Ciclo de las rocas

En geología se llama roca al material compuesto de uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos. El concepto de roca no se relaciona necesariamente con la forma compacta o cohesionada; también las gravas, arenas, arcillas, o incluso el petróleo, son rocas.

Tipos de rocas

Las rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composición química, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio más usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas, aunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteración, que se estudian más a menudo entre las sedimentarias.

Rocas ígneas o magmáticas

Se forman por la solidificación del sodio, una masa mineral fundida que incluye volátiles, gases disueltos. El proceso es lento, cuando ocurre en las profundidades de la corteza, o más rápido, si acaece en la superficie. El resultado en el primer caso son rocas plutónicas o intrusivas, formadas por cristales gruesos y reconocibles, o rocas volcánicas o extrusivas, cuando el magma llega a la superficie, convertido en lava por desgasificación.

Rocas sedimentarias

En sentido estricto es metamórfica cualquier roca que se ha producido por la evolución de otra anterior al quedar esta sometida a un ambiente energéticamente muy distinto de su formación, mucho más caliente o más frío, o a una presión muy diferente. Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta alcanzar características que la hagan estable bajo esas nuevas condiciones.

El ciclo de las rocas o ciclo litológico

En el contexto del tiempo geológico las rocas sufren transformaciones debido a distintos procesos. Los agentes geológicos externos producen la meteorización y erosión, transporte y sedimentación de las rocas de la superficie.

• Meteorización: La meteorización es la desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre o próxima a ella como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos, con la participación de agentes biológicos.
• Erosión: La erosión es la incorporación y el transporte de material por un agente dinámico, como el agua, el viento o el hielo. Puede afectar a la roca o al suelo, e implica movimiento, es decir, transporte de granos y no a la disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización. La erosión es uno de los principales actores del ciclo geográfico. El material erosionado puede estar conformado por:
• Fragmentos de rocas producto de la meteorización mecánica (termoclastia, gelifracción, etc.) o formados por abrasión mecánica debida a la acción del viento, aguas o glaciares.
• Suelos, en especial aquellos que han sido despojados de su cubierta vegetal por tala o incendio.
• Sedimentación: La sedimentación es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado.

Ondas sísmicas

Onda sísmica

 

Las ondas sísmicas son un tipo de onda elástica consistentes en la propagación de perturbaciones temporales del campo de esfuerzos que generan pequeños movimientos en un medio.
Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales, los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientos urbanos.

Tipos de ondas sísmicas

 Hay dos tipos de ondas sísmicas: las ondas de cuerpo y las ondas superficiales. Existen otros modos de propagación de las ondas distintos a los que se describen en este artículo, pero son de importancia relativamente menor para las ondas producidas por la tierra, a pesar de que son importantes en el caso de la astrosismología, especialmente en la heliosismología.

Ondas internas

Las ondas de cuerpo viajan a través del interior. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refracción de ondas de luz.

Ondas P

 Las ondas P (primarias o primae) son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material líquido o sólido. Velocidades típicas son 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.

Ondas P de segunda especie

De acuerdo a la teoría de Biot, en el caso de medios porosos saturados por un fluido, las perturbaciones sísmicas se propagarán en forma de una onda rotacional (Onda S) y dos compresionales. Las dos ondas compresionales se suelen denominar como ondas P de primera y segunda especie.

Ondas S

Son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, éstas aparecen en el terreno algo después que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento sísmico y las que producen la mayor parte de los daños. Sólo se transladan a través de elementos sólidos.

Ondas Superficiales

Cuando las ondas de cuerpo llegan a la superficie, se generan las ondas L (longae), que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causante de los daños producidos por los sismos en las construcciones

Ondas de Love

Las ondas de Love son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de corte en superficie.

Ondas de Rayleigh

Las ondas Rayleigh, también denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt, Lord Rayleigh, en 1885.

Placas tectónicas

Una placa tectónica o placa litosférica es un fragmento de litosfera que se mueve como un bloque rígido sin presentar deformación interna sobre la astenósfera de la Tierra.

La tectónica de placas es la teoría que explica la estructura y dinámica de la superficie de la Tierra. Establece que la litosfera (la porción superior más fría y rígida de la Tierra) está fragmentada en una serie de placas que se desplazan sobre el manto terrestre. Esta teoría también describe el movimiento de las placas, sus direcciones e interacciones. La litosfera terrestre está dividida en placas grandes y en placas menores o microplacas. En los bordes de las placas se concentra actividad sísmica, volcánica y tectónica. Esto da lugar a la formación de grandes cadenas y cuencas.

La Tierra es el único planeta del Sistema Solar con placas tectónicas activas, aunque hay evidencias de que Marte, Venus y alguno de los satélites galileanos, como Europa, fueron tectónicamente activos en tiempos remotos.

Tipos de placas

Las placas litosféricas son esencialmente de dos tipos, en función de la clase de corteza que forma su superficie. Hay dos clases de corteza, la oceánica y la continental.

•  Placas oceánicas: Son placas cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada y de composición básica. Aparecerán sumergidas en toda su extensión, salvo por la presencia de edificios volcánicos intraplaca, de los que más altos aparecen emergidos, o por arcos de islas en alguno de sus bordes. Los ejemplos más notables se encuentran en el Pacífico: la placa Pacífica, la placa de Nazca, la placa de Cocos y la placa Filipina.

• Corteza continental: Es la parte de la corteza terrestre que forma los continentes. Es más gruesa que la corteza oceánica, su espesor puede ser de hasta 40 km y está compuesta principalmente por granito. La corteza continental es la capa más fría y más rígida de la Tierra, por lo que se deforma con dificultad. La corteza continental está formada por tres tipos de rocas: ígneas, sedimentarias o metamórficas.

• Placas mixtas: Son placas cubiertas en parte por corteza continental y en parte por corteza oceánica. La mayoría de las placas tienen este carácter. Para que una placa fuera íntegramente continental tendría que carecer de bordes de tipo divergente (dorsales) en su contorno. En teoría esto es posible en fases de convergencia y colisión de fragmentos continentales, y de hecho pueden interpretarse así algunas subplacas de las que forman los continentes. Valen como ejemplos de placas mixtas la placa Sudamericana o la placa Euroasiática.

Placas tectónicas del mundo

• Principales placas:

• Placa Sudamericana | Placa Norteamericana | Placa Euroasiática | Placa Indoaustraliana | Placa Africana | Placa Antártica | Placa Pacífica

• Placas secundarias:

• Placa de Cocos | Placa de Nazca | Placa Filipina | Placa Arábiga | Placa Escocesa | Placa Juan de Fuca | Placa del Caribe

• Otras Placas:

• Placa de Rivera | Placa de Ojotsk | Placa Amuria | Placa del Explorador | Placa de Gorda | Placa de Kula | Placa Somalí | Placa de Sunda

• Microplacas

• Placa de Birmania | Placa Yangtze | Placa de Timor | Placa Cabeza de Pájaro | Placa de Panamá

Límites de placa

• Límites divergentes: Corresponden al medio oceánico que se extiende, de manera discontinua, a lo largo del eje de las dorsales.

• Límites convergentes: Allí donde dos placas se encuentran. Hay dos casos muy distintos: 

• Subducción: Una de las placas se dobla, con un ángulo pequeño, hacia el interior de la Tierra, introduciéndose por debajo de la otra.

• Colisión: Se originan cuando la convergencia facilitada por la subducción provoca la aproximación de dos masas continentales.

• Límites de fricción: Es como llamamos a la situación en que dos placas aparecen separadas por un tramo de falla transformante. Las fallas transformantes quiebran transversalmente las dorsales, permitiéndoles desarrollar un trazado sinuoso a pesar de que su estructura interna exige que sean rectas.

Bordes de placa

Las zonas de las placas contiguas a los límites, los bordes de placa, son las regiones de mayor actividad geológica interna del planeta. En ellas se concentran:

• El vulcanismo: La mayor parte del vulcanismo activo se produce en el eje de las dorsales, en los límites divergentes, pero al ser submarino y de tipo fluidal, poco violento, pasa muy desapercibido.

• La orogénesis: es decir, el levantamiento de montañas. La orogénesis acompaña a la convergencia de placas, tanto donde hay subducción, donde se levantan arcos volcánicos y cordilleras, como los Andes, ricas en volcanes; como en los límites de colisión, donde el vulcanismo es escaso o ausente, pero la sismicidad es particularmente intensa.

• La sismicidad: Existen terremotos intraplaca, originados en fracturas en las regiones centrales y generalmente estables de las placas; pero la inmensa mayoría se producen en bordes de placa. Las circunstancias del clima y de la historia han hecho concentrarse una buena parte de la población mundial en las regiones más sísmicas de los continentes, las que forman los cinturones orogenéticos, junto a límites convergentes.

Interior de la Tierra

El interior del planeta, como el de otros planetas terrestres, está dividido en capas. La Tierra tiene una corteza externa de silicatos solidificados, un manto viscoso, y un núcleo con otras dos capas, una externa semisólida, mucho más fluida que el manto y una interna sólida.
Gran parte de nuestro conocimiento acerca del interior de la Tierra ha sido inferido de otras observaciones.
La estructura de la tierra puede establecerse según dos criterios diferentes. Según su composición química, el planeta puede dividirse en corteza, manto y núcleo (externo e interno); según sus propiedades físicas se definen la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y el núcleo.
La corteza terrestre es una capa comparativamente fina; su grosor oscila entre 3 km en las dorsales oceánicas. Los fondos de las grandes cuencas oceánicas están formados por la corteza oceánica.Los continentes están formados por la corteza continental, que está compuesta por rocas félsicas y más ligeras.
El manto terrestre se extiende hasta una profundidad de 2.890 km, lo que le convierte en la capa más grande del planeta.
La convección del manto es responsable, en la superficie, del movimiento de las placas tectónicas. Como el punto de fusión y la viscosidad de una sustancia dependen de la presión a la que esté sometida, la parte inferior del manto se mueve con mayor dificultad que el manto superior, aunque también los cambios químicos pueden tener importancia en este fenómeno.
El núcleo externo rodea al interno y se cree que está compuesto por una mezcla de hierro, níquel y otros elementos más ligeros. Recientes propuestas sugieren que la parte más interna del núcleo podría estar enriquecida con elementos muy pesados, con mayor número atómico que el cesio.
Se aceptaba, de manera general, que los movimientos de convección en el núcleo externo, combinados con el movimiento provocado por la rotación terrestre.ç
Litosfera
La litosfera comprende la corteza terrestre y la parte superior del manto. A pesar de su diferente composición química, forman una capa rígida y fría que actúa como una unidad. Tiene un grosor medio de 100 km y alcanza los 250 km bajo las porciones más antiguas de los continentes.

Astenosfera
La astenosfera se halla debajo de la litosfera, en el manto superior y alcanza los 660 km de profundidad. Su parte superior tiene unas condiciones de temperatura y presión que permiten la existencia de una pequeña porción de roca fundida, originando una capa muy dúctil que permite a la litosfera moverse con independencia de la astenosfera.

Mesosfera o manto inferior
Por debajo de la astenosfera se halla la mesosfera o manto inferior, donde el aumento de la presión contrarresta los efectos de la elevada temperatura y la resistencia de las rocas crece gradualmente con la profundidad hasta los 2.900 km de profundidad. La mesosfera es, pues, una capa más rígida y muy caliente.

Núcleo
El núcleo externo es una capa líquida cuyas corrientes de convección generan el campo magnético de la Tierra. El núcleo interno es una esfera de radio 1.216 km que, a pesar de su temperatura más elevada se comporta como un sólido debido a la enorme presión que soporta.