Metamorfismo para niños
El metamorfismo es un proceso natural en el que las rocas cambian su forma, estructura o los minerales que las componen. Esto ocurre cuando las rocas se encuentran bajo condiciones de temperatura o presión muy diferentes a las que las formaron originalmente, o cuando entran en contacto con líquidos especiales. Imagina que una roca está cómoda en un lugar, pero de repente, las condiciones a su alrededor cambian mucho. Para adaptarse, la roca se transforma. Las rocas que resultan de este cambio se llaman rocas metamórficas.
Los factores que influyen en el metamorfismo son:
- La forma y los minerales de la roca original.
- La presión y la temperatura a las que se somete la roca.
- La presencia de líquidos o gases.
- El tiempo que duran estos cambios.
Es importante saber que el metamorfismo es diferente de otros procesos. Por ejemplo, no incluye los cambios que les ocurren a los sedimentos y rocas sedimentarias a temperaturas y presiones bajas (eso se llama diagénesis). Tampoco incluye cuando una roca se derrite por completo y se convierte en magma; en ese caso, la roca que se forma después es ígnea. A veces, una roca se derrite solo un poco, y el resultado es una roca mixta llamada migmatita.
Podemos hablar de dos tipos de metamorfismo según cómo cambian las condiciones:
- Metamorfismo progresivo: Cuando la roca se somete a presiones y temperaturas más altas que las iniciales.
- Metamorfismo regresivo: Cuando la roca pasa a condiciones de menor energía que las de su origen.
Contenido
Agentes que causan el metamorfismo
Varios elementos son clave para que ocurra el metamorfismo: el calor, la presión, los líquidos, la composición de la roca original y el tiempo.
El calor
El calor puede venir de diferentes fuentes. Puede ser por el contacto con magma caliente que se mueve bajo tierra, por la fricción entre las grandes placas de la Tierra que se mueven, o por el peso de las rocas cuando están muy enterradas. Este peso las compacta y genera calor. La mayor parte del calor proviene del calor natural del interior de la Tierra, que aumenta con la profundidad.
La presión
La presión puede ser vertical, debido al peso de las rocas que están encima, o puede venir de otras direcciones, como cuando las placas tectónicas chocan o cuando hay fallas (fracturas en la corteza terrestre) que se mueven.
Los líquidos
Los líquidos que circulan bajo tierra pueden venir del magma que asciende, de reacciones químicas que liberan agua durante el metamorfismo, o ser agua de la superficie que se calienta al ir a zonas profundas. Aunque son principalmente agua, estas soluciones llevan sustancias disueltas que son muy importantes para cambiar la química de las rocas.
La composición de la roca original
La composición de la roca antes de que empiece el metamorfismo es muy importante. Por ejemplo, una arenisca (roca hecha de arena) con mucho cuarzo se convertirá en cuarcita bajo altas presiones y temperaturas. Pero si la roca original es una caliza, se transformará en mármol. La composición también influye en qué tan fácil es que una roca se derrita.
El tiempo
El tiempo es un factor crucial. Algunos procesos metamórficos necesitan mucho tiempo para que las reacciones químicas ocurran, ya que son muy lentas.
Tipos de metamorfismo
Existen varios tipos de metamorfismo, cada uno causado por diferentes condiciones. Aquí te explicamos los más importantes:
Metamorfismo de contacto
Este tipo de metamorfismo ocurre principalmente por el calor. Sucede cuando un cuerpo de magma caliente se introduce en una masa de roca. El calor del magma transforma las rocas que lo rodean, creando una zona llamada "aureola de contacto". Cuanto más cerca esté la roca del magma, mayor será el cambio. Las rocas que se forman en esta aureola se llaman corneanas, y suelen tener granos finos.
El tamaño de esta aureola depende de varios factores:
- La temperatura y el tamaño del magma.
- Qué tan bien la roca que lo rodea conduce el calor.
- La temperatura inicial de la roca.
- El calor que libera el magma al enfriarse y solidificarse.
- El calor de las reacciones químicas del metamorfismo.
- La cantidad de agua y la facilidad con la que el agua puede pasar a través de la roca, ya que el agua puede ayudar a que el calor se mueva.
Metamorfismo regional
Este es el tipo de metamorfismo más extendido y profundo. Se produce por el efecto combinado de un aumento de presión y temperatura durante mucho tiempo, en grandes áreas de la corteza terrestre. Esto es común en lugares donde las placas tectónicas chocan, como en las cadenas montañosas. También influyen los líquidos presentes en las rocas y las fuerzas causadas por el movimiento de las placas.
Las rocas que sufren metamorfismo regional a menudo muestran "foliación". Esto significa que sus minerales se alinean en una dirección específica debido a las presiones que sufren. Según el grado de foliación, distinguimos:
- Pizarras: Se forman con un metamorfismo de bajo grado.
- Esquistos: Se forman con un metamorfismo de grado medio.
- Gneises: Se forman con un metamorfismo de grado alto.
Es importante saber que solo las rocas que contienen minerales como las micas desarrollan foliación. Rocas como las cuarcitas o los mármoles no la tienen.
Dentro del metamorfismo regional, hay tres zonas principales con diferentes condiciones de presión y temperatura:
- Regiones de baja temperatura y alta presión: Se encuentran en las zonas donde una placa se desliza debajo de otra (subducción).
- Regiones de alta temperatura y alta presión: Se hallan en el centro de las grandes cadenas montañosas, donde las rocas están muy enterradas y hay mucho magma.
- Regiones de baja temperatura y baja presión: Se localizan en las partes más superficiales de las cadenas montañosas.
Metamorfismo dinámico
En este tipo de metamorfismo, el factor principal es la presión que actúa en una dirección específica. Esto es causado por el movimiento entre bloques de roca o placas a lo largo de fallas. Las rocas que se forman en este proceso se llaman brechas de falla o cataclastitas. Se caracterizan por tener fragmentos de roca grandes dentro de una matriz más fina, que se forman por la trituración de la roca. Si la trituración es muy fuerte, la roca se deforma de manera más flexible y se forma una milonita, que es una roca dura con granos deformados y recristalizados.
Metamorfismo de enterramiento
Este metamorfismo ocurre cuando los sedimentos se entierran a grandes profundidades (entre 10,000 y 12,000 metros) en la corteza terrestre. A medida que se entierran, la temperatura y la presión aumentan. Por cada 10 kilómetros de profundidad, la presión aumenta unos 3.5 kbar, y la temperatura sube entre 20 y 30 °C por cada kilómetro. Esto significa que en cuencas con muchos sedimentos, la temperatura puede superar los 300 °C en las zonas más profundas. Las rocas que sufren este metamorfismo suelen mantener muchos de sus rasgos originales y no desarrollan foliación.
Metamorfismo hidrotermal
Este tipo de metamorfismo se produce cuando las rocas interactúan con agua caliente que contiene muchos iones disueltos y es químicamente activa. Si esta interacción provoca que la roca gane o pierda compuestos químicos, el proceso se llama metasomatismo. Aunque la composición química de la roca cambie, su volumen se mantiene constante. Un ejemplo es la transformación del olivino en serpentina en presencia de agua.
Metamorfismo de choque o de impacto
También conocido como metamorfismo de impacto, ocurre por el efecto de ondas de choque muy fuertes. Estas ondas pueden ser causadas por el impacto de meteoritos o cometas contra la superficie de la Tierra. En este tipo de metamorfismo, se alcanzan presiones extremadamente altas. Se han identificado diferentes fases según la intensidad del impacto. En las fases más intensas, se forman minerales especiales como la coesita y la stishovita, que son formas de sílice que solo se crean bajo presiones extremas.
A simple vista, una característica común de este metamorfismo es la presencia de "brechas de impacto". Estas brechas son rocas formadas por fragmentos de material expulsado por el meteorito al caer, o del fondo del cráter. También son frecuentes los "conos astillados", que son fracturas en forma de cono que se forman bajo presiones específicas y cuyos vértices suelen apuntar hacia el lugar del impacto.
Grado de metamorfismo y facies metamórficas
El grado de metamorfismo nos indica las condiciones de presión y temperatura que existían cuando se formó una roca metamórfica. Si la presión y la temperatura aumentan, el grado de metamorfismo también aumenta (metamorfismo progresivo). Si disminuyen, lo llamamos metamorfismo regresivo.
- Metamorfismo de bajo grado: Ocurre a temperaturas entre 200 °C y 320 °C y presiones relativamente bajas. Se caracteriza por la presencia de minerales que contienen agua.
- Metamorfismo de alto grado: Se produce a mayores presiones y temperaturas, y los minerales suelen perder agua.
Una "isograda" es una línea imaginaria en un mapa que conecta puntos donde el grado de metamorfismo es similar, separando rocas con diferentes minerales formados por distintos grados de metamorfismo.
Las facies metamórficas son grupos de rocas que tienen los mismos minerales para una composición química global idéntica. Los cambios en los minerales de una roca metamórfica se deben a variaciones de presión y temperatura. Por lo tanto, al identificar los minerales, podemos saber qué presión y temperatura había cuando se formó la roca. Las facies se definen para cambios importantes en rocas de composición basáltica.
| Facies | Asociación mineral | Relación presión/temperatura |
| Facies de zeolitas | Zeolitas, como la heulandita o la laumontita | Media |
| Facies de sub-esquistos verdes | Prehnita + pumpellyíta, prehnita + actinolita, pumpellyita + actinolita | Media |
| Facies de esquistos verdes | Actinolita + albita + clorita + epidota + cuarzo | Media |
| Facies de anfibolita con epidota | Hornblenda + albita + epidota ± clorita ± granate | Media |
| Facies de anfibolitas | Hornblenda + plagioclasa | Media |
| Facies de granulitas | Clinopiroxeno augítico + ortopiroxeno + plagioclasa ± granate ± pargasita ± cuarzo | Media |
| Facies de esquistos azules | Glaucofana + albita + clorita ± granate ± actinolita ± paragonita ± fengita ± onfacita | Alta |
| Facies de eclogitas | Onfacita + granate ± lawsonita ± glaucofana ± barroisita ± epidota ± distena | Alta |
| Facies de corneanas de albita-epidota | Actinolita + albita + clorita + epidota + cuarzo | Baja |
| Facies de corneanas hornbléndicas | Hornblenda + plagioclasa ± anfíboles de Fe-Mg ± clinopiróxeno diopsídico + cuarzo | Baja |
| Facies de corneanas piroxénicas | Clinopiroxeno augítico + ortopiroxeno + plagioclasa + olivino o cuarzo | Baja |
| Facies de sanidinitas | Clinopiroxeno augítico + ortopiroxeno + plagioclasa + olivino con variedades de muy alta temperatura como pigeonita y labradorita rica en K | Baja |
Historia del estudio del metamorfismo
El geólogo escocés James Hutton fue uno de los primeros en hablar sobre el concepto del metamorfismo en su libro Theory of the Earth, en 1795. Él creía que la Tierra era como una gran "máquina recicladora" donde las rocas se transformaban unas en otras continuamente. Esta idea se oponía a la de otros científicos que pensaban que cada tipo de roca se había formado en una "época" diferente de la historia de la Tierra.
El término "roca metamórfica" fue usado por primera vez por Charles Lyell en 1833, en el tercer volumen de su obra Principios de geología, para referirse a las rocas afectadas por el magma. A finales del siglo XIX, George Barrow notó que ciertos minerales eran muy comunes en algunos tipos de rocas metamórficas. Esto le permitió definir el "grado de metamorfismo", que ayuda a entender la magnitud de los cambios de presión y temperatura que sufren las rocas según sus minerales. En 1920, Pentti Eskola desarrolló el concepto de "facies metamórficas", al observar que para ciertos rangos de temperatura y presión, las combinaciones de minerales eran siempre las mismas.
En 1953, Loring Coes, Jr. creó en el laboratorio un mineral llamado coesita. No fue hasta 1960 que Edward C. T. Chao, Eugene Shoemaker y B. M. Madsen la encontraron en la naturaleza, en una arenisca en el cráter Barringer, en Arizona. Después de este descubrimiento, se empezaron a encontrar otros indicadores que ayudaron a identificar el metamorfismo de choque y, a su vez, los cráteres de impacto.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Metamorphism Facts for Kids
