.
Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las
estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento
considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos
en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus
márgenes.
Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas
en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y
derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas.
Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel
(ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.
3.6.- SISMICIDAD EN MÉXICO.
Los Estados Unidos Mexicanos están ubicados dentro del Cinturón Circumpacífico
y dentro del Cinturón de Fuego del Pacífico (que se refiere a los volcanes
ubicados en el Pacífico). México es sacudido con frecuencia por sismos de
magnitud considerable, causados generalmente por deslizamientos de la Placa de
Cocos por abajo de la Placa de Norteamérica. Este movimiento de subducción se
genera principalmente frente a las costas de los estados de Chiapas, Oaxaca,
Guerrero, Michoacán, Colima y Jalisco. Un sismo de subducción se produce
después de que una sección de una de las placas continentales se atora con otra;
al romperse las rocas trabadas, se deshace la tensión generada y la tierra se
sacude. Es como jalar un poste flexible clavado en tierra y luego soltarlo.
La falla de San Andrés afecta los estados de Baja California y la parte norte de
Sonora.
En México, la geografía ha realizado una clasificación de todas las entidades de la
república, de acuerdo a su proclividad a la actividad sísmica. De esta manera
tenemos que según el grado de ocurrencia de estos fenómenos naturales, hay 3
regiones principales:
1.- Sísmica .- Se localiza al Sur de la Sierra Volcánica Transversal. Es
caracterizada por el gran número e intensidad de sismos comprende los estados
de Guerrero, Oaxaca, Chiapas, Colima, Jalisco, Distrito Federal, Estado de México
y Puebla);
2.- Penisísmica- Está al norte de la Sierra Volcánica Transversal y sigue a lo largo
de la Sierra Madre Occidental. Los sismos son más leves y menos frecuentes,
como en los estados de San Luis Potosí y Guanajuato.
3.- Asísmica.- Donde raramente o nunca ocurre un movimiento telúrico. como la
península de Yucatán y Nuevo León. Corresponde a las llanuras Boreales y
Penínsulas de Baja California y Yucatán. Los sismos son excepcionales. Los
principales y más numerosos focos sísmicos se encuentran en “trinchera
Centroamericana”, abarca desde Jalisco hasta Chiapas y se prolonga a América
Central.
Sin embargo, el territorio mexicano también es azotado por sismos de tipo
volcánico, según consta en los antiguos códices prehispánicos y en la experiencia
vivida a finales de los años 80 en el estado de Chiapas, cuando hizo erupción el
volcán Chichonal, causando movimientos telúricos muy fuertes que, incluso,
provocaron el derrumbe de algunas viviendas. Los sismos son impredecibles, ya
que no se cuenta con algún mecanismo que pueda detectar con precisión las
zonas donde habrá una liberación de energía elástica, ni su magnitud. Sólo queda
tener la conciencia de que seguirán ocurriendo y de que tenemos que estar
preparados y prevenidos, en caso de que habitemos alguna zona sísmica. Para
ello, en algunos países se han implantado los sistemas de alerta temprana.
Uno de ellos se encuentra ya en funcionamiento para la Ciudad de México y el
valle de Toluca. Se denomina Sistema de Alerta Sísmica (SAS) y es capaz de
brindar por medio de la radio y la televisión, un aviso de entre 50 y 70 segundos
previo a la llegada de un macrosismo de 6 grados o más en la escala de Richter,
producido en la Brecha de Guerrero; actualmente se instala un sistema análogo
para la capital de Oaxaca, que recibiría la señal radiada con 20 ó 30 segundos de
antelación y es conocido ya como Sistema de Alerta Sísmica de Oaxaca (SASO).
También existen dispositivos electrónicos, capaces de detectar las ondas P o
primarias, que preceden a las destructivas ondas S, como Quake Alarm, Quake
Awake y, supuestamente, otras como Quake guard/alert y Mr. Quake. Pero sobre
todo, debemos saber como reaccionar ante la ocurrencia de un movimiento
telúrico, para no caer presas del pánico, es un ejercicio muy difícil, porque va
contra la naturaleza y biología humana, pero es la razón que ha de imponerse a
los instintos si queremos salvar el mayor número de vidas, incluida la propia. Una
cultura de prevención es lo único que nos puede otorgar seguridades en un mundo
donde la tierra firme es sólo un sueño.
Una de las formas para conocer la evolución de las cosas es conocer su edad y el
tiempo en que suceden, de tal manera que para conocer la evolución de la tierra
se registró en una Escala Geológica.
IV.- ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO
Para poder ordenar las capas de roca que han aflorado alrededor de todo el
planeta, fue necesario considerar los eventos biológicos y geológicos registrados
en estas, aplicando la “Ley de la superposición”, la cual establece que en una
secuencia normal de capas de rocas, las rocas más recientes siempre se
encuentran arriba de las rocas más antiguas, midiendo el tiempo relativo de las
capas de acuerdo a la posición donde fueron encontradas. En 1896 con el
descubrimiento de la “degradación radioactiva” (los elementos se degradan
perdiendo partículas de su núcleo atómico emitiendo radiación electromagnética
en el proceso) fue posible medir el tiempo geológico absoluto, o sea, el tiempo en
años de las rocas y fósiles.
Con lo anterior se pudo lograr llevar a cabo una tabla donde se establece el
tiempo y los años que tiene la secuencia estratigráfica de las rocas en todo el
mundo y a la cual se le llamó “Escala del tiempo Geológico”.
La escala del tiempo geológico está compuesta por intervalos de tiempo durante el
cual, grupos de rocas similares fueron depositados. Estas unidades de tiempo son
usadas para referirnos a eventos que ocurrieron en el pasado y están ordenadas
de acuerdo a su edad.
La primera división del tiempo geológico dentro de la escala son Eones, cada Eón
está dividido en Eras, las Eras en Periodos y los Periodos en Épocas.
ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO
4.1.- ERA PALEOZÓICA.
Periodo Precámbrico.
700 a 570 m.a. (millones de años)
Se diversifican las esponjas, medusas, cnidarios, anélidos, y surgen los primeros
artrópodos.
1000 a 700 m.a.
Aparecen las primeras plantas y animales multicelulares, están presentes los
estromatolitos y esponjas.
1400 a 1000 m.a.
Origen de células con núcleo: Eucariontes
2000 a 1400 m.a.
Se diversifican las células primitivas
3000 a 2000 m.a.
Primeros estromatolitos
3800 a 3000 m.a.
Origen de la vida, aparición de las primeras células
4600 a 4000 m.a.
Enfriamiento de la Tierra, dando origen a la corteza terrestre.
Periodo Cámbrico
500 a 570 m.a.
El Eon Fanerozoico comienza con la Era Paleozoica y su primera subdivisión, el
Periodo Cámbrico.
Al principio de este periodo ocurre una gran radiación donde aparecen por primera
vez los radiolarios, estromatoporoideos, gasterópodos, bivalvos, ostrácodos,
cefalópodos, artrópodos (trilobites), braquiópodos, cistoideos, graptolitos.
conodontos y equinodermos. Durante este periodo son muy abundantes los
estromatolitos y los trilobites. El Cámbrico termina con una extinción masiva donde
desaparece el 75% de las familias de trilobites, el 50% de las familias de esponjas,
muchos braquiópodos y gasterópodos.
Periodo Ordovícico
430 a 500 m.a.
A pesar de la extinción masiva ocurrida a finales del Cámbrico, muchos grupos
logran recuperarse y son muy abundantes los gasterópodos, cefalópodos,
trilobites, braquiópodos y graptolitos. Aparecen los corales tabulados y rugosos,
los briozoarios, crinoideos, estrellas de mar, estrellas quebradizas, y el primer
vertebrado (ostracodermo) el cual era un pez sin mandíbulas. Comienza la
actividad de las plantas en tierra firme, evento registrado con la aparición de
fósiles de tejido vascular y esporas. El periodo termina con una extinción masiva
donde el 25% de todas las familias de animales desaparecen; los más afectados
fueron las esponjas, braquiópodos, equinoideos y peces.
Periodo Silúrico
395 a 430 m.a.
Se diversifican y son muy abundantes los corales rugosos y tabulados, los
briozoarios, crinoideos y graptolitos. Existen fósiles de psilophytas (plantas
vasculares) pertenecientes a este periodo, las cuales representan la transición
entre algas y verdaderas plantas terrestres. Aparecen los primeros peces con
mandíbulas (acantodianos).
Periodo Devónico
345 a 395 m.a.
Durante este periodo los corales y estromatoporoideos fueron los principales
constructores de arrecifes. Los trilobites continúan decayendo, sin embargo fue en
este periodo de tiempo donde vivieron las especies más grandes (70 cm). Los
braquiópodos alcanzaron su máxima abundancia y diversidad. Los gasterópodos y
artrópodos fueron los primeros animales que colonizaron la tierra firme. Los peces
se convirtieron en los animales dominantes en los océanos; aparecen los
placodermos, tiburones, amonites y anfibios. Las plantas terrestres ya son
abundantes (helechos y licopodios principalmente), pero todavía dependían de un
medio acuático para reproducirse. El periodo termina con una extinción masiva
donde se ven muy afectados los amonites, corales, trilobites, braquiópodos,
briozoarios, crinoideos, peces y anfibios.
¿Por qué los vertebrados buscaron colonizar la tierra firme?
Existen tres posibles respuestas: 1) para comer, ya que había una gran selección
de insectos terrestres al finalizar este periodo; 2) para escapar de los
depredadores acuáticos; y 3) para buscar nuevos ambientes donde vivir. Sin
embargo, los primeros vertebrados que llegaron a la tierra (anfibios) tenían que
regresar al medio acuático para depositar sus huevos, los cuales no tenían una
protección para evitar la deshidratación. No fue hasta el Carbonífero, con la
aparición de los reptiles y al mismo tiempo del huevo amniótico, cuando los
vertebrados fueron totalmente terrestres.
Periodo Carbonífero
280 a 345 m.a.
Aparecen por primera vez los foraminíferos. Los gasterópodos, bivalvos,
braquiópodos, foraminíferos, briozoarios, crinoideos, insectos y anfibios son muy
abundantes durante este periodo; sin embargo, disminuyen los trilobites y corales
rugosos. La mayor parte de la tierra emergida fue ocupada por bosques
pantanosos en los cuales aparecen las coníferas y helechos con semillas, las
plantas alcanzan medidas enormes (hasta 30 metros). En estos pantanos vivieron
los insectos de mayor tamaño como las libélulas gigantes (74 cm); también fueron
muy abundantes los ciempiés, arañas, escorpiones y otros insectos primitivos.
Aparecen los primeros vertebrados capaces de colonizar tierra firme, los reptiles.
Periodo Pérmico
225 a 280 m.a.
Fueron muy abundantes los foraminíferos, amonites, insectos, briozoarios,
braquiópodos y reptiles (principalmente pelicosaurios). Aparecen los reptiles
mamiferoides (terápsidos), los cuales son formas intermedias entre los reptiles y
los mamíferos. Los Ginkos y cícadas aparecen por primera vez, las coníferas son
muy abundantes. Este periodo termina con la extinción masiva más severa de
toda la historia geológica, donde se pierden más del 96% de las especies de
organismos. Todos los invertebrados marinos se vieron afectados, casi todos los
braquiópodos desaparecen; los corales tabulados y rugosos, los trilobites, y
muchas familias de moluscos desaparecen. El 75% de las familias de anfibios y el
80% de las familias de reptiles desaparecen, al igual que muchos grupos de
plantas terrestres.
4.2.- ERA MESOSOICA.
Periodo Triásico
190 a 225 m.a.
La extinción masiva que tuvo lugar al final del Pérmico fue tan severa que al
comenzar el Triásico las formas de vida eran muy diferentes. El periodo Triásico
es el primero de la Era Mesozoica, Era de los reptiles, donde los gasterópodos,
bivalvos, otros moluscos y los reptiles son muy abundantes. Aparecen las
tortugas, lagartijas, los dinosaurios saurisquios, los reptiles marinos (ictiosaurios y
plesiosaurios), y los mamíferos, los cuales eran tan pequeños como ratones y
comían insectos. Al final del periodo ocurre una extinción masiva donde
desaparece el 25% de las familias de animales existentes; los amonites, reptiles y
anfibios disminuyen.
Periodo Jurásico
136 a 190 m.a.
Aparecen los dinosaurios ornitisquios y son muy abundantes junto con los
saurisquios, así como los amonites, cícadas y coníferas. Aparecen los anfibios
avanzados como las ranas y salamandras; también surge el grupo más avanzado
de peces: los teleósteos; un grupo importante de reptiles: los cocodrilos y reptiles
voladores (pterosaurios); también aparecen las aves. El primer fósil de un ave data
del Jurásico tardío, y aunque este dinosaurio con plumas tenía alas, no volaba,
simplemente planeaba de un árbol a otro. Aunque no ocurrió ninguna extinción
masiva al final de este periodo, ciertos grupos de amonites y dinosaurios fueron
reemplazados por formas más avanzadas en el Cretácico.
Periodo Cretácico
65 a 136 m.a.
Aparecen las Angiospermas (plantas con flores) y rápidamente se convierte en la
flora dominante. Los corales, gasterópodos, bivalvos, belemnites, briozoarios,
teleósteos, y los dinosaurios, son muy abundantes durante este periodo, al igual
que los amonites, los cuales son útiles como fósiles índice del Cretácico. Los
rudistas, un grupo de bivalvos, fueron los principales constructores de arrecifes en
las playas del Cretácico. Al final de este periodo ocurre la segunda extinción
masiva más severa de la historia geológica, donde se extinguen los dinosaurios,
los reptiles marinos y voladores, los amonites, los belemnites, y los rudistas; los
demás animales vertebrados e invertebrados que no desaparecieron redujeron en
gran medida el número de sus familias. Ni los peces ni las plantas terrestres
fueron afectados.
4.3.- ERA CENOZOICA
Terciario
1.8 a 65 m.a.
El Terciario es el periodo que marca el inicio de la Era Cenozoica, la Era de los
mamíferos. Muchos de los géneros y especies de invertebrados marinos que
encontramos en la actualidad, vivieron en el Terciario. Los peces teleósteos
continuaron diversificándose al igual que los tiburones, los cuales alcanzaron
tamaños muy grandes. Tuvo lugar una gran diversificación de los mamíferos,
aparecen los primeros caballos, camellos, proboscídeos (poseen una probosis
extendida o nariz), mamíferos carnívoros, y el primer homínido.
Cuaternario
Época reciente a 1.8 m.a.
Durante el Pleistoceno (11 mil años a 1.8 m.a.) los glaciares avanzaron a lo largo
de Norteamérica, Europa y Asia en un proceso que se repitió cuatro veces, el 30%
de la tierra fue cubierta por hielo. A medida que las capas de hielo avanzaban y
retrocedían, la flora y fauna cambiaban provocando la migración de diversos
grupos de mamíferos.
¿Cuándo apareció el hombre?
El primer fósil de un homínido (mamíferos que caminan sobre sus extremidades
posteriores, sus dientes son similares a los de los humanos, y sus manos son
capaces de manipular objetos) fue encontrado en África con una edad de 1 a 4
m.a., era un Australopithecus. De edad Cuaternaria fue encontrado un fósil del
primer homínido avanzado, Homo abilis y Homo erectus; este último se diversificó
en todo el mundo. El fósil más antiguo de nuestra especie, Homo sapiens,
pertenece a un hombre Neandertal (Homo sapiens neanderthalensis), encontrado
en Europa, África y Asia en depósitos que datan de 150,000 a 35,000 años; estos
fósiles fueron encontrados asociados a diversas herramientas. Homo sapiens
sapiens, el humano moderno, remplazó al Neandertal en Europa hace 35,000
años.
ESCALA GEOLÓGICA DEL TIEMPO
Era
Cenozoica
Período
Cuaternario
Terciario
Época
Duración en millones de años
Pleistoceno
0.025
1
reciente
1
Plioceno
9
Mioceno
15
Oligoceno
Eoceno
Paleoceno
Mesozoico
Cretácico
Jurásico
Triásico
Paleozoica
Carbonífero
Precámbrico
Proterozoica
Arqueozoica
Pérmico
Pensilvanico
Misisipiano
Devónico
Silúrico
Ordovísico
Cámbrico
15
20
15
65
25
35
30
20
30
40
35
65
100
3000
75
125
325
2500
Como se puede apreciar, la Geología se vale de otras ciencias para formular sus
postulados, tesis. Etc. Entre las disciplinas científicas que escoge la geología para
proseguir su labor de investigación se encuentra, como no, la matemática y la
informática. De todos es sabido, que actualmente la Geología sirve de referencia o
de consulta para reafirmar los postulados de otras ciencias (Paleontología,
Hidrología, Medio Ambiente, etc.) e incluso es capaz de prevenir futuras
catástrofes.
V.- MINERALES.
Ahora que ya conocemos la constitución interna y externa de nuestro globo
terráqueo, procederemos a estudiar la corteza terrestre, que es en donde
realmente vivimos y trabajamos con los materiales de ella. Sabemos que la
corteza terrestre esta constituida por Rocas y a la vez esta por minerales pero
¿Que son Los Minerales?.
5.1.- MINERALES
Un mineral es un sólido inorgánico natural que posee una estructura interna
ordenada y una composición química definida. Existen en la tierra alrededor de
4000 minerales cada uno de los cuales esta definido por su composición química y
su estructura interna. Un mineral esta compuesto por átomos químicamente
unidos en una disposición ordenada formando una estructura cristalina concreta.
La disposición ordenada se observa en objetos de formas regulares llamados
cristales. La estructura cristalina esta dada por la carga de los iones y por su
tamaño.
Los minerales son edificaciones de bloques de rocas. Son materiales sólidos y,
como toda materia, están hechos de átomos de elementos. Existen muchos
diferentes tipos de minerales y cada uno está hecho de diferentes tipos de átomos.
Los átomos se encuentran unidos y se alinean de una manera especial llamada,
enrejado de cristales o red de átomos. El enrejado de átomos es lo que le da al
mineral su formal de cristal.
Los minerales, son los elementos constitutivos de las rocas, es decir, todas las
rocas que constituyen la corteza terrestre están formadas por minerales, por lo
que de acuerdo con su procedencia tenemos minerales de rocas ígneas,
minerales de rocas sedimentarias y minerales de rocas metamórficas.
El estudio de los minerales constituye una importante ayuda para la comprensión
de cómo se han formado las rocas. La síntesis en laboratorio de las variedades de
minerales producidos por presiones elevadas está contribuyendo a la comprensión
de los procesos ígneos que tienen lugar en las profundidades de la litosfera.
Los minerales se pueden clasificar según su composición química, tipo de cristal,
dureza y apariencia (color, brillo y opacidad). En general, los minerales son
sustancias sólidas, siendo los únicos líquidos el mercurio y el agua.
Los depósitos de minerales metálicos de valor económico y cuyos metales se
explotan se denominan yacimientos.
El petroleo y el carbón que se forman por la descomposición de la materia
orgánica, no son minerales en sentido estricto.
5.2.- PROPIEDADES DE LOS MINERALES.
Dureza: Es una propiedad que mide la facilidad con que se puede rayar la
superficie de un mineral. El diamante es el mineral mas duro conocido, este puede
rayar el vidrio y el cuarzo. En 1822 Friedrich Mohs invento la escala de durezas,
basada en la habilidad de un mineral para rayar otro. El menos duro es el talco y él
mas duro el diamante.
Generalmente los enlaces covalentes formaran minerales más duros que los
enlaces iónicos. La dureza de un mineral depende principalmente del tipo de
enlace que exista entre sus átomos. La estructura cristalina que posea el mineral
también hace variar la dureza, esta estructura dependerá principalmente de tres
factores
1).- El tamaño de los átomos: Una menor distancia entre los átomos hace mayor la
atracción electrónica entre ellos.
2).- La Carga: La diferencia de carga entre los iones determinara la atracción entre
estos
3).- El arreglo atómico: Cuanto más cerrado sea el empaquetamiento entre los
átomos e iones mas duro será él mineral.
A continuación se muestra la: TABLA DE MOHS.
1.-Talco
2.- Yeso
3.- Calcita
4.- Fluorita
5.- Apatita
6.- Ortoclasa
7.- Cuarzo
8.- Topacio
9.- Corindón
10.- Diamante
Clivaje (exfoliación): Es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de una
superficie plana. El término es usado para describir el arreglo geométrico
producido por su rompimiento. El clivaje varía inversamente a la fuerza del enlace.
Si los enlaces son fuertes el clivaje será malo y si el enlace es débil el clivaje será
bueno. Generalmente en los enlaces iónicos el clivaje es mejor que en los enlaces
covalentes. El número de planos y patrones del clivaje es identificado en muchos
minerales. La muscovita tiene un solo plano del clivaje pero la calcita y la dolomita
tiene tres direcciones de clivaje. La estructura cristalina determina los planos del
clivaje y las caras del cristal. En cristales con poco clivaje es posible que dicho
clivaje corresponda a las caras del cristal. Las caras están formadas a lo largo de
numerosos planos definidos por columnas de átomos e iones. El clivaje ocurre a lo
largo de esos planos.
Peso especifico: Cada mineral tiene un peso definido por centímetro cúbico; este
peso característico se describe generalmente comparándolo con el peso de un
volumen igual en agua; el número resultante es lo que se llama peso específico
del mineral. El peso específico de un mineral aumenta con el número atómico de
la masa de los elementos que lo constituyen y con la proximidad o compacidad
con que estén arreglados en la estructura cristalina.
Color: Aunque el color no es una propiedad segura para la identificación de la
mayoría de los minerales, se le usa en ciertas distinciones de carácter general.
Por ejemplo los minerales ferrosos, por lo común son de color oscuro que puede
ser gris oscuro, verde oscuro y negro. Los minerales que contienen aluminio son
de color claro, que puede incluir el púrpura, rojo profundo, amarillo y algún tono
café.
Brillo: Se refiere al aspecto de la luz reflejada por un mineral. Minerales con
aspecto de metal se dice que tienen brillo metálico independiente del color que
posean. Los parcialmente metálicos son submetálicos. Los minerales de brillo nometálico pueden ser de brillo vítreo, perlado, sedoso, resinoso o terroso.
Raya: La raya de un mineral es el color que este presenta cuando se pulveriza
finamente. Puede ser rayada una cerámica blanca con el mineral y el polvo que
deja puede ser muy diferente del color del ejemplar de mano. Por ejemplo la
hematita puede ser de color café, verde o negro, pero la raspadura siempre tiene
un color café rojizo.
Fractura: Cuando los minerales no poseen clivaje entonces poseen fractura. La
mayoría se rompen en superficies irregulares, pero también pueden romperse en
curvas lisas (fractura concoide) o en astillas.
Propiedades Químicas de los Minerales
En algunos casos es preciso recurrir al análisis químico para diferenciar los
minerales e identificarlos; según este punto de vista, los minerales se clasifican en:
elementos nativos, es decir, que aparecen en estado puro en la naturaleza (oro,
plata, platino, cobre), óxidos (bauxita, limonita), sulfuros (galena, cinabrio,),
carbonatos (malaquita), silicatos (garnierita), etc.
Estas propiedades dependen de la composición química, así como de la
disposición de los átomos y del tipo de enlace que los unan.
Elementos nativos
Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los
átomos de otros elementos como por ejemplo oro, plata, cobre, azufre, diamante
etc.
Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo
con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están
combinados con iones positivos.
Sulfuros.- En este grupo se encuentran incluidos los compuestos de selenio,
arsenurios, telururos, antimoniuros y compuestos de bismuto. Los sulfuros se
distinguen con base en su proporción metal-azufre. Ejemplos son galena PbS,
esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S.
Haluros.- Los aniones característicos son los halógenos Fluor, Cloro, Bromo, los
cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia,
por ejemplo. halita NaCl, silvinita KCl, fluorita CaF2.
Óxidos e Hidróxidos.- Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como
anión. Por ejemplo. cuprita Cu2O, corindón Al2O3, hematita Fe2O3, cuarzo SiO2,
rutilo TiO2, magnetita Fe3O4.
Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidróxido (OH-) o moléculas de
H2O-, por ejemplo. limonita FeOOH, goethita FeOOH, lepidocrocita FeOOH.
Carbonatos - El anión es el radical carbonato (CO3)2-, por ejemplo. calcita CaCO3,
dolomita CaMg(CO3)2, malaquita Cu2[(OH)2/CO3].
Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos - En los sulfatos el anión es el
grupo (SO4)2- en el cual el azufre tiene una valencia 6+, por ejemplo en la barita
BaSO4, en el yeso CaSO4.2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo wolframato (WO4)4-, por ejemplo. scheelita
o bien esquilita CaWO4.
Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos - En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos
contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.
Silicatos - Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas
donde el anión está formado por silicatos del tipo (SiO4)4-.
5.3- CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES CON BASE EN LAS
PROPIEDADES EXTERNAS
Para los minerales que más abundan en las rocas puede aplicar la clasificación
que se basa en las propiedades externas de los minerales. En esta clasificación se
distinguen:
Los componentes claros, los más comunes son el cuarzo, los aluminosilicatos de
potasio, sodio y calcio como el feldespato potásico y las plagioclasas, los
feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros importantes formadores de
rocas son calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita
CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los minerales arcillosos como por
ejemplo. montmorilonitay caolinita y la mica illita. Los minerales arcillosos y la illita
son de extraordinaria importancia en el campo sedimentario y sobre todo en la
formación del suelo.
Los componentes oscuros más comunes son los silicatos de hierro y magnesio
(máficos) como olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, clorita. Los minerales típicos de
las rocas metamórficas son los granates y los silicatos de aluminio andalucita,
sillimanita distena (cianita).
Los diferentes minerales tienen cristales con diferentes formas. La mayoría de los
minerales pueden convertirse en formas de cristales geométricos de tener
suficiente espacio para crecer. Generalmente hay tantos cristales creciendo en un
mismo lugar, que competirán por espacio, ya que ninguno de los cristales puede
alcanzar gran tamaño.
Los nuevos cristales minerales crecen de dos maneras diferentes. Algunos
minerales se forman cuando la roca fundida llamada magma; que está por debajo
de la superficie del planeta, y llamada lava cuando está en la superficie; se enfría,
y los átomos se unen y forman cristales minerales. Otros minerales se forman
cuando el agua tiene elementos disueltos y se evapora. Los átomos en el agua se
acercan, y eventualmente forman minerales sólidos.
Las diferentes formas de los minerales no son las únicas diferencias entre ellos.
Los minerales también pueden identificarse a través de otras propiedades físicas.
Cada tipo de mineral tiene su propia serie de características únicas.
Como se menciono anteriormente, los minerales son formadores de rocas asi que
a continuación trataremos a las rocas, comenzando con las rocas primigenias que
son las Ígneas.
VI.- LAS ROCAS IGNEAS.
Las rocas ígneas (del latín igneus) o magmáticas se forman a partir de la
solidificación de un fundido silicatado o magma. La solidificación del magma y su
consiguiente cristalización puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en
zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta.
Si la cristalización tiene lugar en una zona profunda de la corteza a las rocas así
formadas se les denominan rocas intrusivas o plutónicas (de Plutón, el dios del
mundo inferior en la mitología clásica). Por el contrario, si la solidificación
magmática tiene lugar en la superficie terrestre a las rocas se las denomina rocas
extrusivas o volcánicas (de Vulcano, dios del fuego en la mitología clásica que
tenia su residencia bajo el volcán Etna). Por último, si la solidificación magmática
se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida
y el magma rellena pequeños depósitos (por ejemplo diques, filones, sills,
lacolitos, etc.) a las rocas así formadas se las denomina subvolcánicas o
hipoabisales. Estas rocas también reciben el nombre de rocas filolianas, ya que
habitualmente están rellenando grietas o filones.
La clasificación de las rocas ígneas se basa en la composición mineralógica y en
las texturas; éstas últimas nos permiten establecer si nos encontramos con rocas
plutónicas, volcánicas y filonianas.
Las rocas ígneas o magmáticas, tienen su origen en la cristalización del material
fundido denominado magma. Este proceso tiene lugar bajo determinadas
condiciones de presión y en presencia de una cantidad variable de gases
disueltos. Éstos y otros factores controlan el aspecto de los productos resultantes,
entre los que se encuentran las rocas ígneas.
La cristalización del magma se produce como consecuencia de la pérdida de
calor y el consecuente descenso de la temperatura en el seno del mismo.
A la roca derretida se le llama magma cuando está por debajo de la superficie de
la Tierra y se le llama lava cuando está sobre la superficie. El magma tiene dos
orígenes posibles, puede resultar de la fusión parcial de materiales de la corteza
terrestre o puede provenir del ascenso y acumulación de una fracción de materia
fundida del manto superior.
En cada caso la composición química de cada uno de los productos resultantes
será muy diferente.
El magma puede tener materiales de composición intermedia, que resultan del
agregado de material fundido proveniente de las rocas que atraviesa durante su
camino hacia el exterior.
El magma utiliza dos formas fundamentales para ascender:
Desplazándose por las fracturas abiertas y los poros del material que atraviesa y
asimilando, es decir, fundiendo e incorporando a la roca que atraviesa.
El contenido de fluidos del magma puede tener tanta relevancia en el control del
tamaño de los cristales como en la velocidad de enfriamiento. Los cristales más
grandes (que pueden llegar a medir metros) característicos de la textura
pegmatítica, es el resultado del enfriamiento de un magma muy rico en gases
disueltos.
Una clasificación de las rocas ígneas hace referencia a la composición mineral.
Existen otras clasificaciones que, en lugar de utilizar la composición mineral tal
como puede ser deducida de la observación a ojo desnudo o al microscopio, se
basan en análisis químicos más o menos complejos, es decir, a través de
procedimientos diferentes.
La clasificación más extendida, y que resulta de gran utilidad en el campo, hace
referencia a la proporción entre los minerales félsicos que son de colores claros y
los máficos que son de colores oscuros.
Las rocas ígneas se dividen en dos grupos, dependiendo del lugar en dónde se
forma la roca.
Las rocas ígneas que se forman por debajo de la superficie de la Tierra se llaman,
Rocas Ígneas Intrusivas, (o plutónicas). Estas rocas se forman cuando el magma
penetra una recámara subterránea que se encuentra relativamente fría y que las
solidifica en forma de cristales debido a que se enfría muy lentamente y genera
rocas que contienen grandes cristales. (Ejemplo los granitos y sienitas.)
Las rocas ígneas que se forman sobre la superficie de la Tierra se llaman Rocas
Ígneas Extrusivas. A estas rocas también se les conoce como rocas volcánicas, ya
que se forman de la lava que se enfría en o sobre el nivel de la superficie de la
Tierra, (ejemplo los basaltos y zeolitas).
Si suceden en una zona intermedia aprovechando fracturas o grietas, en un
confinamiento parcial, surgen entonces las rocas ígneas filonianas (ejemplo las
aplitas y pórfidos).
6.1.- ROCAS IGNEAS INTRUSIVAS.
Las rocas endógenas, del griego endos (interior) y geno (origen o engendrar), son
aquellas que se han formado en el interior de la corteza terrestre. Los agentes
transformadores de estos materiales son, principalmente, la temperatura y la
presión.
Las rocas intrusivas tienen como característica el haber cristalizado en las
profundidades de la corteza terrestre (desde kilómetros a decenas de kilómetros
de profundidad), la roca derretida llamada magma fluye a través de grietas o
recámaras subterráneas. A medida que se enfría, los elementos se combinan para
formar minerales de silicatos comunes, los cuales son el sustento de las rocas
ígneas.
Como el calor se va disipando lentamente durante el proceso de cristalización, los
cristales individuales pueden alcanzar gran tamaño para ser vistos sin necesidad
de un microscopio, si el espacio lo permite (habitualmente varios milímetros y
hasta algunos centímetros).
Existen diferentes tipos de rocas ígneas intrusivas, pero el granito es el tipo más
común.
Los cuerpos de rocas intrusivas, llamados plutones, pueden adquirir diversas
formas, a veces influenciadas por la estructura de las rocas que atraviesan, a
continuación se mencionan algunos.
Se denominan batolitos a los cuerpos de roca más extensos (de dimensiones de
decenas o centenas de kilómetros de ancho y largo) cristalizados a gran
profundidad en las raíces de las cadenas de montañas. Estos batolitos sólo son
reconocidos cuando la erosión se ha encargado de eliminar toda la cubierta de
rocas sedimentarias, volcánicas y metamórficas que los cubría.
Se denominan lacolitos a los cuerpos de roca más pequeños, que se insertan en
forma de lente entre los paquetes de estratos que no llegan a salir a la superficie,
y que se encuentran interestratificadas en rocas sedimentarias, los estratos
situados por encima suelen quedar abombados en forma de domo por efecto de la
presión que ejercen sobre ellos;
Los lopolitos, o intrusiones de forma aplanada situado entre los estratos
sedimentarios, es otro tipo de cuerpo plutónico semejante al lacolito, pero la forma
de domo es volteado
Se denominan apófisis a los cuerpos de roca de forma irregular que, desde el
plutón penetran la roca encajonante.
Los cuerpos de geometría tabular pueden separarse en dos grupos, los que se
disponen paralelamente a la estructura de la roca (por ejemplo la estratificación)
denominados filones (o filones-capa) y los que lo hacen transversalmente a ella,
los diques.
Pegmatitas
El término pegmatita se refiere a una textura, como ya hemos visto, pero también
a la roca que presenta esa textura. En general las pegmatitas están asociadas a
magmas ricos en sustancias volátiles y su importancia radica en que en ellas se
desarrollan cristales de minerales ricos en algunos de los elementos químicos
menos abundantes en la naturaleza. Los fluidos del magma, que contienen
principalmente vapor de agua, boro, cloro, flúor, tungsteno, estaño, litio, etc. dan
lugar a minerales poco comunes como berilo, fluorita, apatita, wolframita,
espodumeno y otros, que se asocian al cuarzo, los feldespatos y las micas más
frecuentes.
Los xenolitos
Reciben el nombre de xenolitos los fragmentos de la roca encajonante (roca en
que se aloja el magma) que son incorporados al magma sin fundirse totalmente, y
que luego quedan como testigos del proceso intrusivo en la roca cristalizada. Los
xenolitos pueden variar en su tamaño desde unos milímetros hasta decenas de
metros. La presencia de xenolítos permite obtener información acerca del tipo de
roca presente en profundidad (la roca encajonante), la que puede no ser accesible
por otros medios, pero que ha sido transportada hacia niveles más altos de la
corteza terrestre por el magma ascendente.
6.2.- ROCAS IGNEAS EXTRUSIVAS
Se dice que las rocas son extrusivas o efusivas si se derraman sobre la superficie
terrestre antes de solidificar completamente. El material extrusivo, denominado
lava, puede perder los gases en forma lenta o brusca. Si la expansión de las
pequeñas burbujas es muy brusca, se produce una explosión que puede
fragmentar la roca en diminutas partículas de material vítreo que se mezclan con
los vapores de agua y los gases para dar las nubes ardientes, una de las formas
de erupción más peligrosas para los asentamientos urbanos que puedan existir en
el área de influencia.
Texturas y estructuras de las rocas extrusivas
Algunas características texturales de las rocas volcánicas pueden ser: su
tendencia a presentar cristales no distinguibles a simple vista, su asociación a
materiales vítreos y la posibilidad de portar fenocristales. Un rasgo distintivo es la
presencia de vesículas, es decir, burbujas de gas que han quedado atrapadas al
enfriarse bruscamente la lava. La piedra pómez, usada como abrasivo, es una
roca con esta textura. Estas cavidades dan origen a las amígdalas cuando son
rellenadas con minerales de origen hidrotermal.
La colada es la estructura más característica de las rocas extrusivas. Tiene forma
angosta y larga, es de espesor reducido que puede sin esfuerzo asimilarse a la de
un río de lava solidificada. Estas coladas pueden superponerse unas a otras para
formar los volcanes. Sin embargo algunos volcanes no están formados por
coladas de lava solidificada sino por la acumulación de capas de piroclasticos.
Otros resultan de una combinación de ambos materiales, dependiendo esto de las
características de los magmas asociados a cada aparato volcánico. Cráteres
menores, forman pequeños conos, llamados adventicios, en las laderas de los
grandes volcanes.
En muchas ocasiones, la lava no alcanza la superficie y se enfría en profundidad
pero muy cerca de ella, dando origen a las denominadas rocas hipabisales, que
pueden tomar el aspecto de filones capa y diques. Los diques, cuando son muy
numerosos pueden formar enjambres. Su textura es intermedia entre la de las
rocas extrusivas y las intrusivas dependiendo de la velocidad a la que se enfriaron
y de la cantidad de gases que retenía el magma al momento de su consolidación.
Es común que estos cuerpos hipabisales presenten bordes con textura vítrea
como resultado de su brusco enfriamiento, mientras que hacia el interior del
cuerpo se desarrollan cristales de mayor tamaño. Las lavas en "almohadillas" son
típicas de las erupciones submarinas. El enfriamiento de lavas muy fluidas,
capaces de formar pequeñas arrugas al desplazarse, dan lugar a formas
"cordadas" de lava que se amontonan unas sobre otras.
Actividad hidrotermal.- Aguas termales, géisers y solfataras
El agua propia del magma, y las aguas subterráneas que son calentadas por la
proximidad de éste dan origen a una intensa alteración de las rocas. Cuando el
agua se infiltra en las rocas puede producir la formación de nuevos minerales en la
superficie y/o a poca profundidad bajo ella. Este proceso se denomina alteración
hidrotermal y es la causa de la concentración natural (enriquecimiento) de muchos
depósitos minerales.
Géisers y aguas termales surgen a la superficie y al enfriarse depositan su carga
mineral, formando a veces hermosas y coloridas costras sobre el terreno. Las
solfataras, como su nombre lo indica están asociadas a las emanaciones de
vapores sulfurosos. El agua caliente proveniente de los campos geotérmicos
puede ser utilizada para la generación de energía, pero su uso más extendido es,
sin embargo, de tipo medicinal. Baños termales de mayor o menor importancia
pueden encontrarse en diversas regiones, a veces incluso en lugares donde la
actividad ígnea no es evidente en la superficie.
La distribución de los volcanes sobre la superficie terrestre no es homogénea sino
que muestra una fuerte organización a lo largo de bandas de intensa actividad,
que separan zonas muy extensas en las cuales la actividad volcánica no existe o
es de una intensidad mucho menor.
6.3.- TEXTURAS DE LAS ROCAS ÍGNEAS
Las texturas están determinadas por las condiciones de cristalización del magma
Las rocas ígneas pueden identificarse con las siguientes variedades de texturas:
Cuando un magma se enfría muy rápidamente, y no hay tiempo suficiente para
que los átomos e iones se agrupen formando una estructura cristalina, el resultado
de la solidificación es la formación de un vidrio.
En función del porcentaje de vidrio presente en una roca podemos clasificarla en:
• Holohialinas: Son rocas que están compuestas por más del 90% en
volumen de vidrio, lo que suele ser característico de las rocas volcánicas
lávicas (por ejemplo una pumita o una obsidiana).
• Hialocristalinas: Son rocas que están compuestas en parte por vidrio y en
parte por cristales, sin que ninguno de estos dos componentes supere el
90% del volumen total. Este tipo de textura suele ser característico de las
rocas volcánicas lávicas y de las rocas hipoabisales o filonianas (por
ejemplo un pórfido granítico).
• Holocristalinas: Son rocas que están compuestas por más del 90% en
volumen de cristales, lo que suele ser característico de las rocas plutónicas
(por ejemplo un granito).
Textura afanítica, el prefijo a- indica negación, a phaneros (no visible). Es aquélla
roca en la que los cristales no pueden reconocerse a simple vista y es necesario
una lupa o un microscopio. Una textura afanítica siempre indica que el proceso de
enfriamiento se produjo de forma más o menos rápida. Esta textura es típica de
rocas volcánicas y subvolcánicas. Se pueden distinguir dos clases dentro de este
grupo:
•
•
microcristalinas, cuando los cristales son reconocibles con el
microscopio
vítreas o criptocristalinas, cuando los cristales no son reconocibles
con el microscopio
Textura fanerítica, del griego phaneros (visible). Es aquélla roca en la que los
cristales pueden reconocerse a simple vista. Este tipo de textura se da en rocas
que han sufrido un proceso lento de enfriamiento, es decir que han perdido calor
de una forma gradual y lenta. Es típica de rocas intrusivas (plutónicas). Se pueden
distinguir varios tamaños de grano dentro de este grupo:
•
•
•
•
grano muy grueso, cuando los granos tienen un tamaño mayor de 30
mm
grano grueso, cuando los granos tienen tamaños entre 30 y 5 mm
grano medio, cuando los granos tienen tamaños entre 5 y 2 mm
grano fino , cuando los granos tienen un tamaño menor de 2mm,
pero son visibles
Texturas porfíricas: algunos minerales se presentan en forma de grandes cristales
(fenocristales) embebidos en un conjunto de elementos de menor tamaño, también
llamado matriz, que puede incluso ser de naturaleza vítrea.
La textura es un elemento de relevancia a la hora de identificar si el enfriamiento
de una roca ha sido rápido (texturas vítreas y afanítica) o lento (textura fanerítica).
La textura porfírica resulta de un cambio en la velocidad de enfriamiento. A un
período muy lento, en el que crecen los fenocristales, sigue un período más
rápido, que produce cristales más pequeños, o brusco, que genera una matriz
vítrea.
Durante la formación (o no) de caras perfectas de una roca intervienen factores
tales como, el orden correlativo de cristalización de los distintos minerales y la
velocidad de enfriamiento. Las caras de los cristales de una roca ígnea pueden
haber alcanzado diferentes grados de desarrollo durante el proceso de
cristalización:
6.4.- COMPOSICIÓN QUÍMICA.
Según la cantidad de sílice pueden ser: ácidas, básicas o ultrabásicas.
Históricamente la acidez de una rocas se clasificó en función de la cantidad de
sílice presente: ácidas más 66%, intermedias entre el 55 y el 66%, básicas entre el
45 y el 52%, y ultrabásicas, menos del 45%. Pero en la actualidad se considera:
Rocas ácidas: aquellas rocas ígneas que tienen más de un 10% de cuarzo libre.
Rocas básicas: aquellas rocas ígneas con cuarzo libre que contienen feldespatos,
más cálcicos que sódicos.
Rocas
ultrabásicas:
aquellas
rocas
ígneas
que
están
formadas,
fundamentalmente, por minerales ferromagnesianos, con un porcentaje pequeño
de sílice y feldespatos. La mayor parte de las rocas ultrabásicas son plutónicas,
por ejemplo la peridotita.
Granitos: roca ígnea de grano grueso de origen plutónico, formada
fundamentalmente por feldespatos alcalinos y normalmente una mica. Las
grandes masas de granito se llaman batolitos.
Feldespatos: es el grupo de minerales más abundante en una roca, constituido por
silicatos de aluminio junto con los de calcio, potasio o sodio.
Peridotita: roca ultrabásica formada, fundamentalmente, por olivino (de aquí su
color verdoso).
6.5.- COMPOSICIÓN MINERALÓGICA
Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos, los cuales están
constituidos mayoritariamente por silicio (Si) y oxígeno (O). Estos dos elementos, junto
con el aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y hierro (Fe),
constituyen más del 98% en peso de la mayoría de los magmas que al solidificarse
forman las rocas ígneas. Además los magmas contienen pequeñas cantidades de
muchos otros elementos como azufre (S), oro (Au), plata (Ag) uranio (U), tierras raras,
gases en disolución, etc.
La composición de una roca ígnea dependerá, por tanto, de la composición inicial del
magma a partir del cual se ha formado.
Los diferentes silicatos que constituyen las rocas ígneas cristalizan en un orden
determinado, que está condicionado por la temperatura. La serie de cristalización
de Bowen (1928) nos muestra el orden de cristalización de los distintos silicatos
conforme disminuye la temperatura de un magma.
En este esquema evolutivo se pueden distinguir tres grupos de minerales:
•
•
•
Los ferromagnesianos denominados así por su alto contenido en hierro y
magnesio (olivino, piroxenos, anfíboles, biotita). Debido a su composición
son minerales de colores más oscuros. Forman una serie de cristalización
discontinua y cristalizan en un rango de temperaturas altas.
Las plagioclasas. Forman una serie de cristalización continua entre la
anortita y la albita. Cristalizan también en un intervalo de temperaturas altas
a medias.
Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa). Son los
minerales que cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen
una mayor proporción de aluminio (Al), potasio (K), calcio (Ca) y sodio (Na),
que de hierro y magnesio.
A las rocas con un alto contenido en minerales ferromagnesianos se les denomina
máficas (máficos, del latín magnesium y ferrum). Suelen tener un índice de color
alto (tonalidades oscuras). Y a las rocas con alto contenido en minerales no
ferromagnesianos (cuarzo, moscovita, feldespato K, plagioclasa y feldespatoides)
se les denomina félsicas (félsico, proviniente de feldespato y sílice). Son rocas con
un índice de color bajo (tonalidades claras).
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS
La clasificación de las rocas ígneas se realiza en función de la textura y de la
composición química que presentan:
RECONOCIMIENTO DE VISU DE ROCAS ÍGNEAS
Para poder reconocer de visu y clasificar una roca ígnea deberemos basarnos
fundamentalmente en las siguientes características:
• TEXTURA (grado de cristalinidad y tamaño de los cristales) para establecer
si es una roca intrusiva o extrusiva.
• COMPOSICIÓN MINERÁLÓGICA (índice de color y reconocimiento de
minerales).
Estableciendo estos parámetros en una roca ígnea podemos clasificarla en los
principales grupos de rocas ígneas que podemos establecer: FÉLSICAS
(GRANÍTICAS), INTERMEDIAS (ANDESÍTICAS), MÁFICAS (BASÁLTICAS) Y
ULTRAMÁFICAS (PERODITÍTICAS).
6.6.- TIPOS DE ROCAS IGNEAS
El granito es una roca plutónica de textura granular, cristalina y muy dura. Se
compone esencialmente de cuarzos, feldespatos (ortosa principalmente) y micas
laminadas (biotita principalmente, pero que puede quedar sustituida por anfíbol o
augita); también puede contener otros minerales como magnetita, apatito,
turmalina. Su formación es fruto de una consolidación muy lenta en el interior de la
corteza terrestre, por lo que puede considerarse como una roca primitiva (se
remonta a la Edad paleozoica).
Cuando las masas graníticas alcanzan la superficie, sufren las presiones de
fuerzas laterales que le infieren roturas denominadas diaclasas, y que tras ser
sometidas a los efectos de los agentes externos (erosión), presentan lo que se
llama paisaje granítico. El granito tiene gran importancia económica; se utiliza
preferentemente en la industria de la construcción.
Las sienitas (referido a la antigua ciudad egipcia de Syena) son rocas de textura
granular también denominadas granitos sin cuarzo, es decir, compuestas
únicamente por feldespatos (entre 30 y 80%), micas y máficos en general (entre
10 y 40%) y plagioclasa (entre 5 y 25%). Se le da la misma utilidad que el granito.
Las dioritas son rocas intrusivas formadas por plagioclasas (entre 55 y 70%),
hornblenda y biotita (entre 25 y 40%). También contienen muchos minerales
accesorios, tales como zircón, magnetita, apatito, titanita, etc.
Las monzonitas son rocas intrusivas de composición intermedia entre el granito y
la sienita. Contienen biotita, hornlenda, augita, plagioclasa sódica y ortosa. Se
encuentran en lacolitos, filones y pequeños plutones.
La peridotitas son rocas intrusivas muy básicas, de textura ganular, ausentes en
su composición de cuarzos y feldespatos; solo contienen elementos
ferromagnésicos (plagioclasa cálcica, olivino, piroxeno, homblenda, magnetita,
ilmenita y cromita). Existen muchas variedades dependiendo del mineral
dominante.
VII.- VOLCANES
Se ha dicho que las rocas ígneas extrusivas son productos de erupciones
volcánicas pero ¿Qué es un Volcán?
Un volcán es una forma de relieve que resulta del ascenso natural a la superficie
de productos calientes que provienen de las regiones internas del globo. Por el
conducto que une la profundidad con la superficie pueden surgir productos
variados, unidos en principio bajo un estado físico poco definido y de
características pastosas, denominado MAGMA, pero que a continuación se
separan de manera progresiva en fases gaseosas, sólidas y líquidas en el
momento de la salida (LAVAS).
Los volcanes son edificios procedentes de la acumulación de productos sólidos
alrededor de una boca eruptiva. Son formas estructurales originales añadidas al
relieve preexistente. Existen varios tipos de volcanes en función de la acidez de
las lavas y la violencia de las explosiones. Las rocas se expulsan a través de
erupciones. El tipo de rocas que encontramos depende de la violencia de las
explosiones, expulsando fragmentos más pequeños cuanto más violentas son las
explosiones. Los volcanes presentan una abertura en la corteza de la tierra que
conecta a través de una chimenea con la cámara magmática que se encuentra en
el interior.
A través del cráter el volcán expulsa lava, gases, vapor de agua y material
piroclástico. La lava puede ser viscosa o fluida, cuanto más proporción de máficos
más fluida es la lava. Los volcanes tienen forma de un pico, que pueden adoptar
forma de cono o de domo.
Los relieves volcánicos tiene una distribución puntual y hasta dispersa, e incluso
efímera, aunque normalmente siguen el patrón marcado por la forma de las placas
tectónicas
7.1.- TIPOS DE VOLCANES
Como se ha indicado antes, las erupciones volcánicas pueden ser clasificadas de
varias maneras de acuerdo con sus características. Una de las más tradicionales
es aquella basada en los nombre de los volcanes de los cuales constituyen una
actividad típica, o de alguna erupción históricamente famosa. Así se tienen
erupciones, entre otras, de tipo Hawaiano, Stromboliano, Vulcaniano, Peléeano,
Pliniano, etc. según tengan las características que más frecuentemente aparecen.
En los volcanes de Hawai, en el Stromboli, en el Vulcano, en el Monte Pelée, o de
la erupción del Vesubio en el año 79 D. C., descrita por Plinio el Joven, etc. Esta
clasificación no es realmente muy adecuada, ya que estos volcanes pueden
presentar muy diversos tipos de actividad en un momento dado.
De todos los tipos de volcanes existentes en la superficie de la Tierra, los más
relevantes son los volcanes que comprenden el "Cinturón de Fuego del Pacífico".
Estos son volcanes compuestos que se forman a consecuencia de un proceso de
subducción en la cercana litosfera.
Volcanes compuestos.- Son los formados por capas de material fragmentario y
corrientes de lava intercaladas, lo que indica que surgieron en épocas de actividad
explosiva, seguidas por otras donde se arrojaron corrientes de lava fluida. Como
ejemplo de estos están los volcanes más altos de nuestro país: Popocatepetl,
volcán de Colima, etc.
Los volcanes más majestuosos son estos, también conocidos como volcanes
estrato. Contrario a los volcanes escudos, los cuales son planos y anchos; los
volcanes compuestos son altos, de forma simétrica, con pendientes empinadas
que algunas veces ascienden hasta 10 000 pies desde su base. Están formados
sobre capas alternas de flujos de lava, ceniza volcánica y bombas volcánicas.
Algunos volcanes compuestos incluyen el Monte Fuji en Japón, el Monte Cotopaxi
en Ecuador, el Monte Shasta y el Monte Lassen en California, el Monte Hood en
Oregón, el Monte Santa Helena y el Monte Rainier en Washington, el Monte
Pinatubo en las Filipinas, y el Monte Etna en Italia.
Hawaianos.- Son volcanes que arrojan tranquilamente una lava poco espesa, muy
caliente (a una temperatura comprendida entre 800 y 1,200 °c.) y muy fluida.
Resultan de la emisión abundante de lavas basálticas fluidas alrededor de una
fosa y a partir de fisuras radiales. La lava fluye por las laderas del cono; al
enfriarse forma una costra al entrar en contacto con el aire. No hay escape
explosivo de gas ni porciones de materia sólida.
La superposición de coladas sucesivas da lugar a un volcán escudo poco
escarpado que se extiende decenas de kilómetros. Sus erupciones son de escasa
potencia.
Los volcanes de tipo estromboliano se caracterizan por alternar coladas lávicas
viscosas y fluidas, con episodios violentos de carácter medio acompañadas de
gases incandescentes. La consolidación de las lavas es más rápida, por lo que
presenta edificios más escarpados.
Los volcanes de tipo vulcaniano alternan coladas lávicas viscosas y fluidas.
Encontramos depósitos de cenizas y escorias interrumpidas por coladas de lavas
ácidas. La consolidación de las lavas se hace en torno al cráter, por lo que las
coladas tienen un recorrido corto. Durante los episodios sin actividad se enfría
parte de la lava de la chimenea, por lo que cuando vuelve a entrar en erupción lo
hace de manera muy violenta.
Sus explosiones son muy fuertes. Arrojan lava viscosa y oscura, acompañada de
gases y material sólido abundante; los trozos de más tamaño se llaman bombas
volcánicas. Las bombas más pequeñas pueden ser del tamaño de una pelota de
tenis y suelen llamarse cenizas. Una típica bomba volcánica tiene el tamaño de un
balón de fútbol, aunque pueden llegar a tener más de 1 metro de ancho.
Peléanos.- Así llamado por el monte Pelée en Martinica, y su desastrosa erupción
en 1902. Son volcanes con explosiones muy fuertes, en los que no hay lava, pero
si abundante material sólido, Este tipo se caracteriza por sus nubes ardientes, es
decir, nubes formadas por partículas de lava ardientes lanzadas a gran altura que
después descienden con violencia rodando por las faldas del cono del volcán.
Conservan la forma cilíndrica de la chimenea, y forman un relieve escarpado y
complejo, fruto de las sucesivas erupciones. Durante los episodios sin actividad se
enfría parte de la lava de la chimenea, por lo que cuando vuelve a entrar en
erupción lo hace de manera muy violenta. Cuando sobre una misma chimenea se
acumulan los restos de varias erupciones forman un cúmulo muy alto.
Los volcanes de tipo maar se encuentran en aguas someras, o presentan un lago
en el interior de un cráter. Sus explosiones son extraordinariamente violentas ya
que a la energía propia del volcán se le suma la expansión del vapor de agua
súbitamente calentado, son explosiones freáticas. Normalmente no presentan
emisiones lávicas ni extrusiones de rocas.
Los volcanes de tipo vesubiano presentan un cono formado sobre un edificio
volcánico más antiguo, y profundamente amputado por una violenta erupción, son
edificios muy complejos.
Volcanes en escudo.- Son aquellos cuyo diámetro es mucho mayor que su altura.
Se forman por la acumulación sucesiva de corrientes de lava muy fluídas, por lo
que son de poca altura y pendiente ligera. Su topografía es suave y su cima forma
una planicie ligera. Como ejemplo de este tipo de volcanes están los volcanes
hawaianos y los de las Islas Galápagos. Ocasionalmente se observan volcanes de
escudo con un cono de ceniza o escoria en su cúspide, como es el caso del
volcán Teutli en Milpa Alta, D .F.
Los volcanes escudo pueden crecer y llegar a ser muy grandes. De hecho, las
regiones continentales más viejas de la Tierra podrían ser restos de volcanes
escudo.
A diferencia de los volcanes compuestos, que son muy altos y delgados; los
volcanes escudo son altos y anchos, con formas planas y redondeadas. Los
volcanes de Hawai son un ejemplo típico de volcanes escudo. Están formados por
innumerables emanaciones de lava, las cuales avanzan grandes distancias desde
el canal central de ventilación de la cima, o a través de diferentes grupos de
canales de ventilación. Es común que las emanaciones no estén acompañadas de
material piroclástico, lo cual hace que los volcanes escudo sean relativamente
seguros.
El Mauna Loa es el volcán escudo más grande; está a 13 677 pies sobre el nivel
del mar, lo cual significa que se alza a más de 28 000 pies sobre el nivel del suelo
oceánico, y sería la montaña más alta del mundo si gran parte de él no estuviese
bajo el agua.
Famosos volcanes escudo incluyen al Mauna Loa, el Kilauea (dos de los volcanes
más activos), y el Monte Olimpo, en Marte.
Conos de Ceniza.- Estos conos se forman por el apilamiento de escorias o ceniza
durante las erupciones basálticas, en las que predominan los materiales calientes
solidificados en el aire, y que caen en las proximidades del centro de emisión. Las
paredes de un cono no pueden tener en este caso pendientes muy altas, por lo
que generalmente tienen ángulos comprendidos entre 30° y 40°. Son de forma
cónica, base circular, y no pocas veces exceden los 300m de altura. Como
ejemplo se puede mencionar al Volcán Xitle, ubicado en la falda Norte del Ajusco,
D. F. y otros muchos volcanes que se encuentran en la zona monogenética de
Michoacán – Guanajuato.
Conos de Escoria.- Los conos de escoria son volcanes sencillos que, en su cima,
tienen un cráter en forma de cuenco, y raramente ascienden más de mil pies sobre
su entorno. Usualmente se originan a causa de erupciones a través de una sola
vía de ventilación, a diferencia de los volcanes estrato o volcanes de escudo, los
cuales pueden hacer erupción por diferentes aperturas.
Por lo general están formados por pilas de lava, no de cenizas. Durante la
erupción, las burbujas de lava lanzadas al aire, se desintegran en pequeños
fragmentos los cuales caen alrededor de la apertura del volcán. La pila forma un
pequeño volcán de forma ovalada. Algunos conos de escoria incluyen al Paricutín.
Llamamos materiales piroclásticos a aquellos materiales volcánicos que han sido
fragmentadas, como el tezontle, la pómez, etc. El material puede ser expulsado
como lava fundida (bombas) o en forma sólida (escorias o cenizas).
Los materiales piroclasticos son masas en estado líquido o plástico arrojadas por
un volcán, que se solidifica en el aire, antes de alcanzar la superficie. Su tamaño
varía desde los cuatro milímetros hasta un metro. Las escorias volcánicas son de
diversos tamaños y de aspecto esponjoso a causa de las burbujas de gases que
contenía en el momento de la solidificación. Las escorias alcanzan el suelo ya
consolidadas. Las bombas más pequeñas se llaman lapilli.
Erupciones de Fisura
A diferencia de los volcanes centrales, en los que el magma sale a la superficie a
través de la boca del cono del volcán; las erupciones de fisura consisten en la
llegada del magma a la superficie a través de una larga grieta y, en casi cada
caso, la lava que brota es muy fluida y basáltica. En la era terciaria, las erupciones
de fisura emitieron oleadas de basalto que cubrieron grandes extensiones en
diferentes partes del mundo. La fisura está señalada hoy por una línea de
pequeños conos formada en las fases finales de la erupción a través de una
discreta actividad explosiva.
Coladas de lava.- Las características superficiales de las coladas de lava son de
dos tipos contrastantes.
Por un lado hay las lavas en bloques, llamadas en Hawai a-a, con una costra
superficial mellada bajo la cual hay todavía material móvil y candente. Al escapar
explosivamente, el gas rompe la costra endurecida; el borde de la lava es abrupto
y de él se desprenden trozos de materia a medida que la lava fundida del interior
sigue ejerciendo presión hacia afuera.
El otro tipo es la lava cordada pahoe-hoe, que se enfría con mayor rapidez y de la
que los gases escapan con violencia. La superficie, relativamente lisa se petrifica
para formar una piel arrugada. Por debajo, la lava sigue moviéndose y, a veces,
tras solidificarse una gruesa costra, escapa dejando túneles y cavernas vacías.
La lava almohadilla es una variedad de la cordada que ha quedado
repentinamente solidificada por extrusión en el agua. Esto sucede en las
erupciones submarinas y subglaciales, en las que la lava caliente se solidifica
rápidamente en una serie de formaciones del tamaño y forma de almohadas.
GEODINAMICA EXTERNA.- Estudia los fenómenos que integran el ciclo erosivo,
la erosión litoral y la sedimentación marina. Al proceso de destrucción se le llama
intemperismo que son los cambios que tienen lugar en los minerales y rocas de la
superficie terrestre.
VIII.- INTEMPERISMO, EROSIÓN Y SUELOS.
8.1.- INTEMPERISMO.
Se llama Se llama Intemperismo o Meteorización a la acción combinada de
procesos (climáticos, biológicos, etc.) mediante los cuales la roca es
descompuesta y desintegrada por la exposición continua a los agente
atmosféricos, transformando a las rocas masivas y duras en un manto residual
finamente fragmentado. Preparando a los materiales rocosos para ser
transportados por los agentes de la erosión terrestre (agua corriente, hielo glaciar,
olas y viento), y también son acarreados por la influencia de la gravedad para
acumularse en otros lugares.
Sin embargo algunos productos del intemperismo permanecen en el mismo sitio
donde se formaron y se incorporan a las rocas del lugar, ciertas menas como las
del aluminio por ejemplo, son en realidad antiguas zonas de intemperismo.
Intemperismo mecánico o físico
El Intemperismo mecánico, que también es mencionado como desintegración, es
un proceso por el que las rocas se rompen en fragmentos más y más pequeños,
como resultado de la energía desarrollada por las fuerzas físicas. Por ejemplo,
cuando el agua se congela en una roca fracturada, la presión debida a la
expansión del agua congelada puede desarrollar suficiente energía para astillar
fragmentos de la roca.
Los cambios de temperatura rápidos y elevados, pueden provocar el intemperismo
mecánico de la roca, como así también los incendios de bosques o de maleza,
generan calor suficiente para romperla. El calentamiento rápido y violento de la
zona exterior de la roca provoca su expansión, y si ésta es bastante grande, se
desprenden hojuelas o fragmentos más grandes de la roca.
El hielo es mucho más efectivo que el calor para producir intemperismo mecánico.
Esta expansión del agua, a medida que pasa del estado líquido al estado sólido,
desarrolla presiones dirigidas hacia fuera desde las paredes interiores de la roca.
Tales presiones son lo suficientemente grandes como para desprender fragmentos
de la superficie de la roca.
El agua que llena las cavidades y los poros de una roca, por lo común, empieza a
congelarse en su parte superior, por el contacto con el aire frío. El resultado es
que, con el tiempo, el agua de la parte inferior está confinada por un tapón de
hielo. Entonces, a medida que avanza la congelación el agua confinada se
expande, ejerciendo presión hacia fuera.
Los fragmentos de una roca intemperizada mecánicamente, tienen forma angular,
y su tamaño depende en gran parte de la naturaleza de la roca de que proceden.
Un segundo tipo de intemperismo mecánico, producido por el agua que se
congela, es el que se llama Palpitación (frost heaving). Esta acción suele
producirse en los depósitos de grano fino no consolidados, antes que en la roca
sólida.
Si las condiciones son propicias, el agua que cae como lluvia o nieve y que se
congela durante los meses de invierno, van acumulando más y más hielo en la
zona de congelación a medida que aumenta la cantidad de agua procedente de la
atmósfera y avanza del suelo no congelado hacia abajo, en forma parecida a un
secante que chupa la humedad. Con el tiempo se forman masas de hielos
lenticulares, y el suelo que está sobre ellas “palpita” o se mueve hacia arriba. Esto
se observa en los caminos de construcción pobre; también en los prados y
jardines que se notan suaves y esponjosos en la primavera, como consecuencia
de la palpitación del suelo durante el invierno.
Exfoliación
Es un proceso de intemperismo mecánico, en donde se separan de una roca,
grandes placas curvas a manera de costras. Este proceso origina dos rasgos
bastante comunes en el paisaje: unas colinas grandes abovedadas, llamadas
Domos de Exfoliación y peñascos redondeados llamados comúnmente, Peñascos
o Cantos, intemperizados esferoidalmente.
Domos de Exfoliación; en muchas rocas macizas existen fracturas o planos de
separación llamadas JUNTAS. Estas juntas forman curvas amplias más o menos
paralelas a la superficie de la roca. Bajo ciertas condiciones, una tras otra de estas
hojas curvas, separadas por las juntas, se descascaran o separan de la masa de
roca. Finalmente, se desarrolla un CERRO o una colina de roca, con superficie
curva, de tipo dómico. Se supone que a medida que la erosión descubre la
superficie se reduce la presión, hacia abajo sobre la roca subyacente. En
consecuencia, la roca maciza se expande a medida que las presiones confinantes
se reducen, y este ligero grado de expansión puede bastar para la iniciación del
proceso de exfoliación. Ejemplos de exfoliación en menor escala los tenemos en
los peñascos intemperizados esferoidalmente. Estos peñascos han sido
redondeados por el desprendimiento de una serie de costras de rocas
concéntricas. Aquí las costras se desarrollan como resultado de las presiones
establecidas dentro de la roca por el intemperismo químico, más que por la
disminución de presión superior, favorecida por la erosión. Puesto que la mayor
parte del intemperismo químico, se desarrolla en las partes de las rocas más
expuestas al aire y a la humedad, es allí donde se encuentra la mayor expansión y
en consecuencia, el mayor numero de costras. Los peñascos intemperizados
esferoidalmente son producidos algunas veces por el desmoronamiento de capas
o costras concéntricas.
Otro tipo de intemperismo mecánico, se da en las plantas que desempeñan
también un papel importante. Las raíces de los árboles y arbustos que crecen en
las grietas de la roca ejercen, a veces, presión suficiente para desalojar
fragmentos de roca que han quedado sueltos previamente, como también las
raíces de los árboles levantan y agrietan el pavimento de las banquetas.
Sin embargo, es más importante el mezclado mecánico del suelo, producido por
las hormigas, gusanos y roedores. Esta clase de actividad constante hace a las
partículas más susceptibles al intemperismo químico y ayudan a la ruptura
mecánica de aquellas.
Finalmente, los agentes físicos tales como el agua que corre en la superficie del
hielo de glaciar, el viento y las olas del océano pueden contribuir a reducir el
material rocoso a fragmentos cada vez más pequeños.
Intemperismo químico.
Llamado algunas veces descomposición, es un proceso más complejo que el
intemperismo mecánico.
El intemperismo químico, en realidad, transforma el material original en algo más
diferente. Por ejemplo, la meteorización química denota cambios en las
propiedades químicas de los minerales primitivos que integran la roca,
transformándolos en nuevos minerales que sean más estables en las
temperaturas y presiones relativamente bajas existentes en la superficie terrestre.
El tamaño de las partículas de rocas es un factor extremadamente importante en
el intemperismo químico, dado que las sustancias pueden reaccionar
químicamente sólo cuando se ponen en contacto unos con otros. Cuanto más
grande es la superficie de una partícula, más vulnerable resulta el ataque químico.
El clima también desempaña un papel en el intemperismo químico. La humedad,
particularmente cuando va acompañada de calor, acelera la velocidad de
intemperismo químico; inversamente, la sequedad lo retarda. Finalmente, las
plantas y los animales contribuyen directamente o indirectamente al intemperismo
químico, puesto que sus procesos vitales producen oxígeno, dióxido de carbono y
ciertos ácidos que entran en reacciones químicas con los materiales de la tierra.
En cualquier suelo, rico en materia vegetal en descomposición, se originan
soluciones formadas por una gran variedad de ácidos orgánicos, que reaccionan
con las superficies minerales y originan en ellas meteorización química. Las sales
que resultan como producto de tales reacciones es transportado a través del suelo
y depositadas en la zona de saturación y finalmente llegan a los ríos.
Estos procesos son de una enorme importancia en el desarrollo de vertientes, ya
que preparan al substrato rocoso para la formación del suelo el que será
erosionado por los agentes del modelo terrestre. Sin los procesos de
meteorización no habría podido desarrollarse la vegetación tal como la
observamos actualmente, ni las grandes masas continentales habrían podido ser
erosionadas tan fácilmente por los agentes de la denudación.
La meteorización es producida por fragmentación mecánica y o alteración
química de la roca.
La meteorización mecánica puede ser producida por fragmentación debida a
congelamiento, descompresión, expansión térmica o actividad biológica.
La meteorización química puede ocurrir por disolución, oxidación e hidrólisis.
Los productos de la meteorización constituyen el material para la formación de
rocas sedimentarias. Estos pueden sufrir diferentes procesos como cuando los
restos meteorizados de la roca son transportados constantemente por la acción de
los ríos, vientos, olas y hielo y luego son depositados en lugares como lagos,
valles, ríos, mares etc. A medida que se acumula el sedimento no consolidado el
material del fondo se compacta reduciéndose el espacio entre los granos. Otro
proceso es la cementación, en este el material cementante es transportado en
solución con el agua y se introduce en los poros. Luego a medida que precipita
esta solución, se rellenan los espacios entre los granos. A estos dos procesos de
compactación y cementación se les llama litificación, en el cual sedimentos no
consolidados se transforman en rocas sedimentarias.
El intemperismo y la erosión son parte del ciclo erosivo terrestre que comprende
tres fases: meteorización (intemperismo); transporte (erosión) y sedimentación
(depositación).
Movimientos de Derrubio
A pesar de que la gravedad empuja continuamente a los materiales hacia niveles
más bajos, en todas partes de la superficie terrestre, el substrato rocoso, que es
fuerte y esta bien sostenido permanece inmóvil en su sitio, pero si una zona
escarpada por la remoción de las rocas de la base, o sea, el socavamiento de las
mismas; provocaría que el substrato rocoso se fracturara y caería o se deslizaría
hasta encontrar una nueva posición en reposo. El suelo y el manto detrítico, al
tener poco material unido, son mucho más susceptibles a los movimientos
gravitatorios.
Reptación del suelo
Este proceso, es un movimiento descendente extremadamente lento del suelo y
del manto detrítico. Por ejemplo, algunas veces podemos observar en el paisaje
bloques de diferentes tipos de roca, vertiente abajo lejos de su afloramiento
original. En la figura 1, muestra algunos de los hechos que demuestra este
fenómeno.
¿Cuáles son las causas de la reptación del suelo?
•
•
•
•
•
El calentamiento y enfriamiento del suelo.
El desarrollo de agujas de hielo.
Su desecación y humedecimiento alternados.
Las pisadas y excavaciones de animales.
Ondas producidas por los terremotos.
FIG 1
La lenta reptación descendente del suelo y del manto meteorizado se pone en
evidencia de varios modos.
a) bloques diaclasados movidos.
b) torsión de los estratos hacia abajo.
c) vallas, monumentos y postes inclinados.
d) muros de contención rotos.
Desprendimiento de Tierra
Si las pendientes son abruptas, pueden deslizarse por ellas en pocas horas
grandes masas de suelo, manto o lecho rocoso empapados en agua, en forma de
desprendimiento de tierras. Este desprendimiento origina terrazas en forma
escalonada limitadas por escarpas arqueadas, combándose al descender.
Desprendimiento de tierra en una región montañosa
Coladas de Barro
Una de las formas más espectaculares del movimiento de tierras son las Coladas
de barro; corrientes de barro fluido que se deslizan por los cañones de zonas
montañosas En los desiertos, donde la vegetación no protege el suelo de las
montañas, las violentas tormentas locales originan agua mucho más rápidamente
de lo que puede ser absorbida por el suelo. Al descender, se forma un barro fluido
tan espeso, en algunos casos, que queda detenido. En su deslizamiento arrastran
grandes piedras envueltas en dicho fluido, lo que ocasiona la destrucción de lo
que encuentra a su paso.
Las coladas de barro también se pueden originar en las laderas de los volcanes en
erupción. La ceniza y el polvo volcánico recién caídos, si llueve después
torrencialmente, se convierten en barro, que se desliza por las laderas del volcán.
Es un rápido movimiento de grandes masas de rocas con un pequeño o nulo flujo
de materiales en las primeras etapas del deslizamiento. Las dos formas básicas
de deslizamiento son:
•
•
Deslizamiento de roca.- en el cual la masa del substrato rocoso baja sobre
un plano inclinado, como puede ser una falla.
Deslizamiento de Tierra.- en el que grandes masas de substrato rocoso o
tierra se deslizan desde un acantilado girando al mismo tiempo respecto a
un eje horizontal como la roca débil se erosiona en la base del acantilado,
cuando alcanza el punto de fractura, se rompe en un enorme bloque que se
desliza hacia abajo, dichos bloques pueden alcanzar hasta 2 o 3 kilómetros
de longitud y 150 metros de espesor.
Caída de rocas y formación de Taludes
El proceso de movimiento de masas, es el de caída libre o el de rodadura de
masas individuales de roca desde un acantilado. Los fragmentos, pueden ser
pequeños como granos de arena o grandes como una manzana de casas; todo
ello va a depender del tamaño del acantilado y del modo en que han roto las
rocas. Los bloques desprendidos dejan cicatrices visibles en el paisaje.
En aquellas áreas en donde la caída de roca es continua, estos se acumulan de
una manera característica formando conos de derrubio; en aquellos lugares donde
existe una gran variedad de partículas de diferentes tamaños, los fragmentos
mayores se desplazarán con mayor facilidad de rodamiento, hasta la base del
cono, mientras que los fragmentos mas pequeños quedarán depositados en el
vértice.
8.2.- EROSIÓN.
La erosión es un proceso natural por el cual las corrientes de agua o el viento
arrastran parte del suelo de unos puntos a otros. Es un proceso muy útil porque
permite que se desplacen materiales de unos suelos a otros (que recuperan
fertilidad con estos aportes). La erosión es un problema cuando se acelera, con lo
cual los materiales perdidos no se recuperan en las zonas erosionadas y en las
zonas que reciben los aportes no son aprovechados o se pierden, o cuando por
causas ajenas al propio medio aparece en puntos que no deberían de erosionarse.
Orogenesis. Fase que comprende el periodo en el que actúan los agentes internos
hasta producir relieve o montaña. También se puede incluir le Epeirogenesis o
levantamiento de plano vertical.
Gliptogenesis. Fase que abarca el periodo en que los agentes externos trabajan
para destruir el saliente anterior y transportar los materiales resultantes de la
destrucción; esta labor propia de los agentes externos es el que recibe el nombre
de erosión.
Liptogenesis, fase que pertenece al periodo de descanso en que se sedimentan y
consolidan los materiales acumulados en las depresiones marinas y hondonados,
para construir nuevas rocas que a su vez serán levantadas para empezar un
nuevo ciclo.
El
Inteperism
o Produce
Suelo y
Manto
Los Materiales
son Erosionados
y Transportados,
y se depositan
como
(Gliptogénesis)
Un
Levantamiento
Da lugar a
afloramientos
rocosos
(Orogénesis)
Se cementaran o
se metamorfizan
para formar
rocas
(Litogénesis)
Estratos de
Arcilla,
Arena, etc.
Agentes erosivos. Todo aquello que se mueve transporta detritos de rocas.
Aunque son muchos los agentes que contribuyen al proceso erosivo, tan distintos
entre si, como las lombrices de tierra, los rayos de Sol y las avalanchas, casi todo
el transporte se debe a cinco agentes principales.
•
•
•
•
•
Gravedad
Viento
Glaciares
Olas y corrientes Marinas
Cursos de Agua en estado Líquido.
8.3.- SUELOS.
Se ha comentado que por medio de la erosión y el intemperismo se producen los
suelos pero ¿Qué es suelo?
La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa suelo, tierra o parcela.
Otra definición podría ser la siguiente:
Suelo.- Capa de productos de la meteorización de características especiales en la
que tienen lugar los fenómenos químicos y biológicos que permiten la existencia
de vegetales y animales y que se encuentra en el límite entre la roca inerte y la
atmósfera.
El suelo procede de la interacción de dos mundos diferentes, la litosfera y la
atmósfera. El suelo resulta de la descomposición de la roca madre, por factores
climáticos y la acción de los seres vivos. Esto implica que el suelo tiene una
fracción mineral y otra biológica. Es esta condición de compuesto organomineral lo
que le permite ser el sustento de multitud de especies vegetales y animales.
La descomposición de la roca madre puede hacerse por disgregación, o factores
físicos y mecánicos, o por alteración o descomposición química. En este proceso
se forman unos elementos muy pequeños que conforman el suelo, los coloides y
los iones. Dependiendo del porcentaje de coloides e iones, y de su origen, el suelo
tendrá unas determinadas características.
Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material
parental, clima, topografía. Organismos vivos y tiempo.
a) El clima
b) Temperatura
c) cantidad de precipitaciones
d) Tipo de vegetación
e) El tiempo (en años)
Los suelos constan de cuatro grandes componentes: materia mineral, materia
orgánica, agua y aire; la composición volumétrica aproximada es de 45, 5, 25 y
25%, respectivamente.
Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están
compuestos de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las
cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: grava, arena, limo y
arcilla.
La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas
y resintetizadas parcialmente y de los residuos animales. La materia orgánica del
suelo se divide en dos grandes grupos:
a. Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos.
b. El humus, que es considerado como el producto final de descomposición de
la materia orgánica.
Para darse una idea general de la importancia que tiene el agua para el suelo es
necesario resaltar los conceptos:
a. El agua es retenida dentro de los poros con grados variables de intensidad,
según la cantidad de agua presente.
b. Junto con sus sales disueltas el agua del suelo forma la llamada solución
del suelo; ésta es esencial para abastecer de nutrientes a las plantas que
en él se desarrollan.
El aire del suelo no es continuo y está localizado en los poros separados por los
sólidos. Este aire tiene generalmente una humedad más alta que la de la
atmósfera. Cuando es óptima, su humedad relativa está próxima a 100%. El
contenido de anhídrido carbónico es por lo general más alto y el del oxígeno más
bajo que los hallados en la atmósfera.
La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos
constituyentes existen en el llamado estado coloidal. Las propiedades químicas y
físicas de los suelos son controladas, en gran parte, por la arcilla y el humus, las
que actúan como centros de actividad a cuyo alrededor ocurren reacciones
químicas y cambios nutritivos.
Lixiviación
La lixiviación es un proceso por el cual los minerales arcillosos son transportados
mecánicamente, por el agua infiltrada (percolación), hacia abajo provocando la
descalcificación de los horizontes superiores del suelo y la iluviación (deposición
de sustancias en los horizontes bajos del suelo) de los horizontes inferiores.
Perfil del suelo.
Un perfil de suelo es la exposición vertical, de horizontes o capas horizontales, de
una porción superficial de la corteza terrestre. Los perfiles de los suelos difieren
ampliamente de región a región.
En el suelo se distinguen tres horizontes:
El horizonte A en el que se encuentran los elementos orgánicos, finos o gruesos, y
solubles, que han de ser lixiviados.
El horizonte B en el que se encuentran los materiales procedentes del horizonte A.
Aquí se acumulan los coloides provenientes de la lixiviación del horizonte A. Tiene
una mayor fracción mineral.
El horizonte C es la zona de contacto entre el suelo y la roca madre. La región en
la que la roca madre se disgrega.
La secuencia repetida de los perfiles del suelo, asociados a la forma de la
pendiente, se llama catena. Los perfiles se suceden regularmente y con las
mismas características desde el interfluvio hasta el fondo del valle, presentando
valores progresivos, en el grado de lixiviación y migración de coloides.
Por sus características biológicas los suelos pueden ser:
Suelos de humus. Tiene una actividad biológica intensa, sobre todo de la fauna y
microorganismos que se alojan en el suelo y descomponen rápidamente la materia
orgánica del mismo. Aparecen en regiones de temperatura elevada y humedad
mediana. El suelo está bien aireado y la vegetación es rica en nitrógeno.
Suelos de turba, son suelos formados en condiciones anaeróbicas,
permanentemente cubiertos de agua. La fauna y la flora se reducen a especies
microscópicas y pequeños hongos. La transformación de la materia orgánica es
muy lenta, y se acumula en grandes cantidades. Las turbas pueden ser tanto
ácidas como básicas. Según las condiciones climáticas y topográficas los suelos
pueden variar de un tipo a otro.
Tipos de suelo
Existen básicamente tres tipos de suelos: los no evolucionados, los poco
evolucionados y los muy evolucionados; atendiendo al grado de desarrollo del
perfil, la naturaleza de la evolución y el tipo de humus.
Los suelos no evolucionados
Estos son suelos brutos muy próximos a la roca madre. Apenas tienen aporte de
materia orgánica y carecen de horizonte B.
Si son resultado de fenómenos erosivos, pueden ser: regosoles, si se forman
sobre roca madre blanda, o litosoles, si se forman sobre roca madre dura.
También pueden ser resultado de la acumulación reciente de aportes aluviales.
Los suelos poco evolucionados
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la
roca madre. Existen tres tipos básicos: los suelos ránker, los suelos rendzina y los
suelos de estepa.
Los suelos ránker.- Pueden ser fruto de la erosión si están en pendiente, del
aporte de materiales coluviales, o climáticos, como los suelos de tundra y los
alpinos.
Los suelos rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada, como la caliza,
y suelen ser fruto de la erosión. Son suelos básicos.
Los suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y mediterráneo
subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto, por lo que el horizonte A está
muy desarrollado. La lixiviación es muy escasa. Un tipo particular de suelo de
estepa es el suelo chernozem, o brunizem o las tierras negras; y según sea la
aridez del clima pueden ser desde castaños hasta rojos.
Los suelos evolucionados
Estos son los suelos que tienen perfectamente formados los tres horizontes.
Encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. Los
suelos típicos son: los suelos pardos, lixiviados, podsólicos, podsoles,
ferruginosos, ferralíticos, pseudogley, gley y halomorfos (solonchaks, alcalinos,
solonetz y solods).
Los suelos pardos son típicos de bosque templados.
3. Sistemas de clasificación de suelos.
Los suelos son clasificados de acuerdo con su estructura y composición en
órdenes, subórdenes, grandes grupos, subgrupos, familias y series. Se ha visto
que las características de los suelos varían enormemente de un lugar a otro; los
científicos han reconocido estas variaciones en los diferentes lugares y han
establecido distintos sistemas de clasificación.
El suelo se clasifica según su textura: fina o gruesa, y por su estructura: floculada,
agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o menor
circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que
necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases. El suelo
también se puede clasificar por sus características químicas, por su poder de
absorción de coloides y por su grado de acidez (pH), que permite la existencia de
una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos. Esta vegetación
puede ser acidófila, halófila, etc.
Arcillas coloidales (silicatos de aluminio hidratados) con una Composición de
tetraedros de sílice. En condiciones extremas se forman bauxitas y lateritas(Al y
Fe) y Caolin en climas cálidos y húmedos y en climas secos y fríos
Momtmorillonitas.
Composición química de los suelos.
Se puede dividir la composición química de los suelos en orgánicos e inorgánicos.
Representan las partículas minerales el 50% del total, de las cuales dominan la
arena y la arcilla y en menor medida óxidos e hidróxidos de hierro y sales; las de
origen orgánico suponen el 5%; el 45% que resta lo ocupan aire y agua, los cuales
aprovechan la porosidad de la arena (el componente más importante de los
suelos) para penetrar en los suelos y permitir la iteración con los demás
elementos.
Arena:
La arena, cuya importancia ya se ha dicho, procede de la roca por meteorización
(efectos externos que alteran las rocas superficiales); la silícica es la más típica,
por ello se suele expresar el contenido de arena de los suelos en tanto por ciento
de sílice (SiO2).
Las Arenas se clasifican de acuerdo al diámetro característico de sus granos en:
• Muy Gruesa
5.000 a 1.0 mm (Pasita)
1.000 a 0.5 mm (Frijol)
• Gruesa
• Mediana
0.500 a 0.25 mm(Ajonjolí)
• Fina
0.250 a 0.125 mm
• Muy Fina
.125 a 0.05 mm
• Limo
0.050 a 0.005 mm
Φ < 0.005
• Arcilla
Arcillas:
Las arcillas proceden de silicatos descompuestos de la roca madre. Son
principalmente una mezcla de silicatos de aluminio hidratados, los cuales pueden
incorporar además hierro, magnesio y potasio. La más típica es la caolinita (sílice,
alúmina y agua).
La presencia dominante de los silicatos de aluminio es la razón de que el
contenido en arcilla de los suelos sea expresada en tantos por ciento de óxido
alumínico o alúmina (A12O3).
Se pueden distinguir varios tipos de arcillas por la alteración hidrolítica, en función
de las características de la argilización. En el primer grado se forman arcillas
montmorilloníticas, caracterizadas por la presencia de complejos silicatos
alumínicos y sílice. Son de color ocre o rojo y muy plásticas, por lo que absorben
grandes cantidades de agua, lo que hace aumentar su volumen.
En el segundo grado se forman arcillas caoliníticas, caracterizadas por la escasez
de sílice y la neoformación de arcillas claras, que tienen una menor capacidad de
absorción de agua. El caolín es la arcilla y la caolinita el silicato alumínico
hidratado.
El tercer grado consiste en la laterización, cuando se ha eliminado totalmente el
sílice y en las arcillas se concentran elementos residuales en forma de hidróxidos
de aluminio y hierro, los cuales pueden formar corazas de gran consistencia
(lateritas). Se trata de una arcilla endurecida, como un ladrillo muy frecuente en los
países tropicales húmedos.
Las Gravas se clasifican de acuerdo al diámetro característico de las rocas en:
• Cantos Rodados
• Guijarros
• Guijas
Gránulos
Φ > 250 mm (Naranja)
250 a 65 mm (Mandarina)
64 a 15 mm (Limón)
14 a 5 mm (Ciruela)
7. Contaminación de suelos.
El daño que se causa a los suelos es de la misma magnitud que el que se causa
al agua y al aire, aunque en realidad algunas veces es menos evidente para
nosotros; sin embargo, es importante conocer los lugares donde es más probable
que se contamine el suelo. Algunos de estos sitios son los parques industriales,
los basureros municipales, las zonas urbanas muy pobladas y los depósitos de
químicos, combustibles y aceites, etc., sin dejar de mencionar las zonas agrícolas
donde se utilizan los fertilizantes o pesticidas de manera excesiva.
Dentro de los contaminantes de suelos se encuentran los residuos
antropogénicos, cuyo origen puede ser doméstico, industrial, de hospitales o de
laboratorios. Independientemente de su origen, los residuos pueden ser peligrosos
o no peligrosos.
Los peligrosos son aquellos que por sus características corrosivas, reactivas,
explosivas, tóxicas, inflamables o biológicas, representan un riesgo para la salud
de las personas y el ambiente, mientras que los residuos no peligrosos se
denominan residuos sólidos.
Los residuos sólidos pueden ser clasificados como degradables o no degradables,
considerándose un residuo degradable aquel que es factible de descomponerse
físicamente; por el contrario, los no degradables permanecen sin cambio durante
periodos muy grandes.
Es importante mencionar que la deposición de los residuos sólidos (degradables y
no degradables) implica responsabilidad y cuidado por parte de los ciudadanos de
este planeta.
IX.- ROCAS SEDIMENTARIAS
Todos los materiales que dieron formación a los suelos, son los mismos que
formaran, con el paso del tiempo, a otro tipo de roca ya que algunas veces son
acarreados y depositados formando capas horizontales para posteriormente ser
cementados por sílice o carbonato de calcio, incluso por limos o arcillas.
A este fenómeno se le conoce como Diagénesis (presión y temperatura) y
comprende la LITIFICACIÓN que incluye a la compactación (sale el agua por los
poros), la desecación (se evapora el agua), la cementación (puede ser por
carbonato de calcio, sílice calcedonia u ópalo) y la cristalización Se endurecen los
depósitos por temperatura y presión).
9.1.- TIPOS DE SEDIMENTOS.
Sedimentos Clásticos.- Estos son gravas, arenas, boleos y se incluyen las arcillas
y los limos.
Su clasificación depende de:
Composición
Tamaño
Clasificación de granos
Forma
Redondez
Esfericidad
TIPOS DE SEDIMENTOS NO CLASTICOS
Sedimentos Químicos
No contienen clastos, pero el material ha sido transportado y los componentes
fueron:
Disueltos
Transportados en solución
Precipitados químicamente
Se forman de dos maneras:
A través de reacciones bioquímicas como resultado de la actividad de plantas y
animales en el agua.
A través de reacciones inorgánicas en el agua.
Sedimentos Biogénicos formados por restos de plantas y animales que al morir
se incorporan y preservan al acumularse el sedimento.
Existen dos tipos principales:
Sedimento biogénico calcáreo y silíceo (corales, algas y organismos como
radiolarios y diatomeas
Sedimento orgánico formado de substancias debido a la descomposición parcial
de materia orgánica:
9.2.- CLASIFICACION DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.
ORIGEN
DETRITICO
TEXTURA
CLASTICA
TAMAÑO DE PARTICULAS
GRAVA
ARENA
LIMO
ARCILLA
COMPOSICION
CALCITA (CaCo3)
DOLOMIA (MgCo3)
CaSo4 + 2H2O
(NaCl)
BIOQUÍMICAS-CALCITA (CaCo3)
CARBÓN
RESTOS ORGÁNICOS
INORGANICO. NO CLASTICA
O QUÍMICAS
NOMBRE DE LA ROCA.
CONGLOMERADO.
BRECHA.
AGLOMERADO
ARENISCA
LIMOLITA
LUTITA.
CALIZA
DOLOMITA
YESO
HALITA
CALIZA
CARBÓN
COQUINA
9.3.- MINERALES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Los Minerales más comunes de las Rocas Sedimentarias son: El cuarzo, la calcita
y la dolomita. Los menos comunes y de sílice son el ópalo, silex, pedernal,
calcedonia y jaspe, además de las micas, limonita, gohetita y hematita; los menos
comunes y de composición variable son el yeso (3 p.p.m.) y la Halita (100 p.p.m.).
Composición Mineralógica De Las Rocas Sedimentarias En Porcentajes
ARENISCAS
Cuarzo ----------- 69.8 %
8.4 %
Feldespatos-- ----1.2 %
Micas -----------Clorita-------- -- 1.1 %
Carbonatos ------ 10.6 %
Minerales Arcillosos -- 6.9 %
Minerales de Fierro---- 1.7 %
0.3 %
Otros ------------
CALIZAS.
Cuarzo -------------3.7 %
Feldespatos---------2.2 %
Carbonatos---------92.8 %
Minerales Arcillosos - ---- 1.0 %
Minerales de Fierro -------- 0.1 %
Otros --------------0.2 %
Las areniscas, lodolitas, lutitas y calizas, comprenden el 99.0% de las Rocas
Sedimentarias. Las lodolitas y las lutitas son más abundantes que las Calizas.
Los depósitos clásticos de las rocas sedimentarias son los mas importantes
debido a que se pueden obtener materiales para la construcción (gravas, arenas, y
arcillas).
El color de las Rocas Sedimentarias puede variar desde el gris al púrpura pasando
por el rojo, café, verde, rosa (se deben a los óxidos de fierro) y negro que se debe
a la materia orgánica.
9.4.- ESTRUCTURAS EN LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Las rocas sedimentarias tienen varias estructuras características desde su origen
como por ejemplo la Estratificación que puede ser paralela o cruzada; el Arreglo
de sus partículas en las capas que se encuentran como capas uniformes, capas
no clasificadas y capas graduadas; además de lo anterior, tienen ciertas
Características superficiales que se observa a simple vista como pueden ser
marcas de oleaje, grietas de desecación, concreciones, nódulos, geodas y fósiles,
asi como su color, y grietas de desecación.
NODULO.- Cuerpo irregular, abultado, de material diferente al sedimento y a la
estratificación y que unidos forman capas continuas; por ejemplo el pedernal, y la
calcedonia (son de sílice y de 30 cm. en promedio), se encuentran en calizas o
dolomitas.
CONCRESION.- Concentración local de cementante litificado de tamaño variable,
generalmente esféricos o en forma de disco.
GEODA.- compuesto por Calcedonia como capa exterior y con minerales de
cuarzo en su interior, se encuentra en calizas y lutitas, por su forma interior esw
muy apreciada por coleccionistas.
Los Medios de acumulación donde se forman las rocas sedimentarias después de
ser transportadas, varían con la fuente de material, con las formas de transporte y
con los métodos de depósito y pueden ser marina, fluvial, eólico y lacustre, siendo
el medio de transporte el agua, el viento, el hielo, el hombre y los animales.
9.5.- AMBIENTES DE DEPÓSITO.
Es el lugar de acumulación de los sedimentos y se clasifican como
CONTINENTAL, TRANSICIONAL Y MARINO.
El Continental se divide a su vez como Fluvial, Lacustre, Glacial, Eólico y de
Pantanos
El Transicional se divide en Plataforma Continental:
Cercano a Costa
Estuarino
Deltaico
Playa
Alejado de Costa
Plataforma Carbonatada y Arrecifes
Cuencas Marinas Evaporíticas
El Marino Se Divide
Talud Continental
Turbiditas
Abanicos Marinos
Fondo Marino
Sedimentos Terrígenos
Sedimentos pelágicos
Sedimento Volcánico
9.6.- USOS.
Las Areniscas se utilizan en las fábricas de vidrio para la pulimentación de
metales, productos refractarios; también se emplea en la industria de la
construcción.
El conglomerado, el aglomerado y la brecha se utilizan como banco de préstamo
donde se obtiene la grava, la arena y la arcilla.
De la lutita se obtiene la arcilla.
Las calizas y las dolomitas son la materia prima del cemento.
Aproximadamente 75% de las rocas existentes en el mundo son rocas
sedimentarias (en extensión), teniendo a veces espesores máximos de hasta 18
300 m.
X.- ROCAS METAMÓRFICAS
Las rocas metamórficas son aquellas que surgen por transformación de los
minerales que integran otras rocas preexistentes en la corteza terrestre. Los
agentes que intervienen en el metamorfismo son, principalmente, la presión y la
temperatura, que actúan sobre las rocas en estado sólido.
El metamorfismo es un proceso izo químico, es decir, que no supone ningún
cambio químico en la composición de las rocas implicadas, en caso contrario nos
encontraríamos en presencia de un proceso denominado metasomátismo.
10.1.- AGENTES DEL METAMÓRFISMO.
Temperatura
La temperatura aumenta conforme avanzamos hacia el interior de la Tierra. El
denominado gradiente geotérmico (término medio de incremento de temperatura)
es alrededor de unos 30º C. por cada kilómetro de profundidad (salvo excepciones
de tipo local); esto significa que en lo más profundo de la corteza la temperatura
es superior a los 300º C. (puede alcanzar los 700º C.).
Presión
La presión, al igual que la temperatura, también aumenta con la profundidad, pero
es variable en aquellas zonas en que se manifiestan procesos de colisión de
placas, o en los bordes de las placas; en estos casos la presión es mayor por
efecto de fuerzas compresivas, justamente al contrario de lo que sucede en las
dorsales oceánicas, en que la fuerzas desarrolladas son distensivas.
Presión litostática
Las rocas que se encuentran situadas en las zonas más internas de la corteza,
están expuestas a la llamada presión litostática (también llamada presión de
carga), es decir, a la carga de los materiales que se encuentran situados por
encima. Esta presión es de tipo hidrostático; esto significa que la fuerza está
aplicada en todas las direcciones y sentidos como sucede en el interior de un
líquido (ejemplo de los vasos comunicantes), y varía únicamente con la
profundidad. Las bomba hidráulica de freno de un vehículo, por ejemplo, sirve para
explicar como una presión ejercida sobre un pedal, se transmite mediante un
líquido (aceite por lo general) hasta el émbolo encargado de desplazar la pastilla
sobre el disco de frenado; esto ocurre porque una pequeña superficie de un
líquido (extremo del émbolo) que se encuentra a una distancia dada de otra
superficie libre (extremo del pedal), recibe una presión únicamente por efecto del
peso del líquido que tiene por encima (a través del tubo).
Presión de fluidos y de confinamiento
Además de la presión litostática, que es debida únicamente a la carga ejercida
sobre las rocas más internas a través de los materiales sólidos que se encuentran
por encima, se distingue otro tipo llamado presión de fluidos. Esta fuerza tiene
lugar en rocas permeables que permiten el paso de líquidos (agua, petróleo...) a
través de sus poros, grietas o fisuras. A la combinación o suma de ambas
presiones litostáticas y de fluidos se le denomina presión de confinamiento.
10.2.- TIPOS DE METAMORFISMO.
La textura de las rocas metamórficas, así como los cambios en la proporción o
composición de los minerales que contienen, está causado fundamentalmente por
la presión y temperatura. Los diferentes tipos de metamorfismo, tienen que ver con
la intensidad en que estos agentes predominan uno sobre otro, o mantienen
fuerzas dinámicas semejantes. Se distinguen el metamorfismo dinámico,
metamorfismo de contacto y metamorfismo regional.
Metamorfismo dinámico
El metamorfismo dinámico, también llamado dinamometamorfismo, es
consecuencia directa de las fuerzas ejercidas por la presión. Su ámbito de
actuación son las fallas y zonas de fracturas, donde se liberan grandes cantidades
de energía por efecto de los desplazamientos de placas o bloques, los cuales
provocan la trituración o disgregación de los materiales que las integran.
La manifestación del metamorfismo dinámico se denomina cataclasis o
brechificación y su consecuencia (las rocas resultantes) cataclasitas o brechas de
falla. Dependiendo de las características de textura, las cataclasitas se dividen en
rocas brechoidales, formadas por unidades angulosas que están englobadas en
una matriz más fina; rocas facoidales, donde las unidades presentan forma de
elipsoide; rocas miloníticas, de grano muy fino (microscópicos) por efecto de una
trituración muy intensa; y rocas vitrificadas, que presenta aspecto vítreo
(semejante al vidrio).
Las presiones tectónicas y el sentido en que ejercen, también pueden realizar
cambios en la textura de los minerales. Así, los esquistos y pizarras, consistentes
en unos planos exfoliados en las rocas, surgen cuando se orientan en forma
perpendicular a la presión ejercida.
Por su parte, las migmatitas y gneises, surgen cuando, por efecto de la presión,
los minerales se separan en láminas paralelas (foliación). Durante el proceso, en
algunos gneises, algunos minerales (como ortosas y cuarzos) pueden quedar
desorientados dentro de las láminas, lo que da lugar a los denominados gneises
glandulares o gneises de ojo de sapo, en que los minerales aparecen
sobresaliendo sobre la textura de la roca.
Metamorfismo de contacto
En el metamorfismo de contacto, también llamado metamorfismo térmico, se
manifiesta precisamente por efecto de la temperatura. Las masas magmáticas,
cuando ascienden a la superficie de la corteza terrestre, encuentran en su camino
rocas que están a temperaturas muy inferiores; las altas diferencias de
temperatura existentes provocan que las rocas sufran transformaciones en los
minerales que contienen. Dado que el ámbito en que sucede este fenómeno,
abarca solamente el de actuación de los magmas (las rocas que rodean a éstos),
forman superficies limitadas en extensión denominadas aureolas metamórficas.
Cada mineral fusiona a una temperatura diferente, esto implica que, conforme
varía, surgen intervalos en que un mineral se mantiene estable a esa temperatura;
el resultado es que diferentes minerales se han ido consolidando a lo largo de
diferentes valores térmicos, aquellos en que el mineral mantenía su equilibrio; a
los minerales consolidados de esta forma se les denomina minerales índice. En
función de la temperatura creciente, se forman consecutivamente los minerales
índices: clorita, biotita, andalucita y sillimanita. Este tipo de minerales también se
dan en el tipo de metamorfismo regional.
Metamorfismo regional
El metamorfismo regional, también llamado metamorfismo termodinámico, se
manifiesta por efecto de la temperatura y la presión actuando conjuntamente. El
grado de metamorfismo será más intenso cuanto mayor sean estos agentes,
distinguiéndose progresivamente rocas de metamorfismo bajo, medio y alto. En
cada uno de estos grados aparecen rocas con características muy definidas,
ejemplo de las series pelíticas (limonitas, arcillitas.) que parten de sedimentos
arcillosos. Este tipo de metamorfismo afecta a grandes extensiones, y son típicas
en las cuencas geosinclinales y orogénicas. Conforme se avanza internamente en
el geosinclinal, los sedimentos arcillosos son sometidos a los citados agentes de
presión y temperatura, que van igualmente aumentando proporcionalmente con la
profundidad, dando lugar a una serie de rocas según el grado de metamorfismo de
que se trate, y que en orden ascendente son: arcillas, pizarras, esquistos y gneis.
Si continuamos avanzando en profundidad, las crecientes temperaturas llegan a
fundir los gneises parcialmente dando lugar a las rocas denominadas migmatitas;
éstas, a su vez, también se fundirán si la temperatura aumenta aún más, cuyas
masas consolidadas forman los llamados granitos de anatexia (el proceso de
fusión de la roca se llama precisamente anatexia).
10.3.- TIPOS DE ROCAS METAMÓRFICAS
Las rocas metamórficas surgen por la transformación endógena de las rocas
preexistentes en el interior de la corteza terrestre, es decir, aquellas que no se
encuentran en estado fluido, aunque su origen sea ígneo o sedimentario. Las
rocas metamórficas pueden incluso ser fruto de la transformación de otras rocas
también metamórficas, formadas en ciclos geológicos anteriores. Debido a esto, y
también a que en la corteza existen gran cantidad de formaciones rocosas ígneas
y sedimentarias, este tipo de rocas pueden ser de características muy variadas.
Pizarras
Las pizarras son rocas originadas por metamorfismo regional, a base de rocas
sedimentarias arcillosas. Son de color negro azulado y grano muy fino. Su textura
es esquistosa y se puede dividir fácilmente en hojas delgadas y planas.
Determinados tipos de pizarra negra tiene utilidad en la construcción
(preferentemente como teja); también eran utilizadas antiguamente como tableros
de escritura en las aulas. Se distinguen según su estructura las pizarras arcillosas,
bituminosas, micáceas y cristalinas, entre otras.
Filitas
Las filitas, del latín filu (hilo), son rocas metamórficas de características
intermedias entre las pizarras y los esquistos micáceos. En realidad, son muy
similares a las pizarras, pero se diferencian de estos en que surgen por
metamorfismo regional muy profundo, por ello su textura es de grano más grueso,
con superficies satinadas por efecto de la clorita y las micas recristalizadas.
Esquistos
Los esquistos, del griego scrhistós (dividido), son cualquiera de las rocas
originadas por metamorfismo regional que presente estructura laminar, y aspecto
pizarroso y homogéneo; especialmente aquellos cuyas superficies de exfoliación
poseen brillos satinados. Contienen minerales en granos grandes y muchos otros
micáceos (a la orientación de las micas se debe su brillo satinado), todos ellos
distribuidos microscópicamente mediante alineaciones diferenciadas.
Dentro del metamorfismo regional, los esquistos son el tipo de roca más común y
extendida. Según la intensidad del metamorfismo y los minerales que intervienen,
se distinguen: esquistos arcillosos, arenáceos, amfibolíticos, cloríticos, micáceos,
moteados, talcosos y verdes.
Esquistos arcillosos
Los esquistos arcillosos se originan a partir de arcillas, por metamorfismo regional
de baja intensidad. Se diferencia en su composición de la roca original, en que
posee un mayor contenido en moscovita.
Esquistos arenáceos
Los esquistos arenáceos se originan a partir de areniscas ricas en feldespatos, por
metamorfismo regional de baja intensidad. Por el bajo contenido en minerales
micáceos presentan generalmente escasa esquistosidad.
Esquistos anfibolíticos
Los esquistos anfibolíticos se originan a partir de rocas ígneas básicas y rocas
sedimentarias, por metamorfismo regional de elevada o media intensidad. Posee
escasos minerales micáceos, y su esquistosidad no es tan aparente debido, sobre
todo, a la disposición paralela de los cristales de hornblenda que contienen.
Esquistos cloríticos
Los esquistos cloríticos se originan a partir de rocas básicas por
dinamometamorfismo. Se diferencian de otras rocas similares cuya formación ha
sido por metamorfismo regional, en que sus yacimientos se muestran asociados a
fallas, y también en que suelen aparecer restos de la roca original de la que
surgieron.
Esquistos micáceos
Los esquistos micáceos son muy frecuentes. Se originan a partir de arcillas,
cuarzos, feldespatos, biotitas y moscovitas, por metamorfismo regional intenso.
Cuando el metamorfismo es aún más intenso se originan los esquistos micáceos
gneisicos, debido a la disminución progresiva de los minerales micáceos y
aumento de minerales de hábito prismático o tabular. En los esquistos micáceos,
los minerales se orientan paralelamente y recubren la superficie de los planos de
esquistosidad. Otras formas de esquistos micáceos menos frecuentes son los
granatíferos (granate), originados a partir de cristales de clorita; y tremolíticos
(tremolita), que se forman a partir de la dolomita que ya existía en la roca arcillosa.
Esquistos moteados Los esquistos moteados se originan a partir de esquistos
arcillosos por metamorfismo de contacto. Deben el nombre a la presencia de
numerosas manchas oscuras que, ordinariamente, se producen durante un
proceso gradual de transformación de los minerales, donde la temperatura y el
tiempo de consolidación son factores determinantes. Así, durante el aumento de
temperatura se inicia el proceso de transformación de los minerales arcillosos en
clorita y moscovita; sin embargo, cuando la temperatura se reduce, si el proceso
todavía no ha finalizado quedan diseminados por toda la roca una serie de núcleos
cuya composición sigue siendo arcillosa, mostrando así el típico aspecto moteado.
A partir de los restos orgánicos de la roca original se puede formar grafito, y
presentar también manchas en las zonas externas de la aureola metamórfica.
Esquistos talcosos
Los esquistos talcosos se originan por metasomatismo a partir de rocas que
contienen silicatos de magnesio. Cuando esos minerales reaccionan por acción
del dióxido de carbono, se forman carbonatos y talcos, tales como la dolomita y
magnesita.
Esquisto verde
Los esquistos verdes se originan a partir de rocas ígneas básicas y ultrabásicas, o
algunas de tipo sedimentario como grauvacas y calizas, por metamorfismo
regional a temperaturas casi siempre bajas. Presentan colores entre verde claro y
negro, dependiendo de la proporción de los minerales que contienen, los cuales
son generalmente tremolita, talco, clorita, serpentina y epidota.
Micacitas
Las micacitas son rocas originadas por metamorfismo regional a presiones y
temperaturas muy elevadas. Presentan coloraciones diversas según la proporción
de los minerales que contienen, que son predominantemente mica, cuarzo, albita,
epidota y granate.
Gneises
Los gneises son rocas originadas por metamorfismo regional muy intenso, y de
composición similar a los granitos y otras rocas feldespáticas (la proporción de
minerales ferromagnésicos es mínima). Se caracterizan por tener los cristales de
mica dispuestos en bandas más o menos paralelas, y una esquistosidad mal
definida. Si presentan cristales feldespáticos o cuarzos de gran tamaño, se
denominan gneises glandulares o más corrientemente gneises de ojo de sapo. Las
formaciones de gneises pueden consistir en grandes macizos, como ocurre con
los batolitos graníticos.
Anfibolitas
Las anfibolitas son rocas duras y tenaces, de color verde oscuro, originadas por un
metamorfismo de intensidad elevada a media, a partir de rocas magmáticas
básicas, como los gabros, y otras de origen sedimentario en menor proporción,
como las calizas. Están compuestas principalmente por anfibol (hornblenda),
feldespato (en menor cantidad), cuarzo o mica. En el proceso de aumento de
presión y temperatura, la hornblenda se torna inestable transformándose en
piroxenos, o en eclogitas si también va acompañada por granate.
Mármoles
Los mármoles (del latín marmore), son rocas de grano fino o grueso compuestas
por calcita y dolomita, originadas a partir de rocas calizas sedimentarias por
metamorfismo regional o de contacto. Son de textura compacta y cristalina, y
contienen generalmente sustancias que le aportan colores diversos, manchas o
vetas. Son susceptibles de pulir, presentando gran atractivo que le hacen muy
estimadas en la construcción y ornamentación. Son famosos los yacimientos de
Carrara, Pirineo Francés, Montevideo, Pentélico y Paros, entre otros.
Según su textura, se distinguen: mármoles de brecha, los que están formados con
fragmentos irregulares, fuertemente cementados con una pasta homogénea;
mármoles de brocatel, los que presentan manchas y vetas de variados colores;
mármoles de estuario, los blancos, sacaroideos y muy homogéneos, apreciados
para su utilización en la construcción de estatuas; mármoles de lumaquela, los que
contienen gran cantidad de fragmentos de conchas y otros restos fósiles; y
mármoles de serpentino, los que tienen parte de serpentina o presentan una
textura similar a ella.
Cuarcitas
Las cuarcitas son rocas originadas por metamorfismo regional o de contacto, a
partir de cuarzos (areniscas, arcosas y grauvacas, entre un 60 y 90%). Son de
textura granuda y color gris o blanco. Presentan también otros minerales
secundarios muy variados, y en base a ello las cuarcitas se distinguen en:
micáceas, feldespáticas, aluminosas, granatíferas, cloríticas y actinolíticas.
10.4.- MINERALES DE LAS ROCAS METAMORFICAS.
Los minerales primarios de las rocas metamórficas son: Cuarzo, Talco,
Hornblenda, Micas, Feldespatos, Clorita, Sericita, Epidota, Actinolita, Diopsida,
Granates, Olivinos, Serpentina, Estaurolita, Grafito, Magnetita, Brucita, Glauconita,
Actinota y Distena.
Como minerales secundarios tenemos a los siguientes Magnesita, Estilpnomelana,
Andalucita, Cianita, Sillimanita,
Carbonatos, Pirofilita, Ankelita, Tremolita,
Almandita, Apatito y Cordierita.