TEMA 3: GEODINÁMICA EXTERNA

   La Tierra está formada de minerales que son el resultado de una diferenciación química primigénica. El origen de la Tierra, por acreción gravitacional que provoca una acumulación de materia sociada a una subida de la temperatura debido a los impactos de las partículas alcanzandose temperatura suficientemente altas como para fundir el Fe pero insuficientemente altas como para fundir el Fe pero insuficientes para "encender" el H por lo que cuando terminó la acreción los planetas empiezan a enfriarse, aunque originalmente estaban fundidos, por lo que los materiales se fueron colocando según su densidad, gracias a la gravedad. Así gracias a ellos ciertos materiales están en la corteza, otros en el manto y otros en el núcleo (atmósfera.., hidrosfera..)

Además los minerales son el resultado de un ciclo geoquímico que viene ocurriendo en la tierra desde hace 3.000 millones de años. Se sabe por el principio del actualismo geológico, lo que ocurría antes, es lo que está ocurriendo ahora, hace 3.000 millones de años era la Tierra igual a como es ahora.

   Este ciclo geoquímico es el resultado de las interacciones que se dan entre la atmosfera, hidrosfera, corteza y manto. Es decir, los procesos que se dan en la superficie de la Tierra que originan los diferentes minerales que forman la Tierra.

Los minerales son sustancias sólidas, naturales (se originan en procesos naturales), inorgánicos (tambien en su origen), homogéneos (no se pueden separar sus componentes mecanicamente), tienen una composición fija (siempre las mismas moleculas) y suelen ser cristalinos (ordenada) o amorfos (amontonados). No suelen estar islados de la naturaleza y están agrupados formando rocas.

   Las rocas están formadas por 2 tipos de minerales:

- minerales patrogénicos: son más del 90% de las rocas. La mayoría son SiO (silicatos).

- minerales accesorios: son los menos. Son oxidos, sulfuros, carbonatos.

Cuando algun mineral se separa de los demás se concentran (suelen ser los minerales accesorios) entonces pueden tener un valor económico, a estas concentraciones se les llama yacimientos. Se habla de mena (los que tienen valor) y ganga (los que no tienen valor).

Ciclo de las rocas geoquímico/ petrológico

  Los minerales son el resultado de las condiciones ambientales en las que se han formado. Basicamente de las temperatura y la presión + factores, como pueden ser: la existencia de fluidos o el tiempo que duren esas condiciones se daran unas u otras.

Si la presión y la tempreatura son muy altas las rocas se funden formando magma, que se enfría más o menos rapidamente y así originandose minerales y rocas magmáticas.

Si la presión y la temperatura son altas, pero no lo suficiente como para fundir la roca, en estas condiciones mantienen su estado sólido y se transforman dando lugar a minerales y rocas metamórficas.

Si la temperatura y la presión son bajas se originan minerales y rocs sedimentarias. 

En el ciclo de las rocas se puede pasar de metamorficas a magmaticas, a sedimentarias y viceversa con todos los tipos , según las condiciones medioambientales que se den.

Genesis de ambiente magmatico

  Todas las rocas magmaticas proceden del interior de la Tierra a 1.000ºC.

Si los puntos de fusión de los minerales están a 1.100-1.600ºC, 

¿cómo que están en el interior fundidos si sólo hay 1.000ºC? 

Esto se debe a los cambios locales de presión y/o tempratura y/o fluidos. A esas temperaturas tan altas están líquidos y estos fluidos rompen y facilitan su fusión (CO2, H2O)(enlaces de silicato).

Además el magma está en fusión parcial. Hay minerales que están líquidos y otros sólidos por las altas presiones y temnperaturas q conviven juntos.

El magma está formado de silicatos (cuarzo SiO2 + oxidos metalicos + sulfuros + sulfatos).

A esas temperaturas tan altas permanecen liquidos (CO2, H2O) fluidos.

El origen del magma se originan mayoritariamente en los bordes de las placas. En las dorsales donde salen las corrientes de convección (cc.cc.)procedentes del manto. Zonas de subducción (choque de placas). fosas oceánicas donde se producen procesos tectónicos (vulcanismo, fomación de cordilleras...) con las condiciones que permiten fundir partes bajas de la corteza.

Hay un 3er lugar donde se producen, llamado interplacas. Se producen dentro de la placa.

1. Clasificación

1.1 Por su origen

  El magma, los minerales fundidos, son por eso menos densos de los que le rodean; acompañados de fluidos que le favorecen su desplazamiento, esto hace que el magma ascienda, con lo que disminuye la temperatura, se enfrían y empiezan a solidificarse, originando así, la roca magmatica.

En algunas ocasiones el magma huye por las grietas y queda prisionero en las rocas. Está sometido a altas temperaturas y presiones pero no tanto como para fundir la roca. A estas se les llama camaras magmaticas, y dan origen a las rocas plutonicas.

Otros magmas que consiguen salir, salen por un volcán. Esta lava expulsada se enfría rapidamente y origina las rocas volcanicas.

1.2. Por su textura

  Son "de mista", es la relación que se da entre los diferentes minerales de las rocas (cristales grandes). En sus condiciones los minerales son cristalinos, si se salen de sus condiciones no serán cristalinos.

Las rocas volcanicas son amorfas porque no les han dado tiempo a formarse por enfriarse muy rápido.

Filomanas: amorfas + cristalinas.

1.3. Por su composición

  Las rocas magmaticas tienen grandes cantidades de O y SiO2, entre 40-75%. Se clasifican por la cantidad de cuarzo que hay en la roca. Además acompañan al cuarzo oxidos, Fe, Mg, Ca, Na y K.

Dependiendo de su cantidad de SiO2 se llaman:

- Acidas: +66% (granito, senitas)

- Neutras: 66-52% (andesita)

- Básicas: 52-45% (basaltos, gabros)

- Ultrabásicas: -45% (periodrotitas)

Cuanto más ácida sea, más viscosa es y menos movilidad tienen. Si son volcánicas, las erosiones son explosivas y sus minerales son miuy planos "leucotratos".

Las rocas básicas son al contrario, son fluidas, tienen más movilidad y las erosiones no son explosivas. Salen por una grieta "fisurales", formando las dorsales oceanicas. Estos minerales son puros, "melanocratos".

2. Consolidación magmática

   Es el proceso de solidificación del magma, es decir, la fomación de rocas magmaticas.

Podriamos pensar que a medida que se solidifica el magma se solidificaria antes el que tenga más grande el punto de fusión. 

Los minerales aparecen en grupos solidicados, esto se llama: solidificación fraccionaria.

Cuando varios minerales con puntos de fusión semejantes, se influyen mutuamente y aparecen solidificados y juntos a una temperatura intermedia entre los puntos de fusión de todos ellos.

Los minerales que ya están sólidos al bajar la temperatura quedan fuera de sus condiciones de equilibrio y reaccionan con los minerales fundidos, orignandose nuevos minerales que aparecen juntos, estos son estables. Si disminuye la temperatura y la presión dejan de ser estables y originan nuevos minerales. A medida que baja la temperatura y la presión se originaran nuevos minerales.

   El enfriamiento del magma es lo que produce la solidificación fraccionada en la roca magmatica. Esta no va por los puntos de fusión. Los minerales se influyen mutuamente. Aparecen varios a diferentes temperaturas. 

Se hace estables a altas presiones y altas temperaturas, cuando no hay, no se hacen estables, solamente reaccionan y vuelven a aparecer un nuevo grupo solido. Si el enfriamiento es rápido aparecen los de mayor punto de fusión; si es lento, aparecen los de menor punto de fusión. 

   

   La composición minerologica de la roca magmatica, depende de la composición de el magma y el tiempo de sólido.

   La solidificación es fraccionada, el magma hay minerales fundidos y minerales sólidos. Los sólidos se retrasan, tardan más, se van quedando atrás por la gravedad y los líquidos se alejan a la superficie por comprensión; originandose diferentes rocas magmaticas a partir de un magma único.

   Puede ocurrir que mientras consolida el magma asimile partes de la roca encajante sólida:asimilación magmatica.

   Esto origina rocas magmaticas de diferentes composición, procedentes del mismo magma. 

Se mezclan 2 magmas diferentes y pueden originar también rocas magmaticas diferentes.

Génesis sedimentaria

La roca sedimentaria se origina en la superficie, a baja temperatura y baja presión; en la zona de contacto entre la atmósfera/hidrosfera y corteza. Esta ya tiene rocas, las rocas sedimentarias se forman a partir de ellas, que pueden ser magmaticas, metamorficas o sedimentarias, previamente.

Se forman por la acción del aire libre (interperie) sobre las rocas y de los agente geologicos externos (fluidos en movimiento: rio, mar, glaciar..) cuyos efectos son los procesos geologicos externos: meteorización, erosión, transporte y sedimentación.

Interperie, agentes geologicos y procesos geológicos externos (PGE) son cosas diferentes.

PGE

1) Meteorización

  Conjunto de cambios que sufre los materiales de la litosfera en contacto con la atmosfera, la hidrosfera o la biosfera.

Es el efecto del aire libre (interperie) sobre las rocas.

Interperie: factores atmosfericos libres (T, H2O, CO2, O2, S.V.).

Su efecto es que provoca cambios físicos (tamaño) y/o químicos (composición química).

Se habla de 2 tipos: mecanica y química.

Son "insitu", es decir, sin cambiar de posición, se produce el cambio de la roca sin cambiar de lugar.

1.1) Meteorización mecánica

  - Termoclasticidad: la roca sufre constantes subidad y bajadas de temperatura sufriendo microfracturas. Donde hay mucha temperatura. ej: desierto; tempertatura de las rocas: +60ºC día; -10ºC noche

- Inoclasticidad: ej: en las altas montañas. Durante el día el agua líquida se mete en las grietas de las rocas. Por la noche el agua se congela y actua como cuñas al aumentar el volumen rompiendo la roca.

- Bioclasticidad: las rocas crecen bajo tierra y las raices de las plantas se entremeten por las grietas y despues creceran haciendo ensanchar la roca.

- Haloclasticidad: se acumula la sal en las rocas y por disolución rompe las rocas.

La metorización mecánica tiene menos efecto sobre las rocas que la química.

1.2) Meteorización química

  Reacciones químicas que se dan en los minerales al aire libre. Está favorecida por la presencia del agua (liquida o en vapor de agua) y por la temperatura (en los climas cálidos y húmedos).

- Oxidación: metales + O2 -> óxidos

- Disolución: la acción del agua disuelve los minerales, transportando sus iones que podrán ser depositados en otros lugares.

- Hidratación: combinación de H2O, los minerales se hidratan y aumentan su volumen; aquí se produce una transformación física también.

- Hidrólisis: rotura fde la estructura mineral por la acción del agua.

- Carbonatación: es la + importante, el 80% de todas las cordilleras del mundo son calizas (formadas de mineral).

Los agentes geologicos externos son fluidos en movimiento empujados por la energía solar. Actuan a través del ciclo del agua que junto a la gravedad, son capaces de eorsionar, transportar y sedimentar.

2) Erosión

Cambio mecánico o químico de las rocas asociados a un cambio de posición. Puede darse en estado sólido o en disolución. 

El desgaste de la roca siempre estará asociado con el transporte que a sufrido.

Se puede diferenciar varios tipos: colisión, abrasión (producida por los sedimentos), arrastre.

Según el agente geológico:

3) Transporte

   Cambio de posición de los sedimentos. Puede ser físico (en estado sólido)y/o químico (en disolución).

Para producirse un transporte tiene que haber una energía a favor de la pendiente, ej: el río que baja de la montaña. Dura hasta que se termina la energía gravitatoria del agente, es decir, en depresiones (lagos, desembocaduras de ríos, cuencas sedimentarias...) 

Al finalizar el transporte se acumulan los materiales transportados (sedimentos), esto es la sedimentación.

   Las mayores cuencas sedimentarias se dan en los océanos, llamadas geosedimentales. 

Estas bordean los bordes sedimentales asismicos. Son semilleros de cordilleras. Es el ambiente sedimentario +importante, porque aquí es donde comienzan a crearse, formarse las cordilleras.

Otros ambientes sedimentales: glaciares, lalustres, albuferas, arrecifes.

4) Diagénesis (Sedimentación + litidificación)

  En las cuencas sedimentarias caben materiales sueltos (sedimentos) que van acumulandose en capas (estratos) originalmente horizontal.

Se forman cuando se hunden por los movimientos epirogénicos de hundimientos (debido al peso).

Al aumentar el peso y la presión, produce la compactación de los materiales que están debajo, desminuyendo los huecos de los sedimentos sueltos, haciendo que disminuya su volumen, los gases y el H2O. Con la profundidad tambien aumenta la temperatura (el gradiente geotermico: 3ºC/100m). Todo esto produce la cementación, que hace que se evapore el agua que queda precipitando las sales haciendo que ocupen los huecos pegandolos, discarbonatación. Lo contrario de carbonatación. Muchas garbas de arcilla hasta transformar los sedimentos en rocas compactas; diagenesis y litificación.

Durante el proceso de litificación cuando los sedimentos llegan a las cuencas hay un cambio de iones entre la disoluciçon y los minerales, dando lugar a ala formación de nuevos minerales estables en estas condiciones, siendo rocas exclusivamente sedimentarias, llamadas autóctonos. Sólo se forman aquí, sólo las hay aquí. Se producen en las cuencas alactonas, que se producen fuera. Son autoctonas, es decir te indica donde se formó la roca.

Las rocas sedimentarias ocupan el 75% de la corteza (ahí se forman) pero en profundidad sólo el 5%, es una capa muy fina.

Lo más característico de ellos es que forman el estrato, que son las capas originalmente horizontales.

El suelo

Edafogénesis: formación del suelo.

   Es el asiento de la vida en la superficie terrestre. Si no hay suelo no hay vegetación, ni animales...no hay vida, no hay nada.

La roca madre sufre meteorización y cambia su superficie formando el horizonte C (altración de la roca madre).

Aparecen los liquenes, luego los musgos, luego los microorganismos, los hongos...formando el horizonte A.

Humus: resto de materia organica descompuesta.Son los que dan fertilidad al suelo.

Se forma 1ª el H.C, 2º el H.A, y por ultimo el H.B, y que se forma enmedio.

Las sales de A sobre B que vienen del lavado de A y capilaridad desde C hacia B.

Ecosistema: toda la energía que en tra en él, proviene del sol, la utilizamos y despues la expulsamos en forma de calor. Entra como luz y sale como calor.

La materia proviene del ecosistema y vuelve a él. Llamado el ciclo de la materia. Esto ocurre gracias a los descomponedores que hay en el suelo.

Factores que intervienen

Intervienen en la formación y la evolución del suelo.

Dependerá de la composición de la roca madre, del tiempo que tarde en formarse, el clima en el que se encuentre, de los seres vivos (la materia organica que aporten), la topografía y la acción humana (que puede ser negativa o positiva).

Composición de los suelos

- Materia inorgánica: procedente de la roca madre transformada x la meteorización. Fragmentos de roca, materiales, compuestos químicos...que contribuyen fertilidad al suelo.

- Materia orgánica: seres vivos y restos orgánicos que generan el humus bruto y el humus elaborado:

Humus bruto: poco transformado, puede llegar a reconocerse los seres vivos que lo originaron.

Humus elaborado: descomposición total del humus joven, en la que intervienen muchos microorganismos del suelo.

5) Clasificación de las rocas sedimentarias

Se clasifican según su origen, es decir, como se han erosionado, transportado y sedimentado.

- Rocas sedimentarias detríticas: en sólido.

Se le ven los sedimentos. Se clasifican por el tamaño de los detritos (sedimentos).

· Si tienen el grano muy fino: arcillas y limos (arcillitas y limonitas).

· Si tienen el tamaño mediano: areniscas.

· Si tienen el tamaño más grande: conglomerados (grava).

-Rocas no sedimentarias químicas o bioquímicas: por precipitación o por descarbonatación + sales dan lugar a rocas químicas y bioquímicas.

· corales (seres vivos) · evaporitas (sales y yesos) · silex (cuarzo SiO2)       · calizas (más abundantes).

- Rocas sedimentarias organicas (producida por los seres vivos)

· Carbón y petroleo

- Rocas sedimentarias mixtas

· marga: arcillita + CO3Ca

· piedra ostionera: ostiones + grava

Génesis metamórfica

Metamorfo-> transformación

Metamorfismo-> conjunto de cambios F y Q que sufren las rocas cuando se someten a altas presiones, temperaturas y a los fluidos. Siempre en estado solido.

La presión es litostatica (la que produce el peso de las rocas), orogenica (producida por el choque de placas) y presión por los fluidos (liquídos que hay entre ellos tambien empujan).

La temperatura producida por el gradiente geotermico, por la cercania del magma.

Los fluidos, agua que prodece de la deshidratación de las rocas (minerales), CO2 que proviene de la descarbohidratación.

Todos estos factores actuando durante 103 años son los que producen las transformaciones, el metamorfismo.

1. Procesos metamorficos

    Las rocas magmaticas se reconocen por su estructura orientada.

A medida que va subiendo la presión van cambiando de pizarrosidad, escamas, esquisitosidad y a cristales orientados (que en el magma están desorientados).

Tambien debido a la presión se produce la brechificación (trituración). Es como una piedra rota.

El aumento de temperatura, provoca en los minerales la recristalización, se forman cristales más grandes.

Los fluidos CO2 + H2O, favorece las recciones químicas en los minerales. Disminuye la presión y la temperatura necesaria para que reaccionen, haciendo que se originen nuevos materiales-> transformaciones minerológicas, que dependen de los minerales iniciales y de las condiciones de presión y temperatura a la que están sometidos.

Ej: Caolin (mineral de la arcilla): dependiendo de lo que se le aumente su temperatura y su presión se puede transformar en:

· moscovita-> (+T+P)-> ortosa

· clorita-> (+T+P)-> brotita

Cada una de ellas indicará la temperatura y la presión a la que han sido sometidas (indice).

2. Tipos de metamorfismo

En el metamorfismo actuan conjuntamente la presión y la temperatura, pero tambien pueden predominar el uno sobre el otro.

2.1. Metamorfismo dinamico (+P/=T)

Predomina la presión, produciendo estructuras orientadas con presiones orogenicas tambien donde hay grandes fallas en la superficie, aquí es donde se produce la trituración.

2.2. Metamorfismo por contacto o termico (=P +T)

Por la proximidad al magma de una roca sólida. La roca encajante más cerca se vuelve metamórfica.

2.3. Metamorfismo regional (P+T)

Metamorfismo de 103 km2, produciendo cordilleras, debido al choque de placas. Afecta al geosinclinal.

Este es el metamorfismo gradual. Es donde se cierra el ciclo de las rocas.