Las Rocas: Un vestigio del origen del planeta.

¿Cómo se sabe la edad de la Tierra?

Los materiales útiles, necesarios y esenciales los podemos encontrar en la corteza oceánica y continental en forma de minerales, a lo largo del tiempo los químicos, biólogos y recientemente los geólogos han tratado de responderse las preguntas de toda una vida, ¿De dónde venimos? ¿Qué somos y quiénes somos? Entre otras, lo cual ha llevado a grandes descubrimientos como lo es la separación de los elementos químicos de los minerales para el uso de ellos en nuestra vida cotidiana.

A lo largo de los años los científicos se han preguntado que significa que las rocas estén donde están y los minerales sean lo que son, se fue descubriendo que había una eterna relación entre ambos por lo que se decidió estudiar más a fondo las rocas, hasta que en 1915 Alfred Wegener escribió acerca del origen de los continentes y oceános, donde describió por primera vez la relación que existía entre los continentes Sudamericano y Sudafricano, decía “Son como dos piezas de rompecabezas” las cuales en algún momento estuvieron juntas, de esta forma se habló por primera vez de la hipótesis de la deriva continental la cual proponía un único supercontinente llamado Pangea formado por todos los continentes que hoy existen, con el paso de los años y las nuevas tecnologías esto se reforzó al encontrar evidencias en los continentes mencionados aparte de la teoría de que existen placas tectónicas las cuales se mueven en mucho tiempo (escala geológica, cm/año o incluso mm/año), con forme la tecnología avanzó se fueron reforzando estas ideas.

Pero, regresando a la pregunta principal, a partir de todos estos descubrimientos, los científicos comenzaron a demostrar donde estaban los límites continental y oceánico y de que estaban hechos, llegando a la conclusión de que la corteza oceánica está compuesta principalmente de una roca llamada Basalto, y la corteza continental de una roca llamada Granito, la eterna relación entre las rocas y los minerales que se encontraban era gracias a los diferentes tipos de magmas que se producían en el manto del planeta movidos por corrientes de convección y por la diferencia de densidades, dando lugar a diferencias significativas en la proporción de silicatos y ferromagnesianos en la composición de los diferentes magmas y por consiguiente de rocas y minerales. Gracias a estos descubrimientos se supo la relación existente entre roca y minerales pero lo que realmente estallaron los descubrimientos del siglo, fueron los isótopos y la radiactividad.

Al descubrir rocas que contenían isótopos radiactivos los científicos encontraron la forma de deducir la edad de ésa roca. Con ello comenzaron a descubrir cuanto tiempo habían existido en nuestro planeta, la máxima edad descubierta de una roca en nuestro planeta fue de más de 3 mil millones de años, lo cual es mucho pero no era la edad de nuestro planeta, para lograr saber esa edad los científicos analizaron muestras del material más primitivo de nuestro sistema solar, los meteoritos, en especial las condritas, las cuales nos dieron la edad de aproximadamente 4 600 000 000 de años.

¿Cómo clasificamos a las rocas?

En la Tierra el material más abundante son las rocas, para alguien que es curioso la variedad de estas es infinita, si las examinamos a detalle, podemos observar que tienen granos más pequeños y en ocasiones podremos encontrar variedad de vertebrados e invertebrados fósiles, registros geológicos palpables de la vida que existió en aquel momento. Los minerales son compuestos químicos, aunque en algunas ocasiones los podemos encontrar como un solo elemento (minerales nativos), cada uno de ellos con su propia composición y sus propias características físicas. Los cristales pueden ser macroscópicos o visibles a simple vista, de lo contrario debemos usar técnicas más especializadas como usar un microscopio para observar los minerales que a simple vista no podemos ver, para ello debemos observar sus características ópticas. La composición mineral y la textura de una roca, a su vez, son el reflejo de los procesos geológicos que la crearon. Todas las características de una roca son necesarias para determinar los procesos que las formaron, todo esto es necesario para comprender a nuestro planeta y ahora otros planetas también. La comprensión de estos procesos tiene aplicaciones como la búsqueda de recursos minerales y energéticos básicos y la solución de problemas ambientales.

Para una organización y mejor comprensión de las rocas los geólogos las han dividido en tres grandes grupos como lo son ígneas, Sedimentarias y Metamórficas. Cada grupo está relacionado con los demás por los procesos que actúan sobre el planeta y dentro de él.

Las Rocas Ígneas proviene del magma (roca fundida) cuando se enfría y solidifica. El magma se puede formar a varios niveles de profundidad en el interior de la corteza de la Tierra y el manto superior, conforme se enfría comienzan a cristalizar los minerales, cuando el magma permanece en el interior de la corteza y solidifica aquí, este proceso puede durar miles de años, lo cual permite que los cristales crezcan relativamente grandes antes de que solidifique por completo, a estas rocas se le han denominado rocas ígneas plutónicas o intrusivas, en ocasiones podemos ver estas rocas en la superficie pero esto se debe solo a la elevación y posterior erosión que las dejan expuestas a la vista, la Diorita, el Gabro y el Granito son algunos ejemplos de este tipo de rocas las cuales tienen en común que se formaron dentro de la corteza.

Por otro lado, existen diversos eventos eruptivos donde el magma se abre paso a la superficie con gran velocidad, cuando esto sucede el magma libera gases a la atmosfera cambiando su composición rápidamente dando lugar al término lava para referirnos a esta nueva composición, cuando sucede algo así, la lava solidifica muy rápido, sin darle tiempo a los cristales de crecer, quedando una roca que a simple vista podría verse como una sola masa, pero que en realidad sus cristales son muy pequeños para analizarlos a simple vista, a este tipo de rocas las denominamos rocas ígneas volcánicas o extrusivas, las Riolitas, el Basalto y la Dacita son algunos ejemplos de estas rocas.

Cuando una roca preexistente se erosiona da lugar a los sedimentos, la materia prima de las rocas sedimentarias, se acumulan en capas en la superficie de la Tierra. Son materiales que se forman a partir de rocas preexistentes por los procesos de meteorización. Algunos de estos procesos fragmentan físicamente la roca en piezas más pequeñas sin modificar su composición. Otros procesos de meteorización descomponen la roca, es decir, modifican químicamente los minerales en otros nuevos y en sustancias fácilmente solubles en agua. El agua, el viento o el hielo glacial suelen transportar los productos de la meteorización a lugares de sedimentación donde éstos forman capas relativamente planas. Normalmente los sedimentos se convierten en roca o se litifican por uno de los dos procesos siguientes. La compactación tiene lugar a medida que el peso de los materiales

suprayacentes comprime los sedimentos en masas más densas. La cementación se produce conforme el agua que contiene sustancias disueltas se filtra a través de los espacios intergranulares del sedimento. Con el tiempo, el material disuelto en agua precipita entre los granos y los cementa en una masa sólida. Los sedimentos que se originan y son transportados como partículas sólidas se denominan sedimentos detríticos y las rocas que éstos forman son las llamadas rocas sedimentarias detríticas. Las dimensiones de las partículas son la principal base para clasificar los miembros de esta categoría. Dos ejemplos comunes son la lutita y la arenisca. La lutita es una roca de grano fino compuesta por partículas del tamaño del limo (menos de 1/256 mm) y de la arcilla (entre 1/256 y 1/16 mm). La sedimentación de estos pequeños granos está asociada a ambientes «tranquilos» como ciénagas, llanuras fluviales expuestas a inundaciones y porciones de las cuencas oceánicas profundas. Arenisca es el nombre dado a las rocas sedimentarias en las que predominan granos del tamaño de la arena (entre 1/16 y 2 mm). Las areniscas se asocian con gran variedad de ambientes, entre ellos las playas y las dunas. Las rocas sedimentarias químicas se forman cuando el material disuelto en el agua precipita. A diferencia de las rocas sedimentarias detríticas, que se subdividen según el tamaño de las partículas, la principal base para distinguir las rocas sedimentarias químicas es su composición mineral. La caliza, la roca sedimentaria química más común, está compuesta principalmente por el mineral calcita (carbonato de calcio, CaCO3). Existen muchas variedades de caliza (Figura 1.9). Los tipos más abundantes tienen un origen bioquímico, lo que significa que los organismos que viven en el agua extraen la materia mineral disuelta y crean partes duras, como los caparazones. Después, estas partes duras se acumulan como sedimento.

Los geólogos calculan que las rocas sedimentarias representan sólo alrededor del 5 por ciento (en volumen) de los 16 km externos de la Tierra. Sin embargo, su importancia es bastante mayor de lo que podría indicar este porcentaje. Si tomara muestras de las rocas expuestas en la superficie, encontraría que la gran mayoría son sedimentarias. Por consiguiente, podemos considerar las rocas sedimentarias como una capa algo discontinua y relativamente delgada de la porción más externa de la corteza, lo cual tiene sentido, ya que el sedimento se acumula en la superficie.

A partir de las rocas sedimentarias, los geólogos reconstruyen muchos detalles de la historia de la Tierra. Dado que los sedimentos son depositados en muchos puntos diferentes de la superficie, las capas rocosas que acaban formando contienen muchas pistas sobre los ambientes de la superficie en el pasado. También pueden exhibir características que permiten a los geólogos descifrar información sobre cómo y desde dónde se transportó el sedimento. Además, son las rocas sedimentarias las que contienen fósiles, que son pruebas vitales en el estudio del pasado geológico.

Las Rocas Metamórficas son en pocas palabras rocas que han cambiado de forma por procesos internos y externos del planeta, se producen a partir de otras rocas preexistentes así cada roca metamórfica tiene una roca madre o protolito. La mayoría de estos cambios de forma tienen lugar a grandes profundidades de la corteza o incluso el manto superior de la Tierra donde dependiendo de ciertas temperaturas y presiones existe un cambio significativo en la roca. A menudo estos cambios incrementan progresivamente dando lugar a diferentes grados de metamorfismo (de bajo a alto grado de metamorfismo), por ejemplo, si en algún lugar existen las condiciones de un metamorfismo de bajo grado podría darse el caso de que una roca sedimentaria llamada lutita se convierta en una roca metamórfica llamada pizarra, en este caso el metamorfismo no cambió por completo la roca e incluso podemos observar rastros de la roca anterior. Por el contrario, un metamorfismo de alto grado provoca que la roca tenga un alto grado de transformación quedando una roca totalmente diferente al protolito haciendo muy difícil su investigación de origen, en estos grados de metamorfismo especialmente altos, las temperaturas pueden acercarse a las temperaturas de fusión (donde la roca se convierte en magma), sin embargo, en el metamorfismo la roca debe permanecer esencialmente sólida, porque, si se funde por completo entraríamos en el ámbito de la actividad ígnea.

En general el metamorfismo sucede en tres ambientes bien marcados en nuestro planeta.

El primero es cuando, un cuerpo magmático intruye en la roca dando lugar a un metamorfismo de contacto o térmico, en este caso el cambio está controlado por un aumento de la temperatura dentro de la roca huésped que rodea una intrusión ígnea. El segundo es el metamorfismo hidrotermal en la cual implica alteraciones químicas que se producen cuando el agua caliente rica en iones circula a través de las fracturas de las rocas. Este tipo de metamorfismo suele asociarse con la actividad ígnea que proporciona el calor necesario para provocar reacciones químicas y hacer que estos fluidos circulen a través de la roca. Por último, un tipo de metamorfismo que sucede durante la formación de las montañas, grandes cantidades de roca enterradas a una gran profundidad están sujetas a las presiones dirigidas y a las temperaturas elevadas asociadas con la deformación a gran escala denominada metamorfismo regional.

El grado de metamorfismo se refleja en la textura de la roca y la composición mineral. Durante el metamorfismo regional, los cristales de algunos minerales recristalizarán con una orientación perpendicular a la dirección de la fuerza compresiva. La alineación mineral resultante a menudo da a la roca una textura en láminas o en bandas llamada foliación. El esquisto y el gneis son dos ejemplos de rocas foliadas. Pero, no todas las rocas presentan una textura foliada, a las cuales obviamente se les llama “no foliadas”.

Las rocas metamórficas son un componente importante de muchos cinturones montañosos, donde constituyen una gran porción del núcleo cristalino de las montañas.

Incluso debajo de los interiores continentales estables, que en general están cubiertos por rocas sedimentarias, hay basamentos de rocas metamórficas. En todos estos ambientes, las rocas metamórficas suelen estar muy deformadas y contienen grandes intrusiones de masas ígneas. De hecho, partes importantes de la corteza continental de la Tierra están compuestas por rocas metamórficas y rocas ígneas asociadas.

El Ciclo de las Rocas

Para terminar, debemos entender a los tres tipos de rocas no separados sino como un solo ciclo, al cual se le ha llamado ciclo de las rocas, este ciclo liga a cualquier tipo de roca con las demás. El ciclo de las rocas nos permite analizar muchas de las interrelaciones entre las diferentes partes del sistema tierra, nos ayuda a entender el origen de cualquier tipo de roca.

Todo comienza con el magma (roca fundida) que como ya habíamos mencionado anteriormente cuando sale a superficie se convierte en lava y cuando solidifica se convierte en una roca ígnea, que dependiendo de si hablamos de un magma o lava solidificada vamos a hablar de los tipos de rocas ígneas que incluso hay intermedias.

Después estas rocas con el paso del tiempo por procesos de erosión y transporte o por otro proceso llamado meteorización (erosión in situ) se generan sedimentos que pueden contener cualquier tipo de minerales, eso va a depender del ambiente y las rocas que estén alrededor. El lugar donde estos sedimentos son transportados se llama ambiente sedimentario y el tamaño del grano de los sedimentos dependerá del tiempo que han sido erosionados y transportados, cuando el nivel energético del transporte es nulo, estos sedimentos se depositan creando con el paso del tiempo grandes capas de estos, aquí es donde comienza la diagénesis que es una alteración química y física que provoca la compactación de los sedimentos dando lugar a la litificación creando las rocas sedimentarias las cuales como ya sabemos existen las rocas sedimentarias detríticas y químicas. Por lo regular estas rocas contienen fósiles como los radiolarios y foraminíferos que son los principales productores de hidrocarburos, siguiendo con el ciclo estas rocas pueden tener dos caminos principales, uno es el que erosiona y transporta nuevamentea la roca y genera sedimentos, y el otro camino es el enterramiento continuo de estas rocas hasta llegar al metamorfismo generado por la presión litostatica de las rocas suprayacentes en este caso comienza el metamorfismo que como ya vimos hay diferentes formas de llegar a éste, el más fácil de entender es el enterramiento causado por el constante movimiento de las placas tectónicas, el cual genera cambios importantes en la roca, la cual también tiene dos caminos uno de los cuales si hay un levantamiento de la corteza la roca queda expuesta en la superficie pudiéndose erosionar y generar nuevamente sedimentos, pero por otro lado si el enterramiento llega a tales presiones y temperaturas la roca se funde y se fusiona generando magma el cual como ya sabemos puede generar rocas ígneas comenzando de nuevo el ciclo.

Ahora ya sabemos cómo funciona este ciclo, y con los avances tecnológicos y nuestra curiosidad por saber más de lugares inexplorados como lo son otros cuerpos celestes, ahora los científicos están demostrando que parte de este ciclo también se cumple en otros lugares de nuestro sistema solar y quizá en otras partes del universo.