INSUTEC.MZA: 2011

miércoles, 14 de septiembre de 2011

jueves, 16 de junio de 2011

Las rocas son agregados naturales (sistemas homogéneos) de uno o más minerales o mineraloides que se presentan en masas de grandes dimensiones.

Se originan en uno de estos tres procesos:

CRISTALIZACIÓN: surgidas del magma,
RECRISTALIZACIÓN: rocas transformadas,
SEDIMENTACIÓN: rocas estratificadas .

Los diferentes tipos de rocas, según su origen, son:

Igneas:
Formadas a partir del magma al enfriarse rápidamente al ser expulsado por la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior de la corteza terrestre, originando masas de rocas plutónicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman rocas filonianas.

Hay tres tipos de rocas ígneas: plutónicas, volcánicas y filonianas.

Las rocas plutónicas. Se forman del magma que solidifica en el interior de la tierra muy lentamente. En estas condiciones los minerales disponen de mucho tiempo para crecer, razón por la que presentan cristales grandes y visibles a simple vista.

Por acción de la presión elevada, los minerales crecen formando rocas densas y sin huecos.

Los granitos son las rocas plutónicas más comunes, están compuestos por una mezcla de cuarzo, feldespatos y micas.

El gabro es otra roca plutónica muy común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros.

Rocas volcánicas. Se originan cuando el magma se enfrían rápidamente en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas y el resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio), pueden tener un aspecto esponjoso.

Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros.

Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en:

Volátiles (gases)

Piroclastos, fragmentos rocosos. Material que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia. Los trozos de pequeño tamaño son las cenizas volcánicas, en cambio los de mayor tamaño son las escorias (son parecidas a las de los hornos de carbón). Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.

Coladas. Materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.

La piedra pómez es una variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua).

El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico.

Rocas filonianas. formadas de magmas que cristalizan en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

Las rocas ígneas pueden tener una textura:

Fanerítica: con granos minerales visibles debido a un enfriamiento lento.
Afanítica: con granos minerales microscópicos debido a que se enfriaron rápidamente.
Porfídica: resulta de la combinación de las dos anteriores, tienen ambos tipos de granos cristalinos y es propia de las rocas filonianas donde hay una fase de enfriamiento lenta seguida de otra rápida.

Metamórficas:
Se forman de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado en un proceso denominado metamorfismo.

Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo de roca. El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir que las rocas se transforman sin fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas sufren un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados, esto se conoce como foliación y se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.

Las pizarras son arcillas metamorfizadas, presentan foliación muy recta, paralela y próxima, generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles.

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso, presentan foliación algo deformada y sin fósiles.

El gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso, sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.

Otras rocas metamórficas muy comunes son:

El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico.

La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.
Las rocas metamórficas se pueden agrupar en dos grandes grupos: las que presentan foliación o de estructura planar como las pizarras y esquistos y las que no tienen foliación o de estructura granular como el mármol o las cuarcitas por ejemplo.

El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas asociadas a la formación de montañas en los continentes o centros de expansión de la corteza oceánica (metamorfismo regional), también se produce este metamorfismo en los bordes de las placas tectónicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actúan. En otros casos las rocas son trituradas a poca profundidad por ser sometidas a fuertes presiones (metamorfismo dinámico o de presión) y también en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes (metamorfismo de contacto o térmico).

Sedimentarias:

Originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos.

Rocas sedimentarias detríticas. Son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.

Rocas sedimentarias químicas y orgánicas. Son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. Aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación.

Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica.

Ciclo de las rocas:

En este video se explica el ciclo de formacion de las rocas de manera simple :

Para mas información sigue la siguientes direcciones:

http://www.ucm.es/info/diciex/programas/las-rocas/index.html
http://docentes.educacion.navarra.es/~metayosa/1bach/Tierra10.html

Info: http://cienciasdelatierragh.blogspot.com/2011/04/rocas.html

Composición Química del Magma

El magma está compuesto por una mezcla de materiales fundidos de composición predominantemente silicatada, con cantidades variables de gases disueltos y pequeñas cantidades e materiales sólidos como cristales y fragmentos de rocas. Es decir que está compuesto de una parte solida, una liquida y otra gaseosas y que pueden separarse en determinadas condiciones de presión y temperatura.

El magma se origina en las zonas profundas del interior de la tierra entre el manto superior y la corteza, entre 30 y 200 km de profundidad a temperaturas entre 700 a 1.200 ^°C y a altísimas presiones que hacen que las rocas se fundan.

La fusión parcial de las rocas ocurre en las capas más superficiales, de allí que los principales componentes de los magmas sean los elementos mas comunes de esa zona que son el oxigeno (46,6 %), silicio (27,7 %), aluminio (8,1 %), hierro (5 %), calcio (3,6 %), sodio (2,8 %) y potasio (2,5 %), magnesio (2,1 %), el oxigeno es el más abundante.

Como puede apreciarse ocho elementos forman entre el 98 y el 99% de la masa total de la corteza terrestre y casi la mitad de esta es oxígeno. Los elementos importantes de uso tecnológico como plomo, zinc, níquel y estaño son muy escasos y se hallan en menas.
Una propiedad muy importante del magma es la viscosidad ya que condiciona su movimiento y ascenso hacia la superficie. La viscosidad es la resistencia a fluir ante una fuerza, resistencia que es ocasionada por la cohesión molecular y de sus átomos. En iguales condiciones un fluido viscoso fluye más lento que uno menos viscoso. En el caso del magma cuanto mayor es el contenido de silicio mayor es la viscosidad el magma y el mayor o menor contenido de gases disueltos disminuye la viscosidad del mismo.

Básicamente existen dos tipos de magmas: los basálticos, máficos o básicos que poseen temperaturas que van de 900 a 1.200 ^°C y con poco silicio por lo que son de baja viscosidad y fluyen con facilidad. Las rocas derivadas de este magma son oscuras y muy duras. El otro tipo está constituido por el magma ácido, félsico o granítico cuyas temperaturas son inferiores a los 800 ^°C y por posee mayor contenido de silicio su viscosidad es mayor y fluye con menos facilidad. Las rocas derivadas de este magma son claras.

También existe el magma intermedio y el ultrabásico, este ultimo de bajo contenido de silicio y alto de magnesio.
El proceso de enfriamiento del magma da origen a los minerales, cuanto mas lento es el enfriamiento del magma mayores son los cristales minerales que se forman en él. Por todo lo dicho se deduce que magmas ácidos originan cristales minerales mas grandes y magmas básicos mas pequeños.
Un mineral es un elemento o compuesto químico que se presenta en estado sólido, homogéneo, de manera natural, que presenta una estructura atómica ordenada y composición química definida, o bien que varía dentro de ciertos límites, lo cual le confiere propiedades físicas y químicas determinadas. En tanto que las rocas son agregados de minerales, es decir que una roca es la asociación de dos o más minerales que conservan sus propiedades individuales.

Estructura interna del planeta Tierra

La Tierra es el tercer planeta después del Sol y quinto en tamaño en el sistema solar. La distancia de la Tierra al Sol es de unos 149.503.000 km.

Es el único planeta conocido que tiene vida, aunque algunos de los otros planetas tienen atmósferas y contienen agua.

La Tierra tiene forma de pera. Cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que la Tierra es una esfera imperfecta porque el ecuador se engrosa 21 km; el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros.

La Tierra realiza principalmente 2 movimientos, que son el de translación y el de rotación:

Movimiento de translación

En 1960 Kepler, enuncio 3 leyes que rigen la circulación de los cuerpos planetarios, que son las siguientes:

1ª.Los planetas se mueven en una trayectoria elíptica, alrededor del Sol.
2ª.Una línea recta trazada desde el Sol hasta un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
3ª.El cuadro de la duración del año de cada planeta (periodo) es proporcional al cubo del radio de su órbita.

La Tierra y su satélite, la Luna, también giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol. La excentricidad de la órbita es pequeña, tanto que la órbita es prácticamente un círculo. La circunferencia aproximada de la órbita de la Tierra es de 938.900.000 km y nuestro planeta viaja a lo largo de ella a una velocidad de unos 29.444 m/s.
Ilustrando en video:

Movimiento de rotación.

La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos. Por lo tanto, un punto del ecuador gira a razón de un poco más de 444 m/s.

Además de estos movimientos primarios, hay otros componentes en el movimiento total de la Tierra como la precesión de los equinoccios y la nutación (una variación periódica en la inclinación del eje de la Tierra provocada por la atracción gravitacional del Sol y de la Luna).

Composición
Corteza
La corteza terrestre es la capa sólida externa del planeta limitada en su base por la discontinuidad de Mohorovicic. Por estudios de propagación de ondas sísmicas se ha visto que la estructura es muy variable según la región considerada. Por este motivo diferenciamos entre corteza continental y corteza oceánica.

Corteza continental
Presenta una estructura compleja y variable, según se trate de zonas estables o zonas orogénicas.
Tiene una edad de hasta 3.800 millones de años.
Espesor muy variable, de 10 a 60 km.
Densidad media de 2.7 - 2.8 g/cm3.
Tradicionalmente se había supuesto que la corteza continental tenia una estructura estratificada formada por una capa granítica superior (SIAL) y una capa basáltica inferior (SIMA), separadas por la discontinuidad de Conrad. Pero los datos actuales descartan la existencia de la capa basáltica y proponen un modelo basado en el aumento del metamorfismo con la profundidad. Según este modelo:

Capa 1: Capa sedimentaria, discontinua, con un espesor medio de 1.8 km. Formada por rocas sedimentarias sin metamorfizar o poco metamorfizadas y por intrusiones graníticas.
Capa 2: Formada por materiales ácidos o intermedios. Son rocas plutónicas y rocas intensamente metamorfizadas (gneis y migmatitas).
Capa 3: de composición química variable, pueden ser tanto rocas ácidas como básicas. Son rocas plutónicas y ultrametamórficas (granulitas).

Corteza oceánica
Presenta una estructura sencilla y uniforme.
Edad inferior a los 200 millones de años.
Espesor entre 6 y 12 km.
Densidad media de 3 - 3.1 g/cm3.

Capa 1: Capa sedimentaria, formada por sedimentos no consolidados. Espesor muy variable.
Capa 2: Zócalo oceánico. Espesor medio de 1.5 km. Formado por lavas y diques basálticos.
Capa 3: Capa oceánica. Es la capa principal, con un espesor de unos 5 km. Formada por gabros.

Manto
El manto es la capa terrestre que se extiende desde la discontinuidad de Mohorovicic hasta la discontinuidad de Gutemberg a 2.900 km de profundidad.
Las ondas sísmicas que atraviesan el manto muestran una velocidad creciente desde 8 km/s junto a la corteza hasta 14 km/s cerca del núcleo. Pero este aumento de la velocidad no es lineal, esto permite considerar que el manto se encuentra dividido en subcapas:

Manto superior. Se extiende hasta los 650 km de profundidad. Entre losa 100 y 200 km se encuentra la astenosfera, formada por materiales parcialmente fluidos. Por lo que tiene lugar una disminución de la velocidad de las ondas sísmicas.
Zona de transición o discontinuidad de Repetti. Entre los 650 y 670 km de profundidad. En esta zona se produce un aumento brusco de la velocidad con la profundidad.

Manto inferior. Se extiende desde los 670 km hasta la discontinuidad de Gutemberg. Se caracteriza por un aumento progresivo de la densidad con la profundidad.
En cuanto a su composición el manto esta formado por peridotitas, son rocas ultrabásicas en las que el mineral predominante es el olivino.

Núcleo
El núcleo es la capa interna de la Tierra. Se extiende desde la discontinuidad de Gutemberg hasta el centro de la Tierra a 6.370 km de profundidad.
También por estudios de propagación de ondas sísmicas consideramos que el núcleo está formado por 3 subcapas:

Núcleo externo. Se extiende entre los 2.900 y los 5.000 km de profundidad. En el núcleo externo, la velocidad de las ondas p disminuye, y además no se propagan las ondas S. Esto ha permitido deducir que el núcleo externo es fluido.
Zona de transición o discontinuidad de Wiechert. Situada a los 5.000 km de profundidad.

Núcleo interno. Se extiende desde la discontinuidad de Wiechert hasta el centro de la Tierra. Está formado por materiales sólidos.
En cuanto a su composición actualmente se acepta que el núcleo está formado principalmente por hierro y níquel y posiblemente también azufre.
Esquematizando en forma sintética nos queda algo así:

Este video lo explica todo mucho mejor:

Características de los minerales

Minerales

Un mineral:

1.- Se encuentra en la naturaleza, es decir, no está fabricado.

2.- Tiene una estructura geométrica fija, por tanto, es sólido.

3.- Es de naturaleza inorgánica.

4.- Tiene una composición química fija, aunque a veces pueda contener un contaminante que modifique su color.
A menudo los minerales se encuentran en la naturaleza formando masas dentro de las rocas, es decir forman una veta o filón .

Para clasificar los minerales es importante observar una serie de propiedades:

Propiedades Ópticas
1.- Color: algunos minerales pueden tener un color cuando son puros y otros provocados por impurezas.

2.- Color pulverizado: si se raya un mineral con un objeto más duro, se obtiene un polvo de un color característico.

3.- Brillo: puede ser un brillo metálico, como el hierro, o no metálico, como los sedosos o nacarados.

4.- Índice de refracción: (sólo si se trata de un mineral cristalino) un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.

5.- Birefringencia: algunos minerales cristalinos dividen en dos un rayo de luz que les atraviese.

6.- Luminiscencia: algunos minerales emiten luz cuando se les ilumina.

Tenacidad o cohesión

La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se distinguen las siguientes clases de tenacidad:

Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.

Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.

Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.

Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.

Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.

Fractura de un mineral

Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:

Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.

Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.

Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.

Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.

Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.

Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.

Electricidad y magnetismo

Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se oponen a su paso (aislantes). Unos pocos la conducen medianamente (semiconductores). Pero hay más comportamientos de los minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:

Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.

Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.

Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.

Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea. Ejemplo: la uraninita.

Los minerales que constituyen la corteza terrestre se han formado a partir de los elementos químicos que originaron el planeta, gracias a reacciones ocurridas en su interior. Por este motivo, la cantidad de combinaciones es inmensa.

Para poner un poco de orden, se clasifican los minerales atendiendo a la forma en que se originan, a sus características cristalográficas, a su composición química.

Clasificación química

La clasificación química divide los minerales en grupos según sus compuestos químicos. Cualquier mineral conocido puede ser integrado dentro de estos grupos, pues la práctica totalidad de ellos incluyen alguno de estos compuestos.

1.- Elementos nativos: son los que se encuentran en la naturaleza en estado libre, puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejemplos: oro, plata, azufre, diamante.

2.- Sulfuros: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejemplos: pirita, galena, blenda, cinabrio.

3.- Sulfosales: minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Ejemplos: pirargirita, proustita.

4.- Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos: oligisto, corindón, casiterita, bauxita.

5.- Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo o bromo. Ejemplos: sal común, halita.

6.- Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Ejemplos: calcita, azurita, marmol, malaquita.

7.- Nitratos: sales derivadas del ácido nítrico. Ejemplos: nitrato sódico (o de Chile), salitre o nitrato potásico.

8.- Boratos: constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico. Ejemplos: borax, rasorita.

9.- Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa, piromorfita.

10.- Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.

11.- Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos de cromo, molibeno o wolframio. Ejemplos: wolframita, crocoita.

12.- Silicatos: sales de ácido silícico, los compuestos fundamentales de la litosfera, formando el 95% de la corteza terrestre. Ejemplos: sílice, feldespato, mica, cuarzo, piroxeno, talco, arcilla.

13.- Minerales radioactivos: compuestos de elementos emisores de radiación. Ejemplos: uraninita, torianita, torita.

La siguiente imagen muestra algunos de estos minerales:

Los minerales pueden aparecer en la naturaleza, básicamente, de dos maneras: sin una forma definida (amorfos) o bien con una disposición geométrica bien definida. A estos les llamamos minerales cristalinos o, símplemente, cristales.

Para que en un lugar se formen cristales se necesita espacio. Poe eso, suelen aparecer en las grietas o en las cavidades vacías de las rocas. También aparecen formando parte de rocas blandas, que facilitan su crecimiento.

Muchos minerales adoptan formas cristalinas cuando las condiciones de formación son favorables La mayoría de los cristales de la tierra se formaron hace millones de años. Los cristales se forman cuando la roca líquida del interior de la Tierra se enfría y endurece. A veces los cristales se forman cuando los líquidos subterráneos recorren su camino entre las grietas y depositan lentamente los minerales.

Se llaman gemas o piedras preciosas diversos minerales duros, transparentes, muy valiosos por su rareza y que, después de haber sido convenientemente tallados, se usan en joyería y en artes decorativas. Se suelen distinguir dos tipos:

Piedras preciosas, consideradas objetos de lujo desde la antigüedad: diamante, rubí, esmeralda, zafiro, etc.

Piedras finas, cuyo precio en el mercado no es tan elevado: topacio, amatista, granate, turmalina, etc.

La belleza de las gemas depende en gran medida de sus propiedades ópticas. Las más importantes son el grado de refracción y el color. Otras propiedades incluyen: el fuego, la exhibición de colores prismáticos; el dicroísmo, habilidad de algunas piedras para mostrar dos colores distintos según la dirección con que se observan, y la transparencia.

El diamante es muy apreciado por su fuego y brillo, el rubí y la esmeralda por la intensidad y belleza de sus colores, y el zafiro estrellado por el asterismo (propiedad que provoca la aparición de inclusiones con forma de estrella), tanto como por su color.