Ciclo litológico
El ciclo litológico o ciclo de las rocas es un concepto de geología que describe las transiciones de material en el tiempo geológico que permiten que toda roca pueda transformarse en uno de estos tres tipos: Rocas sedimentarias, Rocas metamórficas y rocas ígneas.[1] Las rocas pueden pasar por cualquiera de los tres estados cuando son forzadas a romper el equilibrio. Una roca ígnea como el basalto puede partirse y disolverse cuando se expone a la atmósfera, o volver a fundirse al subducir por debajo de un continente. Debido a las fuerzas generadoras del ciclo de las rocas, las placas tectónicas y el ciclo del agua, las rocas no pueden mantenerse en equilibrio y son forzadas a cambiar ante los nuevos ambientes. El ciclo de las rocas es un modelo que explica como los tres tipos de rocas provienen de algún otro, y como el proceso cambia un tipo a otra a lo largo del tiempo. El tiempo para que una roca complete las fases es de millones de años, y en la vida de la Tierra no todas las rocas pueden completarlo.
Desarrollo histórico
El concepto original del ciclo de las rocas es habitualmente atribuido al que se considera "el padre de la geología", James Hutton (1726–1797). El ciclo de las rocas fue una parte del uniformitarianismo (o uniformismo)y su famosa cita: 'no hay vestigio del principio, y no hay una predicción de un fin', aplicado en particular al ciclo de las rocas y al ciclo geológico. Este concepto de ciclo de las rocas se mantuvo vigente hasta la revolución que supuso el descubrimiento de las placas tectónicas en la década de 1960. Con el desarrollo y comprensión del motor de las placas tectónicas, el ciclo de las rocas cambió hasta como lo conocemos hoy en día. El ciclo de Wilson desarrollado por J. Tuzo Wilson durante los años 50 del siglo XX, ayudó a entender el proceso de renovación de material desde las zonas de subducción hasta los valles divergentes.
El ciclo
Transición a ígneas
Cuando las rocas son levantadas del interior de la Tierra hasta la superficie, éstas suelen estar fundidas en magma. Si las condiciones para que el magma permanezca líquido no perduran, el magma se enfriará y solidificará en una roca ígnea. Una roca que se enfría en el interior de la Tierra se denomina intrusiva o plutónica y su enfriamiento será muy lento, produciendo una estructura cristalina de granos gruesos. Como resultado de la actividad volcánica el magma puede llegar a enfriarse en la superficie de forma muy rápida, dando lugar a las rocas extrusivas o rocas volcánicas. Estas rocas tienen unos granos muy finos y algunas veces se enfrían tan rápido que no forman cristales visibles, como el caso de la obsidiana (vidrio) o el basalto (microcristalino). Cualquiera de los tres tipos de roca tiene su origen en magma fundido y enfriado.
Cambios post-volcánicos
Las masas de rocas de origen ígneo empiezan a cambiar tan pronto como empiezan a enfriarse. Los gases que se encuentran mezclados en el magma empiezan a disiparse lentamente y los flujos de lava pueden tardar muchos años en enfriarse. Estos gases atacan los componentes de las rocas y depositan minerales en las cavidades y fisuras. La zeolita es muy conocida por este origen. Incluso antes de los procesos post-volcánicos hayan cesado la descomposición atmosférica y la meteorología empieza a reaccionar con el mineral volcánico, especialmente aquellos que no sean estables con nuestra atmósfera. La lluvia, el frío, el ácido carbónico, el oxígeno y otros agentes operan continuamente sobre las rocas, arrastrando aquellos minerales solubles en agua o produciendo nuevos productos (como por ejemplo oxidando el hierro). En la clasificación de rocas estos cambios son considerados generalmente no esenciales: las rocas son clasificadas y descritas como si estuvieran frías, lo que es habitual en la naturaleza.
Cambios secundarios
El cambio epigenético (procesos secundarios) pueden ser tratados de diversas maneras, cada una dependerá del grupo de rocas o de los minerales constituyente, además usualmente hay más de un proceso involucrado en la alteración de la roca. La silificación, que es reemplazar minerales por cristales o silicatos, es muy común en materiales félsicos, como la riolita o la serpentinita. La kaolinización es la descomposición del feldespato en rocas más comunes como el caolín (además de cuarzo con arcillas). También el granito y la sienita sufren procesos similares. La serpentinización es la alteración del olivino al grupo de la serpentina (con magnetita), es típica de las peridotitas, pero ocurre sobre todo en rocas máficas. En la uralitización secundaria la Hornblenda remplaza la augita. La cloritización es la alteración de la augita hasta el grupo de las cloritas y dioritas. La epidotización ocurre también en rocas de este grupo y consiste en el desarrollo de epidotita desde biotita, hornblenda, augita o plagioclasa de feldespato.
Transición a metamórfico
Las rocas expuestas a altas temperaturas y presiones pueden cambiar física o químicamente para formar un roca diferente, llamada metamórfica. Los metamorfismos regionales se refieren a efectos de grandes masas de rocas sobre una región amplia, generalmente asociada con una cordillera montañosa, especialmente en procesos orogénicos. Estas rocas exhiben distintos estratos de distinta mineralogía y colores, llamada foliación. Otro tipo de metamorfismo está causado cuando un cuerpo de roca entra en contacto con una intrusión ígnea que calienta la roca que lo rodea. Este contacto metamórfico da como resultado una roca recristalizada por el calor extremo, o incluso con minerales añadidos por los fluidos del magma que puede cambiar la química de la roca, lo que se denomina metasomatismo.
Transición a sedimentaria
Las rocas expuestas a la atmósfera terrestre están sujetas a procesos erosivos y meteorológicos. El agua, el viento, la nieve, la contaminación o la biología pueden cambiar su química o su forma. La erosión y la meteorología rompen la roca original en trozos más pequeños y lo acarrean hasta otros lugares, donde pueden ir disolviéndolos poco a poco, disgregándolos. Este material disgregado puede volver a asentarse en estratos y formar de nuevo una roca, es el caso de la arenisca que está formada por granos de arena compactados. Hay veces que la fusión puede ser tan fuerte que no parece claro que el material venga de un disgregado, son el caso de lutitas. Otra fuente importante de rocas sedimentarias son los restos biológicos que pueden formar rocas sedimentarias cementadas, como el travertino. Todas las rocas calizas provienen de procesos de sedimentación, generalmente biológica y las cuevas son lugares de nueva formación continua de rocas sedimentarias.
Fuerzas que mueven el ciclo de las rocas
Placas tectónicas
En 1967, J. Tuzo Wilson publicó un artículo en Nature describiendo el proceso cíclico de apertura y cierre de las cuencas océanicas, especialmente enfocado al área del Océano Atlántico. Es concepto, una parte de la revolución de la tectónica de placas, se llegó a denominar el Ciclo de Wilson. El ciclo de Wilson ha tenido unos efectos profundos en la interpretación del ciclo de la rocas así como el papel que juega la tectónica de placas en la generación y destrucción de material.
El papel del agua
La presencia de gran cantidad de agua en la Tierra es de gran importancia para el ciclo de las rocas. Más allá de los procesos de transporte y meteorización, el agua es capaz de disolver los ácidos del suelo para descomponer las rocas a través del agua subterránea. Quizás sea mucho más importante este proceso que el desgaste producido en las rocas marinas o los procesos de sedimentación. El agua es capaz de arrastrar iones disueltos que rompen los enlaces que conforman los compuestos de la rocas. El agua de escorrentía puede transportar estos materiales y depositarlos en otros sitios o en determinadas cuencas, como en los fénomenos kársticos.
Otro papel del agua poco conocido es en los procesos metamórficos que ocurren en las rocas volcánicas en el fondo del mar. Algunas veces se introducen flujos de agua que se abren camino entre las fracturas de la roca. Este proceso se le denomina serpentinización.
El agua y otros compuestos volátiles son fundamentales para la fusión de la corteza oceánica existente en las zonas de subducción, uno de los puntos fundamentales del ciclo. En estas zonas el agua en presencia del dióxido del carbono y calizas es una importante fuente de componentes volátiles. Este proceso además involucra al ciclo del carbono.
Referencias
- ↑ Ventanas al Universo, página web. «Rocas y el Ciclo de las Rocas».
- Blatt, Harvey and Robert J. Tracy (1996). W. H. Freeman, ed. Petrology; Igneous, Sedimentary, and Metamorphic, 2nd Ed. ISBN 0-7167-2438-3.
- Fichter, Lynn S., (2000), The Wilson Cycle and a Plate Tectonic Rock Cycle, James Madison University, Department of Geology and Environmental Science. Retrieved 18 Aug. 2005.
- Plummer, Charles; McGeary, David; Carlson, Diane (2005). Mc Graw Hill, ed. Physical Geology. ISBN 0-07-293353-4.
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Varios autores (1910-1911). «Encyclopædia Britannica». En Chisholm, Hugh, ed. Encyclopædia Britannica. A Dictionary of Arts, Sciences, Literature, and General information (en inglés) (11.ª edición). Encyclopædia Britannica, Inc.; actualmente en dominio público.
