Exploración Geofísica - Propiedades Físicas de las Rocas

Introducción

La materia que conocemos hoy en día se comenzó a formar hace más de 13 mil millones de años, hablando de la Teoría del bigbang (la gran explosión), en los primeros segundos se formaron los elementos más comunes en el universo como el Hidrógeno y el Helio, el resto se formó más adelante. Hay elementos que son más pesados que otros, por lo tanto, como pasa con el agua y el aceite, por diferencia de densidades el más pesado queda abajo, lo mismo pasó con nuestro planeta al momento de su formación, los elementos más pesados quedaron en el núcleo y los más ligeros se combinaron y concentraron más en la superficie.

Las propiedades físicas de los materiales geológicos fueron estudiadas por años de forma independiente, hasta que la población mundial creció de forma que los recursos minerales, de hidrocarburos y agua escaseó, fue entonces que el ser humano se vio con la necesidad de desarrollar mejores tecnologías y conocimientos para buscar más recursos y alimentar la demanda mundial, por ello, el conocimiento que se tenía de los materiales fue muy importante en la búsqueda de los recursos, porque para ello, se necesitó saber más de estas propiedades físicas, tanto de los minerales como de las rocas y fluidos que existen en el subsuelo. Quizá la primera compañía en buscar recursos en el subsuelo de forma masiva fue la industria petrolera.

Desarrollo

La densidad de la cual hablamos con anterioridad y la que se usa para medir la masa de un cuerpo en el espacio, para las rocas y minerales se maneja como la gravedad específica, porque se compara con la densidad del agua la cual es de 1 g/cm3. Lo cual se traduce para los geólogos y geofísicos encargados de modelar el subsuelo para calcular la gravedad local (Alden, 2020).

Otra propiedad que es muy importante es la resistividad de los materiales que está medida en Ohmios por metro (Ω-m), y en el caso contrario o su inversa, la conductividad y que están relacionadas con la corriente eléctrica y campo eléctrico en la ley de Ohm, en el caso de la resistividad se refiera a la resistencia que opone un material en este caso una roca o mineral al paso de la corriente eléctrica, por otro lado, si la conductividad es su inversa, entonces la conductividad se refiere a la capacidad de un material de dejar fluir a la corriente eléctrica (No opone resistencia) y esta se mide en siemens por metro (S/m), en el caso de la resistividad varía con la cantidad de agua con sales en disolución, en el caso de la conductividad en una roca no es como normalmente se conoce sino que más bien es del tipo electrolítico que es condicionado por el flujo de iones en el fluido y su movilidad (Udías, 1997).

Por otra parte, la velocidad de las ondas sísmicas medidas por un sismógrafo, precisamente miden el tiempo que tardan en llegar al sismógrafo desde que éstas son creadas por los movimientos de la tierra (Naturales) o explosiones atómicas (Artificiales), este tiempo es registrado y se mide en kilómetros por segundo (Km/s) y contribuye al conocimiento de las velocidades de las ondas sísmicas por cada uno de los materiales de la corteza, aunque también con estos estudios se ha logrado conocer las demás capas de la Tierra como el núcleo externo donde las ondas del tipo S no penetran (Tarbuck, 2005).

Por último, la susceptibilidad magnética, en concreto, es la capacidad que tiene un cuerpo a ser magnetizado (Maldonado, 2020), esta susceptibilidad magnética depende de la naturaleza de cada cuerpo, por lo que es muy diferente para los minerales y pueden clasificarse por su comportamiento magnético como: Diamagneticos, Paramagnéticos, Ferromagnéticos y Ferrimagnéticos, como sabemos las propiedades de los materiales tienen unidades en el S.I., sin embargo, para la susceptibilidad magnética se manejan igual para los sistemas MKSA y SI por lo que, es un número puro que carece de dimensiones (Orellana, 1972).

Tabla 1. Valores de las propiedades físicas de los diferentes materiales geológicos

(Tabla pendiente)

Conclusión

Las propiedades físicas de las rocas, minerales, hidrocarburos y agua han sido muy importantes para la búsqueda de los mismos yacimientos, gracias a la demanda de la población creciente, las nuevas tecnologías de la comunicación y a la industria eléctrica y mecánica, recientemente a la industria aeroespacial. En la Tabla 1, la cual muestra los valores de las propiedades de los materiales geológicos más comunes de la corteza terrestre, fue creada a partir la recopilación de la información de (Alden, 2020), (Lillie, 1999), (Maldonado, 2020), (Miquel et al, 2017), (Orellana, 1972), (Pintos, 2009), (Pluto Rules, 2018), (Telford, 1990) y (Zhang et al, 2009) de todos estos autores la información se comparó y se plasmó lo más conveniente en la tabla.

Referencias

Alden A. (2020). Densities of Common Rocks and Minerals. University of New Hampshire. Consultado el 30 de abril de 2020 en: https://www.thoughtco.com/densities-of-common-rocks-and-minerals-1439119

Lillie, R. J. (1999). Whole Earth Geophysics: An Introductory Textbook for Geologists and Geophysicists (1st Edition). Pearson, p. 284-308

Maldonado Quelal, Y. A. (2020). Susceptibilidad magnética. GEOLOGIAWEB, Consultado el 01 de abril de 2020 en: https://geologiaweb.com/geofisica/metodo-magnetico/propiedades-magneticas/

Miquel González, L, Ortiz Rabell, G. y Castro Castiñeira, O. (2017) Aplicación de la técnica de tomografía axial computarizada para mejorar la caracterización de las rocas sello y reservorio de los yacimientos petroleros cubanos, Universidad Nacional de Colombia, Boletín de Ciencias de la Tierra, (41), p. 72-79.

Orellana, E. (1972). Prospección geoeléctrica en corriente continua (Segunda Edición). Paraninfo SA. Madrid, España, p. 38-103

Pintos, O (2009). Apuntes de Geofísica. Universidad Complutense de Madrid, p. 35

Pluto Rules. (2018). Rock-in ice cubed. Consultado el 30 de abril de 2020 en: https://www.plutorules.com/page-92-rockin-ice-cubed.html

Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., y Tasa, D. (2005). Ciencias de la Tierra, Una introducción a la geología física (8va Ed). Pearson Educación S. A., Madrid, España, 342-343 pp.

Telford, W. M., Geldart, L. P. and Sheriff, R. E. (1990). Applied Geophysics (2nd Edition). Cambridge University Press, p. 283-292

Udías, A. y Mezcua, J. (1997). Fundamentos de geofísica. Alianza Editorial, S. A. Madrid, España, p. 365-366

Zhang Xi, Louisa L. H. Tsang, Wang Yanghua, and Zhao Bing. (2009). Petrologic composition model of the upper crust in Bohai Bay basin, China, based on Lamé impedances. Applied Geophysics, 6 (4), p. 327-336