En geología , roca (o piedra ) es cualquier masa sólida o agregado natural de minerales o materia mineraloide . Se clasifica por los minerales que incluye, su composición química y la forma en que se forma. Las rocas forman la capa sólida exterior de la Tierra, la corteza , y la mayor parte de su interior, excepto el núcleo exterior líquido y las bolsas de magma en la astenosfera . El estudio de las rocas involucra múltiples subdisciplinas de la geología, incluidas la petrología y la mineralogía . Puede limitarse a rocas que se encuentran en la Tierra o puede incluir geología planetaria que estudia las rocas de otros objetos celestes.
Las rocas suelen agruparse en tres grupos principales: rocas ígneas , rocas sedimentarias y rocas metamórficas . Las rocas ígneas se forman cuando el magma se enfría en la corteza terrestre o la lava se enfría en la superficie del suelo o en el fondo del mar. Las rocas sedimentarias se forman por diagénesis y litificación de sedimentos , que a su vez se forman por la meteorización , transporte y deposición de rocas existentes. Las rocas metamórficas se forman cuando las rocas existentes se someten a presiones y temperaturas tan altas que se transforman sin una fusión significativa.
La humanidad ha hecho uso de las rocas desde los primeros humanos. Este primer período, llamado Edad de Piedra , vio el desarrollo de muchas herramientas de piedra. Luego, la piedra se utilizó como componente importante en la construcción de edificios y en las primeras infraestructuras . Minería desarrollada para extraer rocas de la Tierra y obtener los minerales que contienen, incluidos los metales . La tecnología moderna ha permitido el desarrollo de nuevas rocas artificiales y sustancias similares a las rocas, como el hormigón .
La geología es el estudio de la Tierra y sus componentes, incluido el estudio de las formaciones rocosas. La petrología es el estudio del carácter y origen de las rocas. La mineralogía es el estudio de los componentes minerales que crean las rocas. El estudio de las rocas y sus componentes ha contribuido a la comprensión geológica de la historia de la Tierra, la comprensión arqueológica de la historia humana y el desarrollo de la ingeniería y la tecnología en la sociedad humana. [1]
Si bien la historia de la geología incluye muchas teorías sobre las rocas y sus orígenes que han persistido a lo largo de la historia humana, el estudio de las rocas se desarrolló como una ciencia formal durante el siglo XIX. El plutonismo se desarrolló como teoría durante esta época, y el descubrimiento de la desintegración radiactiva en 1896 permitió la datación por radiocarbono de las rocas. La comprensión de la tectónica de placas se desarrolló en la segunda mitad del siglo XX. [2]
Las rocas están compuestas principalmente de granos de minerales, que son sólidos cristalinos formados a partir de átomos unidos químicamente en una estructura ordenada. [4] : 3 Algunas rocas también contienen mineraloides , que son sustancias rígidas similares a los minerales, como el vidrio volcánico , [5] : 55, 79 que carece de estructura cristalina. Los tipos y la abundancia de minerales en una roca están determinados por la forma en que se formó.
La mayoría de las rocas contienen minerales de silicato , compuestos que incluyen tetraedros de sílice en su red cristalina , y representan aproximadamente un tercio de todas las especies minerales conocidas y aproximadamente el 95% de la corteza terrestre . [6] La proporción de sílice en rocas y minerales es un factor importante a la hora de determinar sus nombres y propiedades. [7]
Las rocas se clasifican según características como composición mineral y química, permeabilidad , textura de las partículas que las constituyen y tamaño de las partículas . Estas propiedades físicas son el resultado de los procesos que formaron las rocas. [5] Con el paso del tiempo, las rocas pueden transformarse de un tipo en otro, como lo describe un modelo geológico llamado ciclo de las rocas . Esta transformación produce tres clases generales de rocas: ígneas , sedimentarias y metamórficas .
Esas tres clases se subdividen en muchos grupos. Sin embargo, no existen fronteras estrictas entre rocas aliadas. Por aumento o disminución de las proporciones de sus minerales, pasan de gradaciones de uno a otro; De este modo se pueden rastrear las estructuras distintivas de un tipo de roca, fusionándose gradualmente con las de otro. Por tanto, las definiciones adoptadas en los nombres de las rocas corresponden simplemente a puntos seleccionados en una serie graduada continuamente. [8]
La roca ígnea (derivada de la palabra latina igneus, que significa fuego, de ignis que significa fuego) [9] se forma mediante el enfriamiento y solidificación del magma o lava . Este magma puede derivarse de derretimientos parciales de rocas preexistentes en el manto o la corteza de un planeta . Normalmente, el derretimiento de las rocas es causado por uno o más de tres procesos: un aumento de temperatura, una disminución de la presión o un cambio en la composición. [10] : 591–599
Las rocas ígneas se dividen en dos categorías principales:
Los magmas tienden a enriquecerse en sílice a medida que ascienden hacia la superficie terrestre, un proceso llamado diferenciación de magma . Esto ocurre tanto porque los minerales con bajo contenido de sílice cristalizan en el magma cuando este comienza a enfriarse ( serie de reacciones de Bowen ) como porque el magma asimila parte de la roca de la corteza terrestre a través de la cual asciende ( roca campestre ), y la roca de la corteza terrestre tiende a tener un alto contenido de sílice. sílice. Por tanto, el contenido de sílice es el criterio químico más importante para clasificar las rocas ígneas. [7] Le sigue en importancia el contenido de óxidos de metales alcalinos . [11]
Aproximadamente el 65% del volumen de la corteza terrestre está formado por rocas ígneas. De ellos, el 66% son basalto y gabro , el 16% son granito y el 17% granodiorita y diorita . Sólo el 0,6% son sienitas y el 0,3% son ultramáficas . La corteza oceánica está formada en un 99% por basalto, que es una roca ígnea de composición máfica . El granito y rocas similares, conocidas como granitoides , dominan la corteza continental . [12] [13]
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Las rocas sedimentarias se forman en la superficie terrestre mediante la acumulación y cementación de fragmentos de rocas, minerales y organismos anteriores [14] o como precipitados químicos y crecimientos orgánicos en el agua ( sedimentación ). Este proceso hace que los sedimentos clásticos (trozos de roca) o partículas orgánicas ( detritos ) se sedimenten y acumulen o que los minerales precipiten químicamente ( evaporita ) de una solución . Luego, las partículas se compactan y cementan a temperaturas y presiones moderadas ( diagénesis ). [5] : 265–280 [15] : 147–154
Antes de ser depositados, los sedimentos se forman por la erosión de rocas anteriores en una zona de origen y luego son transportados al lugar de deposición por el agua , el viento , el hielo , el movimiento de masas o los glaciares (agentes de denudación ). [5] Aproximadamente el 7,9% de la corteza en volumen está compuesto de rocas sedimentarias, de las cuales el 82% son lutitas, mientras que el resto se compone de un 6% de piedra caliza y un 12% de arenisca y arcosas . [13] Las rocas sedimentarias a menudo contienen fósiles . Las rocas sedimentarias se forman bajo la influencia de la gravedad y normalmente se depositan en capas o estratos horizontales o casi horizontales , y pueden denominarse rocas estratificadas. [dieciséis]
Los sedimentos y las partículas de las rocas sedimentarias clásticas se pueden clasificar además según el tamaño de grano . Los sedimentos más pequeños son la arcilla , seguida del limo , la arena y la grava . Algunos sistemas incluyen adoquines y cantos rodados como medidas. [17]
Las rocas metamórficas se forman sometiendo cualquier tipo de roca (roca sedimentaria, roca ígnea u otra roca metamórfica más antigua) a condiciones de temperatura y presión diferentes a aquellas en las que se formó la roca original. Este proceso se llama metamorfismo , que significa "cambio de forma". El resultado es un cambio profundo en las propiedades físicas y químicas de la piedra. La roca original, conocida como protolito , se transforma en otros tipos de minerales u otras formas de los mismos minerales, mediante recristalización . [5] Las temperaturas y presiones necesarias para este proceso son siempre superiores a las que se encuentran en la superficie de la Tierra: temperaturas superiores a 150 a 200 °C y presiones superiores a 1500 bares. [18] Esto ocurre, por ejemplo, cuando las placas continentales chocan. [19] : 31–33, 134–139 Las rocas metamórficas componen el 27,4% de la corteza en volumen. [13]
Las tres clases principales de rocas metamórficas se basan en el mecanismo de formación. Una intrusión de magma que calienta la roca circundante provoca un metamorfismo de contacto, una transformación dominada por la temperatura. El metamorfismo de presión ocurre cuando los sedimentos quedan enterrados profundamente bajo tierra; la presión es dominante y la temperatura juega un papel menor. Esto se denomina metamorfismo funerario y puede dar lugar a rocas como el jade . Cuando tanto el calor como la presión influyen, el mecanismo se denomina metamorfismo regional. Esto se encuentra típicamente en regiones de formación de montañas. [7]
Dependiendo de la estructura, las rocas metamórficas se dividen en dos categorías generales. A los que poseen textura se les denomina foliados ; el resto se denomina no foliado. Luego, el nombre de la roca se determina en función de los tipos de minerales presentes. Los esquistos son rocas foliadas que se componen principalmente de minerales laminares como las micas . Un gneis tiene bandas visibles de diferente luminosidad , siendo un ejemplo común el gneis de granito. Otras variedades de roca foliada incluyen pizarras , filitas y milonita . Ejemplos familiares de rocas metamórficas no foliadas incluyen el mármol , la esteatita y la serpentina . Esta rama contiene cuarcita , una forma metamorfoseada de arenisca , y hornfels . [7]
Aunque la mayor parte del conocimiento sobre las rocas proviene de los de la Tierra, las rocas constituyen muchos de los cuerpos celestes del universo. En el Sistema Solar , Marte , Venus y Mercurio están compuestos de roca, al igual que muchos satélites naturales , asteroides y meteoroides . Los meteoritos que caen a la Tierra proporcionan evidencia de rocas extraterrestres y su composición. Suelen ser más pesadas que las rocas de la Tierra. También se pueden traer rocas asteroides a la Tierra mediante misiones espaciales, como la misión Hayabusa . [20] También se han estudiado rocas lunares y rocas marcianas . [21]
El uso del rock ha tenido un enorme impacto en el desarrollo cultural y tecnológico de la raza humana. La roca ha sido utilizada por los humanos y otros homínidos durante al menos 2,5 millones de años . [22] La tecnología lítica marca algunas de las tecnologías más antiguas y utilizadas continuamente. La extracción de roca por su contenido metálico ha sido uno de los factores más importantes del avance humano, y ha progresado a diferentes ritmos en diferentes lugares, en parte debido al tipo de metales disponibles en la roca de una región.
La roca antrópica es roca sintética o reestructurada formada por la actividad humana. El hormigón es reconocido como una roca artificial constituida a partir de roca natural y procesada y desarrollada desde la Antigua Roma . [23] La roca también se puede modificar con otras sustancias para desarrollar nuevas formas, como el granito epoxi . [24] También se ha desarrollado piedra artificial , como la piedra Coade . [25] El geólogo James R. Underwood ha propuesto las rocas antrópicas como una cuarta clase de rocas junto con las ígneas, sedimentarias y metamórficas. [26]
La resistencia de las rocas varía mucho, desde cuarcitas que tienen una resistencia a la tracción superior a 300 MPa [27] hasta rocas sedimentarias tan blandas que se pueden desmenuzar con los dedos (es decir, son friables ). [28] (A modo de comparación, el acero estructural tiene una resistencia a la tracción de alrededor de 350 MPa. [29] ) Ya en el año 4000 a. C. en Egipto se extraía roca sedimentaria relativamente blanda y fácil de trabajar para la construcción, [30] y se utilizaba piedra para construir fortificaciones en Mongolia Interior ya en 2800 a. C. [31] La roca blanda, la toba , es común en Italia y los romanos la utilizaron para muchos edificios y puentes. [32] La piedra caliza se utilizó ampliamente en la construcción en la Edad Media en Europa [33] y siguió siendo popular hasta el siglo XX. [34]
La minería es la extracción de minerales valiosos u otros materiales geológicos de la tierra, de un yacimiento , veta o veta . [35] El término también incluye la remoción de tierra. Los materiales recuperados mediante la minería incluyen metales básicos , metales preciosos , hierro , uranio , carbón , diamantes , piedra caliza , esquisto bituminoso , sal gema , potasa , agregados de construcción y piedras dimensionales . La minería es necesaria para obtener cualquier material que no pueda cultivarse mediante procesos agrícolas , ni crearse artificialmente en un laboratorio o fábrica . La minería en un sentido más amplio comprende la extracción de cualquier recurso (por ejemplo, petróleo , gas natural , sal o incluso agua ) de la tierra. [36]
La minería de rocas y metales se ha realizado desde tiempos prehistóricos . Los procesos mineros modernos implican la prospección de depósitos minerales, el análisis del potencial de ganancias de una mina propuesta, la extracción de los materiales deseados y, finalmente, la recuperación de la tierra para prepararla para otros usos una vez que cese la minería. [37]
Los procesos mineros pueden crear impactos negativos en el medio ambiente tanto durante las operaciones mineras como durante años después de que la minería haya cesado. Estos impactos potenciales han llevado a la mayoría de las naciones del mundo a adoptar regulaciones para gestionar los efectos negativos de las operaciones mineras. [38]
Los humanos y los homínidos anteriores han utilizado herramientas de piedra durante millones de años . La Edad de Piedra fue un período de uso generalizado de herramientas de piedra. [39] Las herramientas de la Edad de Piedra temprana eran implementos simples, como piedras de martillo y lascas afiladas. Las herramientas de la Edad de Piedra Media presentaban puntas afiladas para usarse como puntas de proyectil , punzones o raspadores . Las herramientas de finales de la Edad de Piedra se desarrollaron con artesanía e identidades culturales distintas. [40] Las herramientas de piedra fueron reemplazadas en gran medida por herramientas de cobre y bronce tras el desarrollo de la metalurgia .
Rocas en Wikilibros
Medios relacionados con rocas en Wikimedia Commons
La definición del diccionario de roca en Wikcionario.
