Ciclo de las Rocas Como forma general e ilustrativa para describir los fenómenos a los cuales se encuentran sometidos las rocas y los suelos el Ciclo de las Rocas es el eje central para ser presentados. El Ciclo de las Rocas ilustra las posibles transformaciones de unas rocas en otras y nos muestra los Procesos Geológicos que originan los diferentes tipos de rocas: Sedimentarias, Magmáticas y nuestro enfoque de estudio Metamórficas; esta como una forma de ver las relaciones entre los procesos internos y externos de la Tierra, relaciona estos tres grupos de rocas uno con otro, con procesos superficiales como el intemperismo, transporte y depositación; y con procesos internos como la generación del Magma y el Metamorfismo. El movimiento de placas es el mecanismo responsable de reciclar los materiales de la roca y, en consecuencia, de impulsar el ciclo de la misma.
Esquema general del ciclo de las rocas
VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
1
Los Magmas como fuente principal de las rocas, son material completa o parcialmente fundido, que al enfriarse se solidifica y forma una roca ígnea. Conforme se enfría un magma, los iones del fundido empiezan a perder movilidad y a disponerse en estructuras cristalinas ordenadas.
Las Rocas Ígneas resultan de la cristalización del magma y de la acumulación y consolidación de materiales expulsados por los volcanes, como las cenizas. Al enfriarse el magma, los minerales se cristalizan y la roca resultante se caracteriza por el entrelazamiento de partículas minerales. El magma que se enfría lentamente bajo la superficie produce Rocas Ígneas Intrusivas; el magma que se enfría en la superficie produce Rocas Ígneas Extrusivas. Las rocas expuestas en la superficie de la tierra se desintegran en partículas y se disuelven mediante varios procesos de intemperización. Las partículas y el material disuelto pueden ser transportados por el viento, el agua o el hielo y, con el tiempo, ser depositados como sedimento. Este sedimento puede entonces compactarse o cementarse y formar roca sedimentaria.
Formación de rocas ígneas
Las Rocas Metamórficas resultan de la transformación de otras rocas, comúnmente bajo la superficie, por la temperatura, la presión y la actividad química de los fluidos. Por ejemplo, el Mármol, material preferido por muchos escultores y constructores, es una roca metamórfica que se produce cuando los agentes del metamorfismo se aplican a rocas sedimentarias como la Caliza o la Dolomía. Las rocas VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
2
metamórficas son foliadas o no foliadas. La foliación, alineación paralela de minerales debida a la presión, le da a la roca una apariencia de capas o bandas.
Metamorfismo
Las Rocas Sedimentarias se originan por la consolidación de fragmentos de roca, la precipitación de materia de una solución o la compactación de restos vegetales o animales. Como las rocas sedimentarias se forman en la superficie de la Tierra o cerca de ella, los geólogos pueden hacer inferencias acerca del ambiente en el cual fueron depositadas, el tipo de agente de transporte y tal vez hasta el origen del que se derivaron los sedimentos. De acuerdo con esto, las rocas sedimentarias son muy útiles para interpretar la historia de la Tierra.
Procesos Sedimentarios Son todos los que tienen que ver con la producción, movilidad, depósito y acumulación de sedimentos y que intervienen en la formación de las rocas sedimentarias. Forman parte del ciclo de las rocas (o más específicamente del ciclo sedimentario). Ocurren sobre la superficie terrestre o bien a relativamente poca profundidad bajo la superficie terrestre • • • • • •
Intemperismo (incluida la Edafización) Erosión (implica la acción de un agente erosivo) Transporte de sedimentos (agente de transporte) Depósito de sedimentos (condiciones, medio de depósito, ambiente) Acumulación Litificación (compactación, cementación) VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
3
•
Diagénesis
Intemperismo, descomposición y desgaste (desintegración, destrucción) de las rocas debido a la acción de la intemperie. • •
•
Químico (oxidación, disolución, carbonatación/hidrólisis); Mecánico (Acción del Hielo, Efecto de temperatura, contracción/expansión; Expansión por descompresión; Crecimiento de Plantas. Químico + Mecánico (Biológico; exfoliación, intemperismo esferoidal)
El grado y velocidad de intemperismo dependen principalmente (entre otros factores) del tipo de roca y del clima: composición del material parental o roca original (tipo de roca), superficie expuesta al intemperismo, tamaño de partículas, diaclasas o fracturas (textura y estructura de la roca), temperatura y disponibilidad de agua (dependientes del clima).
Erosion, Disgregación y desgaste de las rocas debido a la acción de agentes (agua, aire, viento, gravedad) y de las partículas sólidas inmersas en tales agentes. Agentes erosivos: Agua en forma de: Lluvia (erosión pluvial), Ríos y Corrientes fluviales (erosión fluvial), Oleaje y Corrientes marinas (erosión marina) Gravedad + agua Flujos de masas y deslizamientos (por saturación de agua y gravedad) Hielo (erosión glaciar) Viento (erosión eólica). •
•
• •
Edaficación, conjunto de procesos de erosión e intemperismo mediante los cuales las rocas o sedimentos se convierten en suelo. Transporte, movimiento de partículas separadas de las rocas por acción de la gravedad, y la de algún medio de transporte (viento, agua en forma de corrientes fluviales, marinas y hielo). Erosión y transporte son dos procesos que ocurren simultáneamente (Þ agente erosión = medio de transporte). La capacidad de carga y transporte de partículas en cada medio de transporte, y la forma de viaje de tales partículas en estos medios (arrastre, suspensión, tracción, saltación), así como la velocidad a la que erosiona, transporta y deposita partículas cada uno de estos medios, son objeto de estudio de la Sedimentología (y Mecánica de fluidos). Transporte y erosión en condiciones especiales producen diversas estructuras sedimentarias que se conservan en las rocas y que de cuyo estudio se infiere como fueron estas condiciones de transporte y depósito.
Depósito, asentamiento de las partículas en movimiento (suspensión de la acción de transporte) debido a un cambio de velocidad en el medio de transporte. De acuerdo al tamaño de las partículas y la velocidad de transporte, algunas partículas se depositan primero en tanto que otras pueden continuar en movimiento. VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
4
Acumulación, formación de capas debido a eventos sucesivos de depósito. Si el depósito la acumulación son suspendidas, se puede producir erosión y la formación de discordancias. El depósito y acumulación ocurre en diferentes ambientes:
Continental (ríos, lagos, pantanos, zonas desérticas; glaciares) Mixto (zona litoral, deltas, barras o bancos de arena, lagunas costeras, sabkhas) Marino (en plataforma continental cercano a costa, en plataforma alejado de costa, en zonas arrecifales, en talud continental, en planicie abisal. Adicionalmente se puede especificar si es marco tectónico activo pasivo) En cada ambiente sedimentario se depositan diferentes tipos o asociaciones de sedimentos, (y también se producen determinadas formas del relieve, estudiadas por la Geomorfología), todo ello como resultado de que en cada sitio ocurren determinados procesos sedimentarios, objeto de estudio de la Sedimentología. Cuando se estudian las rocas se analizan todas sus características y los cambios laterales y verticales de sus características (capas de depósitos acumulados) todo ello para inferir cuáles fueron los procesos sedimentarios y el medio en que ocurrieron tales procesos que formaron a las rocas estudiadas, estos son los estudios objeto de la Estratigrafía.
LITIFICACION, procesos que convierten los materiales depositados en roca consolidada, ocurren una vez enterrados los sedimentos, son los siguientes: •
•
Compactación, reducción de espacios porosos. Resulta en desecación y reducción de volumen d e los espesores de capas acumuladas. Cementación, depósito, precipitación o cristalización de materiales cementantes (calcita o aragonita: CaCO3; sílice: SiO2, óxidos de hierro o hematita: Fe2O3) en los espacios porosos o vacíos de las rocas)
Diagnesis, cambios físicos, químicos y biológicos, debidos a la presión, temperatura (< 200° C), circulación de fluidos, cambios de pH, en condiciones de enterramiento. Pueden ser: • • • •
Disolución Recristalización Reemplazamiento de minerales Cristalización autigénica
VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
5
Procesos Sedimentarios Ahora, tal ciclo en relación con las interacciones de las placas, es hasta cierto punto un determinante del tipo de roca que se ha de formar. Por ejemplo, la intemperización y la erosión producen sedimentos que son transportados por agentes como el agua corriente de los continentes a los océanos, donde se d epositan y acumulan. Estos sedimentos, algunos de los cuales se litifican y convierten en roca sedimentaria, se vuelven parte de una placa que se mueve junto con la corteza oceánica subyacente. Cuando las placas convergen, el calor y la presión que se generan a lo largo del límite de la placa pueden dar lugar a actividad ígnea y de metamorfismo dentro de la placa oceánica descendente, produciendo de este modo diversas rocas ígneas y metamórficas. Parte del sedimento y de la roca sedimentaria se subduce y funde, mientras otros sedimentos y rocas sedimentarias a lo largo del límite de la placa no subducida son metamorfoseados por el calor y la presión que se generan a lo largo del límite de la placa convergente. Más tarde, el cordón montañoso o las cadenas de islas volcánicas formadas a lo largo del límite de la placa convergente serán nuevamente sometidos a la intemperie y la erosión, mientras los nuevos sedimentos serán transportados a los océanos para iniciar otro ciclo más. También, Las rocas ígneas, en vez de ser expuestas a la meteorización y a la erosión en la superficie terrestre, pueden permanecer enterradas profundamente. Esas masas pueden acabar siendo sometidas a VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
6
fuertes fuerzas de compresión y a temperaturas elevadas asociadas con la formación de montañas. Cuando esto ocurre, se transforman directamente en rocas metamórficas. Las rocas metamórficas y sedimentarias, así como los sedimentos, no siempre permanecen enterrados. Antes bien, las capas superiores pueden ser eliminadas, dejando expuestas las rocas que antes estaban enterradas. Cuando esto ocurre, los materiales son meteorizados y convertidos en nueva materia prima para las rocas sedimentarias. Las rocas pueden parecer masas invariables, pero el ciclo de las rocas demuestra que no es así. Los cambios, sin embargo, requieren tiempo; grandes cantidades de tiempo.
VÍCTOR ALFONSO SANTOS DÍAZ
7
