Petrología para niños
La petrología es una rama de la geología que se dedica a estudiar las rocas. Su nombre viene del griego petros (piedra) y logos (estudio). Los geólogos que estudian petrología investigan las características de las rocas, como su aspecto físico, su composición química, los minerales que las forman, dónde se encuentran y cuándo se formaron. También estudian cómo se agrupan las rocas y los procesos que las crearon. Es una de las áreas más importantes de la geología.
Dentro de la petrología, hay una parte que se enfoca en los sedimentos y las rocas sedimentarias, llamada petrología sedimentaria. Otra disciplina relacionada es la petrografía, que se encarga de describir las rocas y sus características usando un microscopio de luz polarizada.
La petrología se ocupa de tres tipos principales de rocas:
- Las rocas ígneas: Se forman cuando el magma (roca fundida bajo la Tierra) se enfría lentamente en el interior (rocas intrusivas) o cuando la lava (magma que sale de los volcanes) se enfría rápidamente en la superficie (rocas extrusivas).
- Las rocas sedimentarias: Se originan por la erosión, que es el desgaste de las rocas por el viento, el agua o el hielo. Los pedacitos de roca se acumulan y se compactan con el tiempo.
- Las rocas metamórficas: Se forman cuando las rocas ígneas o sedimentarias son sometidas a mucha presión y altas temperaturas en el interior de la Tierra.
Contenido
Petrología: El Estudio de las Rocas
La petrología es el estudio de las rocas. Los científicos las observan en el campo, las miran con microscopios especiales (ópticos o electrónicos) y les hacen análisis químicos para saber de qué están hechas. Debido a cómo se forman las rocas, la petrología se divide en tres grandes áreas:
¿Qué es la Petrografía?
La petrografía (del griego Πέτρος, petros, piedra; y γραφος, grafos, descripción) es la rama de la geología que se ocupa de la descripción y clasificación de las rocas, atendiendo a la composición mineralógica y la estructura, especialmente a escala microscópica. Puede considerarse complementaria o parte de la petrología, disciplina más amplia que extiende su interés al origen, distribución, estructura e historia de las rocas.
La petrografía es una parte de la geología que se dedica a describir y clasificar las rocas. Se fija en los minerales que las componen y en cómo están organizadas, sobre todo cuando se ven con un microscopio. Es como una parte de la petrología, que es un campo más grande que también estudia el origen, dónde se encuentran y la historia de las rocas.
Tipos Principales de Rocas
La petrología se enfoca en tres tipos de rocas, cada una con una forma de formación diferente.
Rocas Ígneas: Nacidas del Fuego
La petrología magmática estudia las rocas ígneas, como el basalto o el granito. La formación de estas rocas es un proceso complejo. Comienza con la creación de magma, que es roca fundida. Luego, este magma se enfría y los minerales empiezan a cristalizar poco a poco. Durante y después de este proceso, ocurren muchos cambios químicos. A veces, cuando se habla de "petrología", la gente se refiere solo a la petrología magmática.
Rocas Sedimentarias: Historias de la Tierra
La petrología sedimentaria (también llamada sedimentología) se centra en cómo se forman las rocas sedimentarias, como las calizas o las areniscas. Esta rama explora cómo los sedimentos y las rocas sedimentarias interactúan con la vida (biosfera), el agua (hidrosfera), el aire (atmósfera), el hielo (criosfera) y la corteza terrestre. La sedimentología describe, clasifica e interpreta los sedimentos marinos y no marinos. Esto ayuda a entender los procesos físicos, químicos y biológicos que los formaron. La petrología sedimentaria estudia la composición de los sedimentos y las rocas sedimentarias. Esto ayuda a determinar cómo se formaron y los cambios que sufrieron después de depositarse. El estudio de estas rocas es muy importante porque en ellas se encuentran la mayoría de los recursos agrícolas, combustibles y minerales del mundo. También nos cuentan sobre el origen y la evolución de la vida.
Rocas Metamórficas: Transformación Bajo Presión
La petrología metamórfica busca entender las transformaciones que dan lugar a las rocas metamórficas, como las lutitas o el gneis. Estas rocas, que originalmente eran sedimentarias o ígneas, sufrieron cambios profundos. Esto ocurrió durante un largo período de tiempo, al estar enterradas muy profundo en la corteza terrestre. Allí estuvieron expuestas a altas presiones y temperaturas. Por eso, su textura, sus minerales y su composición química pudieron cambiar mucho. Esta disciplina estudia procesos como la recristalización y las reacciones que ocurren bajo estas condiciones.
Ramas de la Petrología
Estas tres áreas de estudio usan diferentes herramientas y métodos. Hay programas de computadora para simular procesos, pero el trabajo de campo es muy variado. En general, las tres disciplinas se basan en la petrografía. También usan herramientas y conceptos de otras ciencias importantes. Entre ellas están la química, la física y el análisis digital. Y, por supuesto, otras geociencias como la geoquímica, la geodesia, la geofísica y la mineralogía.
Existen otras subdisciplinas:
- La petrología experimental, analítica y teórica se distinguen por los métodos de investigación que usan.
- La petrología aplicada se ocupa del uso económico de las rocas, por ejemplo, como piedra decorativa.
- La petrofísica es el área que conecta con la geofísica. Se enfoca en cómo se comportan las ondas sísmicas en las rocas.
Petrología Experimental: Recreando la Tierra
La petrología experimental busca recrear en el laboratorio las condiciones de temperatura y presión que los minerales, rocas o sus materiales originales (como el magma o los fluidos calientes) han experimentado. Esto ocurre en el interior de la corteza o el manto terrestre. El objetivo es descubrir las propiedades de los materiales de la Tierra (e incluso de otros planetas) bajo estas condiciones. También se estudia cómo evolucionan y cambian.
Para esto, la petrología experimental usa aparatos que pueden alcanzar temperaturas muy altas (hasta unos 3700 °C). También pueden generar presiones muy elevadas (hasta 600 GPa, que son seis millones de atmósferas). El problema es que, cuanto más extremas son las condiciones, más pequeña debe ser la muestra de roca. Puede ser de unos pocos centímetros cúbicos o incluso menos de un milímetro cúbico. Los aparatos que se usan son, por ejemplo, autoclaves, cilindros-pistón o celdas de yunque de diamante. El trabajo pionero de Norman Bowen (1887-1956) en petrología experimental permitió crear diagramas y tablas de datos. Estos son esenciales para entender cómo se forman las rocas.
Tipos de Metamorfismo
El metamorfismo es el proceso por el cual las rocas cambian debido a la presión, la temperatura o los fluidos. Hay varios tipos:
Metamorfismo de Contacto
Este tipo de metamorfismo ocurre cerca de donde el magma se introduce en otras rocas. Es causado por las altas temperaturas del magma. Como el magma solo calienta una pequeña zona, el metamorfismo se limita a esa área. Esta zona se llama aureola metamórfica o de contacto. Fuera de esta zona, las rocas no se ven afectadas. El grado de metamorfismo es mayor cuanto más cerca se está de la intrusión. Este metamorfismo es común en la parte superficial de la corteza, donde la presión es baja. Por eso, se le llama metamorfismo de alta temperatura y baja presión.
Metamorfismo Regional
El metamorfismo regional afecta áreas muy grandes y no está relacionado con el magma. La mayoría de las veces, ocurre junto con la deformación de las rocas bajo presiones desiguales. Por eso, el metamorfismo regional suele formar rocas metamórficas con una estructura en capas, como las pizarras, los esquistos y los gneises. Las presiones desiguales suelen ser el resultado de fuerzas tectónicas. Estas fuerzas causan presiones de compresión en las rocas, como cuando dos continentes chocan. Así, las rocas con metamorfismo regional se encuentran en el centro de las cadenas montañosas. Las fuerzas de compresión pliegan las rocas y hacen que la corteza se engrose. Esto empuja las rocas a niveles más profundos, donde hay más temperatura y presión.
Metamorfismo Cataclástico
El metamorfismo cataclástico ocurre por una deformación mecánica. Por ejemplo, cuando dos bloques de roca se deslizan uno contra el otro a lo largo de una falla. El calor se genera por la fricción del deslizamiento. Las rocas se deforman mecánicamente, se aplastan y se pulverizan debido a este movimiento. Este tipo de metamorfismo no es muy común y se limita a una zona estrecha a lo largo de la falla.
Metamorfismo Hidrotermal
Las rocas que cambian por fluidos calientes a altas temperaturas y presiones moderadas sufren metamorfismo hidrotermal. Esto es común en rocas basálticas, que suelen tener pocos minerales con agua. El metamorfismo hidrotermal altera minerales ricos en magnesio y hierro. Algunos ejemplos son el talco, la clorita, la serpentina, la actinolita, la tremolita, las zeolitas y los minerales arcillosos.
Metamorfismo de Enterramiento
Cuando las rocas sedimentarias se entierran a cientos de metros de profundidad, pueden alcanzar temperaturas superiores a 300 °C sin presiones desiguales. Se forman nuevos minerales, pero la roca no parece metamorfoseada. Los principales minerales que se producen son las zeolitas. El metamorfismo de enterramiento se parece a la diagénesis (cambios en los sedimentos). Se convierte en metamorfismo regional a medida que la temperatura y la presión aumentan.
Metamorfismo de Impacto
Cuando un objeto del espacio, como un meteorito o un cometa, choca contra la Tierra, o si hay una explosión volcánica muy grande, se pueden generar presiones extremadamente altas en la roca. Estas presiones pueden producir minerales que solo son estables bajo condiciones muy extremas. Un ejemplo son los polimorfos de SiO2, coesita y stishovita. Además, pueden aparecer texturas especiales, como laminillas de choque en los granos minerales y conos de fragmentación en la roca impactada.
¿Cómo se Clasifican las Rocas Metamórficas?
Las rocas metamórficas se clasifican según sus minerales, su textura, la roca original y su composición química.
La Textura de las Rocas
En las rocas metamórficas, los minerales pueden tener o no sus caras cristalinas bien definidas. Los que sí las tienen se llaman idioblásticos. Los que no muestran sus caras se llaman xenoblásticos. Se ha descubierto que los minerales metamórficos se pueden ordenar en una secuencia, llamada serie cristaloblástica. Esta serie muestra la tendencia de los minerales a ser idioblásticos. En esta serie, cada mineral tiende a desarrollar superficies idioblásticas frente a cualquier mineral que esté más abajo en la lista. La serie es la siguiente:
- rutilo, esfena, magnetita
- turmalina cianita, estaurolita, granate, andalucita
- epidota, zoisita, lawsonita, forsterita
- piroxenos, anfíboles, wollastonita
- micas, cloritas, talco, estilpnomelano, prehnita
- dolomita, calcita
- escapolita, cordierita, feldespatos
- cuarzo
Esta serie puede ayudar a determinar el origen de una roca. Por ejemplo, si una roca tiene cristales de plagioclasa bien formados junto a anfíboles sin forma definida, es probable que su roca original fuera ígnea. Esto es porque una roca metamórfica con los mismos minerales debería tener anfíboles bien formados junto a plagioclasa sin forma.
Otro aspecto de esta serie es que los minerales al principio de la lista tienden a formar porfiroblastos. Estos son como cristales grandes que crecen dentro de la roca metamórfica. Los porfiroblastos a menudo tienen inclusiones de otros minerales que quedaron atrapados mientras crecían. Se dice que tienen una textura poiquiloblástica.
La mayoría de las rocas metamórficas tienen una textura llamada foliación. Esto significa que los minerales están alineados en capas. Si una roca tiene una foliación como la de la pizarra, se llama pizarra. Si tiene una foliación filítica, se llama filita. Si tiene una foliación esquistosa, se llama esquisto. Una roca con bandas pero sin una foliación clara se llama gneis. Todas estas pueden ser porfiroblásticas.
Una roca que no tiene foliación se llama hornfels si sus granos son pequeños. Si los granos son grandes y se pueden ver fácilmente con una lupa, se llama granulita.
El Protolito: La Roca Original
El protolito es la roca original antes de que sufriera metamorfismo. En las rocas metamórficas de bajo grado, a menudo se conservan las texturas originales. Esto permite saber cuál fue la roca original. A medida que el metamorfismo es más intenso, las texturas originales desaparecen. Entonces se usan otras pistas, como la composición química de la roca, para determinar el protolito.
Composición Química General
Los minerales que se forman en una roca metamórfica dependen de:
- La presión y la temperatura que alcanzó durante el metamorfismo.
- La composición de cualquier fluido presente durante el metamorfismo.
- La composición química general de la roca.
Al igual que en las rocas ígneas, los minerales solo pueden formarse si los elementos químicos necesarios están presentes en la roca. Basándose en los minerales que tiene una roca, a menudo se puede estimar su composición química general. Algunos términos que describen esta composición son:
Rocas Pelíticas
Estas rocas provienen de rocas sedimentarias ricas en aluminio, como las pizarras y los lodos. Debido a su alta concentración de aluminio, se reconocen por la abundancia de minerales aluminosos. Algunos ejemplos son los minerales de arcilla, las micas, la cianita, la sillimanita, la andalucita y el granate.
Rocas Cuarzo-Feldespáticas
Las rocas que originalmente contenían principalmente cuarzo y feldespato, como las rocas graníticas y las areniscas arcósicas, seguirán teniendo mucho cuarzo y feldespato como rocas metamórficas. Esto es porque estos minerales son estables en un amplio rango de temperaturas y presiones. Las que tienen principalmente cuarzo y feldespato, con solo pequeñas cantidades de minerales aluminosos, se llaman cuarzo-feldespáticas.
Rocas Calcáreas
Las rocas calcáreas son ricas en calcio. Suelen ser rocas carbonatadas que han cambiado. Contienen otros minerales que se forman por la reacción de los carbonatos con minerales silíceos que estaban en la roca. En grados bajos de metamorfismo, las rocas calcáreas se reconocen por la abundancia de minerales carbonatados como la calcita y la dolomita. A medida que el metamorfismo aumenta, estos son reemplazados por minerales como brucita, flogopita (biotita rica en magnesio), clorita y tremolita. En grados aún más altos, aparecen minerales sin agua como diópsido, forsterita, wollastonita, grossularita y plagioclasa cálcica.
Rocas Básicas
Al igual que en las rocas ígneas, el término "básica" se refiere a un bajo contenido de sílice. Las rocas metamórficas básicas suelen provenir de rocas ígneas básicas como basaltos y gabros. Tienen muchos minerales de hierro y magnesio, como biotita, clorita y hornblenda. También tienen minerales cálcicos como plagioclasa y epidota.
Rocas Magnesianas
Las rocas ricas en magnesio y con poco hierro se llaman magnesianas. Estas rocas contienen minerales ricos en magnesio, como serpentina, brucita, talco, dolomita y tremolita. En general, estas rocas suelen tener un protolito ultrabásico, como la peridotita, la dunita o la piroxenita.
Rocas Ferriginosas
Las rocas ricas en hierro con poco magnesio se llaman ferriginosas. Estas rocas pueden provenir de cherts ricos en hierro o ironstones. Se caracterizan por la abundancia de minerales ricos en hierro. Algunos ejemplos son la greenalita (serpentina rica en hierro), la minnesotaita (talco rico en hierro), la ferroactinolita, la ferrocummingtonita, la hematites y la magnetita en grados bajos. En grados altos, se encuentran la ferrosilita, la fayalita, la ferrohedenbergita y el granate almandino.
Rocas Manganíferas
Las rocas que se caracterizan por la presencia de minerales ricos en manganeso se llaman manganíferas. Se distinguen por minerales como el estilpnomelano y la espesartina.
Galería de imágenes
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Abundancia de elementos en la corteza terrestre en función de su número atómico.
Véase también
En inglés: Petrology Facts for Kids
- Petrografía
- Litología
- Lámina delgada (geología)
- Petrología metamórfica
- Petrología sedimentaria
