Tema 2. La energía interna de la Tierra (II): rocas y relieve

Las rocas son los componentes básicos de la parte sólida de la Tierra. Están constituidas por uno o varios minerales y se han originado en procesos geológicos ocurridos hace millones de años.

Las rocas que forman la corteza terrestre son muy variadas. Las propiedades y los tipos de rocas dependen del número de minerales que contengan, de su abundancia y de su disposición, pero, sobre todo, se diferencian según su origen.

Según el número de minerales, se distinguen:

• Rocas homogéneas

  
  Formadas por un solo mineral. Por ejemplo, la caliza es una roca constituida por el mineral calcita (Figura 2.1 .o), y la roca cuarcita posee solo cuarzo.

• Rocas heterogéneas

  
  Contienen varios minerales. Son el tipo de rocas más abundante. Por ejemplo, el granito está compuesto por tres minerales: cuarzo, feldespato y mica.

Figura 1

Figura 2

Atendiendo a su origen, las rocas pueden clasificarse en dos grupos: 
endógenas y exógenas.

• Rocas endógenas

  
  Son aquellas cuyo proceso de formación se inicia a cierta profundidad en el interior terrestre, donde la presión y la temperatura son elevadas. Existen dos tipos:

  • Rocas magmáticas o ígneas: originadas a partir de la consolidación de una masa de materiales fundidos denominada magma. Si el magma enfría por debajo de la superficie se forman las rocas plutónicas, y si lo hace en el exterior, las rocas volcánicas.
    

  • Rocas metamórficas

    
    Se obtienen de otras rocas de la corteza sometidas a un aumento de presión y temperatura.

• Rocas exógenas o sedimentarias

  
  Se forman en la superficie terrestre por la acción de los procesos geológicos externos (meteorización, erosión, transporte y sedimentación) sobre materiales de otras rocas.
  Estos materiales sueltos se acumulan en zonas de depósito, cuencas de sedimentación, donde sufren fenómenos de compactación y cementación que los convierten en rocas sedimentarias. Este proceso se denomina diagénesis.
  

Figura 3

Figura 4

Figura 5

El ciclo de las rocas se resume en los pasos siguientes:

1. Formación de una cordillera por el choque de dos placas tectónicas, produciendo la elevación de rocas plutónicas, metamorficas y sedimentarias.
   .
2. Las altas temperaturas generan magmas.
   
3. Los magmas* se enfrían y solidifican originando las rocas magmáticas.
   
4. Las aguas superficiales, las aguas marinas, el hielo, el viento, etc., erosionan los relieves terrestres.
   
5. Los productos de la erosión son transportados hasta el océano, forman las cuencas sedimentárias .
   
6. Se depositan capas de sedimentos.
   
7. En zonas profundas, los sedimentos se transforman en rocas sedimentarias.
   
8. La convergencia de placas genera fuertes presiones y temperaturas que transforman las rocas magmáticas y sedimentarias en rocas metamórficas.
   
9. El choque de placas origina una nueva cordillera con rocas de todos los tipos.
   

* El magma, más ligero que las rocas que lo rodean, tiende a ascender hacia la superficie. Si entre las rocas hay grietas, el magma asciende rápido y en el exterior se forma un volcán. Al enfriar el magma se forman rocas volcánicas. Si el ascenso es lento, el magma enfría en el interior de la corteza y forma rocas plutónicas.

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Rocas Plutónicas

Rocas filonianas

Figura 10

Figura 11

Figura 14

Figura 12

Figura 13

Figura 15

Las propiedades de las rocas magmáticas están estrechamente relacionadas con las condiciones en las que se originaron.
Los elementos químicos que forman los minerales necesitan ciertas condiciones para unirse y formar las estructuras ordenadas que caracterizan a los cristales.
Según la velocidad de enfriamiento del magma se originan unas u otras rocas magmáticas.

Si el magma enfría rápidamente tras una erupción en la superficie terrestre, los elementos químicos no pueden ordenarse y los minerales no se forman o, si lo hacen, alcanzan tamaños muy reducidos.
La presencia de cristales muy pequeños inmersos en una masa amorfa es una característica de las rocas volcánicas.

Si el enfriamiento del magma es lento y en capas profundas, se favorece la formación de minerales que pueden alcanzar tamaños considerables.
Los grandes cristales visibles a simple vista que poseen los minerales de muchas de las rocas magmáticas son uno de sus rasgos más distintivos.

Figura 16

Figura 17

Rocas plutónicas

Rocas volcánicas

• Son cristalinas:
  En la mayoría, los minerales son visibles a simple vista.
   Los minerales (granos) se disponen como las piezas de un mosaico.

• Los minerales están distribuidos de forma homogénea, no hay orden u orientación preferente.

• Son rocas compactas, no presentan huecos enu estructura.

• Constituidas por una masa de sustancia amorfa o con microcristales.
  

• Presencia esporádica de grandes cristales inmersos en la masa fundamental.

• En muchas variedades, presencia de abundantes huecos o pequeñas cavidades que las hacen muy ligeras.
  

Figura 18

Figura 19

3. Las rocas metamórficas

El metamorfismo es un proceso de transformación en la estructura de los minerales de cualquier roca de la superficie terrestre cuando es sometida a un aumento de presión y/o temperatura.

Muchas rocas metamórficas presentan los minerales en capas o bandas, eto se denomina «estructura foliada» o » foliación». Figura 20.

Metamorfismo por presión ejercida por el choque de placas

En la zona de contacto (3) entre las dos placas (A) y (B) se genera una gran presión que, junto al aumento de temperatura, provoca cambios en la estructura de las rocas sedimentarias y las transforma en metamórficas.

Figura 21

1. Calizas (se transforma en marmol).
2. Areniscas (se transforman en cuarcitas)
3. Arcillas (producen pizarras, pero por presión, no unicamente por calentamiento)

4. Cuarcita

5. Marmol

6. Aureola de contacto

7. La elevada temperatura de la zona más próxima al magma provoca que rocas sedimentarias como las calizas y las areniscas se transformen en rocas metamórficas como el mármol y la cuarcita.

8. Magma

   
   

Figura 22

Roca original

Roca metamórfica

Rocas foliadas

Se originan por metamorfismo dinamotérmico y tienen texturas, como la esquistosa, en la que los minerales laminares han sido orientados por las fuertes presiones que han soportado.
La disposición paralela de estos minerales proporciona a la rocaaspecto foliado.

Rocas no foliadas

Presentan texturas, como la granoblástica, en la que los minerales no están orientados en ninguna dirección determinada.

Pizarra

Procede de arcillas y arcillitas que se transforman por metamorfismo de grado bajo. Presenta granos muy fi­nos, color oscuro y superficies lustro­sas. Se utiliza para recubrir tejados por ser impermeable.

Filita

Se genera por metamorfismo dinamotérmico de grado bajo de rocas arcillosas, pero a presiones y temperaturas un poco más elevadas. Es más brillante y tiene colores más claros que la pizarra.

Mármol

Se origina por metamorfismo térmico de rocas calizas. El mármol se utiliza como piedra ornamental y como ma­terial de construcción, gracias a que es una roca consistente que se pule con facilidad.

Figura 23

Figura  24

Figura  25

Esquisto

Se origina por metamorfismo de gra­do medio o alto de rocas arcillosas. Se distingue de las pizarras y de las filitas porque sus minerales tienen mayor tamaño y por su aspecto brillante y escamoso.

Gneis

Se genera por un metamorfismo muy intenso. El gneis bandeado tiene bandas alternas de minerales claros y oscuros y el gneis glandularpresenta grandes cristales (conocidos como «ojos» o «glándulas»).

Cuarcita

Se forma por metamorfismo térmico o dinamotérmico de areniscas con alto contenido en cuarzo. Las cuarcitas son rocas muy resistentes que se explotan como materiales de construcción para viviendas rurales

Figura  26

Figura 27

Figura 28

Definición

Los fenómenos geológicos que más contribuyen a la formación del relieve terrestre son los relacionados con el movimiento de las placas litosféricas.
Las zonas de contacto entre placas son las regiones con mayor actividad geológica del planeta.
Mucha de esa actividad genera nuevo relieve, tanto oceánico como continental.

La actividad de la dorsal Atlántica separó, y sigue separando, Europa y América del Norte a una velocidad media de 2 cm/año, esto es, 4000 km en 200 millones de años, época en la que aún estaban unidos.

La actividad volcánica de las dorsales puede originar islas.
Un ejemplo lo constituye Islandia, una isla situada justo encima de la dorsal atlántica. Por este motivo, en algunos lugares de su superficie es posible observar la fractura por la que sale el magma que acabará partiendo la isla en varios trozos, figura
29.

Figura 29

Figura 30

Los bordes constructivos de las placas litosféricas están asociados a las dorsales oceánicas.
En las dorsales oceánicas existen unas profundas y largas fracturas por las que constantemente sale magma que, al solidificar bajo el agua, formanueva litosfera oceánica.
Las rocas de la litosfera oceánica, fundamentalmente basaltos, son más jóvenes que las de la litosfera continental y su edad aumenta a medida que nos alejamos de la dorsal.

1. Fase inicial de formación de una dorsal bajo el continente africano.

2. La salida del magma rompe el continente y empuja los fragmentos hasta separarlos.

3. La separación de la península arábiga y la formación del Mar Rojoocurrieron por el mismo proceso.

Figura 31

Los bordes destructivos son zonas de contacto entre dos placas litosférlcas en las que se produce una colisión entre ambas que acarrea una destrucción de litosfera.

Según el tipo de placas involucradas en el choque se generan distintos tipos de relieve.

• Choque entre una placa oceánica y una continental

  
  La placa oceánica se introduce bajo la continental en un fenómeno denominado subducción. Con el descenso, sus rocas se funden y el magma originado asciende en forma de erupción volcánica.
  El relieve resultante es una cordillera de origen volcánico como la de los Andes, en la que sus montañas fueron y siguen siendo enormes volcanes. Figura 32.

• Choque entre dos placas oceánicas

  
  Una de las placas se introduce bajo la otra, la fusión de sus rocas genera magma que saldrá a la superficie formando grupos de islas, llamados arcos de islas.
  Es un fenómeno muy frecuente en el océano Pacífico, donde se encuentran archipiélagos como Japón o Filipinas. Figura 33.

• Choque entre dos placas continentales

  
  La colisión entre dos placas continentales produce un intenso plegamiento de las rocas.
  Laconsecuencia de esta gigantesca colisión es la formación de cordilleras continentales como la del Himalaya, los Alpes o los Pirineos.
  Figura 34.

En esas cordilleras pueden encontrarse fósiles de organismos marinos que vivían en el océano existente entre los dos continentes, antes del choque.

Figura 32

Figura 33

Figura 34

El relieve continental está formado por las zonas de la litosfera que no se encuentran sumergidas por las aguas de mares y océanos.
Las principales formaciones del relieve continental se muestran en la Figura 35.

• Cordillera

  
  Grupo de montañas jóvenes con relieve escarpado y gran altitud.

• Pico

• Meseta

  
  Terreno llano muy  extenso y situado a gran altura sobre el nivel del mar.

• Garganta

  
  Valle o paso estrecho encajado entre montañas.

• Precipìcio

• Cañón

  
  Valle de un río muy estrecho y con paredes verticales.

• Montaña

  
  Zona elevada con un punto de máxima altitud (pico o cima) y fuerte pendiente en sus laderas

• Valle

  
  Depresión del terreno situado entre dos montañas.

• Depresión:

  
   Zona de muy poca altitud o incluso por debajo del nivel del mar, generalmente formada por un valle (depresiones del Ebro o del Guadalquivir) u ocupada por un lago, por ejemplo el Mar Muerto, (400 m por debajo del nivel del mar).

• Sierra

  
  Grupo alineado de montañas sin demasiada altitud y pocos kilómetros de extensión.

• Llanura

  
  Terreno plano de gran extensión y escasa altitud.

• Cerro

  
  Elevación aislada del terreno de escasa altitud.

• Ladera

• Pie de montaña

Figura 35

El relieve oceánico comprende las formaciones existentes en la litosfera cubierta por el agua de mares y océanos.
Incluye zonas de litosfera continental (la zona de los continentes cubierta por el agua) y oceánica.

La litosfera oceánica se forma a partir del magma expulsado en las erupciones volcánicas de las dorsales oceánicas.

Plataforma continental

Prolongación del continente bajo el mar. Es una zona de pendiente suave donde se acumulan los sedimentos procedentes de la erosión continental. Su profundidad abarca desde los 0 a los 300 m.

Llanuras abisales

Región muy extensa del fondo oceánico que puede alcanzar entre 3 000 y 4000 m de profundidad.

Fosas marinas

Zonas muy profundas originadas por el hundimiento de la litosfera oceánica bajo la continental. Pueden alcanzar los 11.000 m de profundidad.

Cañón submarino

Valle profundo situado entre la plataforma y el talud continental, por el que se transportan los sedimentos al fondo oceánico.

Talud continental

Zona en la que termina la plataforma continental. Presenta una gran pendiente y constituye el límite entre la corteza continental y la oceánica.

Figura 25

Dorsales oceánicas

Cordilleras submarinas que se extienden por los principales océanos. En su parte media presenta una profunda grieta (rift) por la que sale el magma al exterior.

Guyot

Montaña submarina con forma de cono truncado debido a la erosión de su cima y de origen volcánico.

Figuras 36 y 37