Basalto
Roca ígnea extrusiva rica en magnesio y hierro

Basalto
Roca ígnea
Composición
PrimarioMáfico : plagioclasa , anfíbol y piroxeno
SecundarioA veces feldespatoides u olivino.

El basalto ( Reino Unido : / ˈbæsɔːlt , -əlt ; [ 1] Estados Unidos : / bəˈsɔːlt , ˈbeɪsɔːlt ) [ 2 ] es una roca ígnea extrusiva afanítica ( de grano fino) formada a partir del enfriamiento rápido de lava de baja viscosidad rica en magnesio y hierro ( lava máfica ) expuesta en o muy cerca de la superficie de un planeta rocoso o una luna . Más del 90% de toda la roca volcánica de la Tierra es basalto. El basalto de grano fino de enfriamiento rápido es químicamente equivalente al gabro de grano grueso de enfriamiento lento . Los geólogos observan la erupción de lava basáltica en unos 20 volcanes por año. El basalto también es un tipo de roca importante en otros cuerpos planetarios del Sistema Solar . Por ejemplo, la mayor parte de las llanuras de Venus , que cubren aproximadamente el 80% de la superficie, son basálticas; los mares lunares son llanuras de flujos de lava basáltica ; y el basalto es una roca común en la superficie de Marte .

La lava basáltica fundida tiene una viscosidad baja debido a su contenido relativamente bajo de sílice (entre el 45% y el 52%), lo que da lugar a flujos de lava que se mueven rápidamente y pueden extenderse por grandes áreas antes de enfriarse y solidificarse. Los basaltos de inundación son secuencias gruesas de muchos de estos flujos que pueden cubrir cientos de miles de kilómetros cuadrados y constituyen la más voluminosa de todas las formaciones volcánicas.

Se cree que los magmas basálticos de la Tierra se originan en el manto superior . Por lo tanto, la química de los basaltos proporciona pistas sobre los procesos que se producen en las profundidades del interior de la Tierra .

Definición y características

Diagrama QAPF con el campo de basalto/andesita resaltado en amarillo. El basalto se distingue de la andesita por SiO 2  < 52%.
El basalto es el campo B en la clasificación TAS .
Basalto vesicular en el cráter Sunset , Arizona. Moneda de 25 centavos de dólar (24 mm) para escala.
Flujos de basalto en columnas en el Parque Nacional de Yellowstone , EE. UU.

El basalto se compone principalmente de óxidos de silicio, hierro, magnesio, potasio, aluminio, titanio y calcio. Los geólogos clasifican las rocas ígneas por su contenido mineral siempre que sea posible; los porcentajes relativos de volumen de cuarzo ( sílice cristalina (SiO 2 )), feldespato alcalino , plagioclasa y feldespatoide ( QAPF ) son particularmente importantes. Una roca ígnea afanítica (de grano fino) se clasifica como basalto cuando su fracción QAPF está compuesta por menos del 10% de feldespatoide y menos del 20% de cuarzo, y la plagioclasa constituye al menos el 65% de su contenido de feldespato. Esto coloca al basalto en el campo basalto/andesita del diagrama QAPF. El basalto se distingue además de la andesita por su contenido de sílice de menos del 52%. [3] [4] [5] [6]

A menudo no es práctico determinar la composición mineral de las rocas volcánicas, debido a su tamaño de grano muy pequeño, en cuyo caso los geólogos clasifican las rocas químicamente, con especial énfasis en el contenido total de óxidos de metales alcalinos y sílice ( TAS ); en ese contexto, el basalto se define como roca volcánica con un contenido de entre 45% y 52% de sílice y no más de 5% de óxidos de metales alcalinos. Esto coloca al basalto en el campo B del diagrama TAS. [3] [4] [6] Tal composición se describe como máfica . [7]

El basalto suele ser de color gris oscuro a negro, debido a un alto contenido de augita u otros minerales piroxenos de color oscuro , [8] [9] [10] pero puede exhibir una amplia gama de tonalidades. Algunos basaltos son de color bastante claro debido a un alto contenido de plagioclasa; a veces se los describe como leucobasaltos . [11] [12] Puede ser difícil distinguir entre el basalto de color más claro y la andesita , por lo que los investigadores de campo suelen utilizar una regla general para este propósito, clasificándolo como basalto si tiene un índice de color de 35 o más. [13]

Las propiedades físicas del basalto resultan de su contenido relativamente bajo de sílice y su contenido típicamente alto de hierro y magnesio. [14] La densidad media del basalto es de 2,9 g/cm 3 , en comparación, por ejemplo, con la densidad típica del granito de 2,7 g/cm 3 . [ 15] La viscosidad del magma basáltico es relativamente baja (alrededor de 10 4 a 10 5 cP) , similar a la viscosidad del ketchup , pero que sigue siendo varios órdenes de magnitud más alta que la viscosidad del agua, que es de aproximadamente 1 cP). [16]

El basalto es a menudo porfídico y contiene cristales más grandes ( fenocristales ) que se formaron antes del evento de extrusión que llevó el magma a la superficie, incrustados en una matriz de grano más fino . Estos fenocristales suelen estar hechos de augita, olivino o una plagioclasa rica en calcio, [9] que tienen las temperaturas de fusión más altas de todos los minerales que normalmente pueden cristalizar a partir de la masa fundida y que, por lo tanto, son los primeros en formar cristales sólidos. [17] [18]

El basalto suele contener vesículas , que se forman cuando los gases disueltos salen burbujeando del magma a medida que se descomprime durante su aproximación a la superficie; la lava erupcionada se solidifica antes de que los gases puedan escapar. Cuando las vesículas constituyen una fracción sustancial del volumen de la roca, la roca se describe como escoria . [19] [20]

El término basalto se aplica a veces a rocas intrusivas poco profundas con una composición típica del basalto, pero las rocas de esta composición con una masa fundamental fanerítica (más gruesa) se denominan más apropiadamente diabasa (también llamada dolerita) o, cuando son de grano más grueso (tienen cristales de más de 2 mm de diámetro), gabro . La diabasa y el gabro son, por lo tanto, los equivalentes hipabisales y plutónicos del basalto. [4] [21]

Basalto columnar en la colina Szent György, Hungría

Durante los eones Hádico , Arcaico y Proterozoico temprano de la historia de la Tierra, la química de los magmas erupcionados era significativamente diferente de lo que es hoy, debido a la diferenciación inmadura de la corteza y la astenosfera . Las rocas volcánicas ultramáficas resultantes , con contenidos de sílice (SiO 2 ) por debajo del 45% y un alto contenido de óxido de magnesio (MgO), generalmente se clasifican como komatitas . [22] [23]

Etimología

La palabra "basalto" se deriva en última instancia del latín tardío basaltes , una falta de ortografía del latín basanites " piedra muy dura ", que fue importada del griego antiguo βασανίτης ( basanites ), de βάσανος ( basanos , " piedra de toque "). [24] El término petrológico moderno basalto , que describe una composición particular de roca derivada de lava , se convirtió en estándar debido a su uso por Georgius Agricola en 1546, en su obra De Natura Fossilium . Agricola aplicó el término "basalto" a la roca volcánica negra debajo del castillo Stolpen del obispo de Meissen , creyendo que era el mismo "basaniten" descrito por Plinio el Viejo en el año 77 d. C. en Naturalis Historiae . [25]

Tipos

Las grandes masas deben enfriarse lentamente para formar un patrón de unión poligonal, como aquí en la Calzada del Gigante en Irlanda del Norte.
Columnas de basalto cerca de Bazaltove , Ucrania

En la Tierra, la mayor parte del basalto se forma por fusión por descompresión del manto . [26] La alta presión en el manto superior (debido al peso de la roca suprayacente ) eleva el punto de fusión de la roca del manto, de modo que casi todo el manto superior es sólido. Sin embargo, la roca del manto es dúctil (la roca sólida se deforma lentamente bajo una gran tensión). Cuando las fuerzas tectónicas hacen que la roca caliente del manto se deslice hacia arriba, la presión sobre la roca ascendente disminuye, y esto puede reducir su punto de fusión lo suficiente como para que la roca se derrita parcialmente , produciendo magma basáltico. [27]

La fusión por descompresión puede ocurrir en una variedad de entornos tectónicos, incluyendo zonas de rift continental , en dorsales oceánicas , sobre puntos calientes geológicos , [28] [29] y en cuencas de retroarco . [30] El basalto también se forma en zonas de subducción , donde la roca del manto se eleva en una cuña de manto sobre la losa descendente. La losa libera vapor de agua y otros volátiles a medida que desciende, lo que reduce aún más el punto de fusión, aumentando aún más la cantidad de fusión por descompresión. [31] Cada entorno tectónico produce basalto con sus propias características distintivas. [32]

  • El basalto toleítico , que es relativamente rico en hierro y pobre en metales alcalinos y aluminio , [33] incluye la mayoría de los basaltos del fondo oceánico , la mayoría de las grandes islas oceánicas , [34] y basaltos de inundación continentales como la meseta del río Columbia . [35]
    • Rocas basálticas con alto y bajo contenido de titanio, que a veces se clasifican según su contenido de titanio (Ti) en variedades de alto y bajo contenido de titanio. El basalto de alto y bajo contenido de titanio se ha distinguido entre sí en las trampas de Paraná y Etendeka [36] y las trampas de Emeishan . [37]
    • El basalto de las dorsales oceánicas (MORB, por sus siglas en inglés) es un basalto toleítico que ha entrado en erupción casi exclusivamente en las dorsales oceánicas; se caracteriza por tener un bajo contenido de elementos incompatibles . [38] [8] Aunque todos los MORB son químicamente similares, los geólogos reconocen que varían significativamente en cuanto a su nivel de agotamiento de elementos incompatibles. Cuando están presentes en estrecha proximidad a lo largo de las dorsales oceánicas, eso se considera una evidencia de la falta de homogeneidad del manto. [39]
      • Las MORB enriquecidas (E-MORB) se definen como MORB que no están relativamente agotadas en elementos incompatibles. En un principio se pensaba que se encontraban principalmente en puntos calientes a lo largo de las dorsales oceánicas, como Islandia, pero ahora se sabe que se encuentran en muchos otros lugares a lo largo de esas dorsales. [40]
      • La MORB normal (N-MORB) se define como una MORB que tiene una cantidad promedio de elementos incompatibles.
      • D-MORB, MORB empobrecido, se define como MORB que está altamente empobrecido en elementos incompatibles.
  • El basalto alcalino es relativamente rico en metales alcalinos. Está subsaturado de sílice y puede contener feldespatoides , [33] feldespato alcalino , flogopita y kaersutita . La augita en los basaltos alcalinos es augita enriquecida con titanio; nunca hay piroxenos con bajo contenido de calcio. [41] Son característicos del rifting continental y del vulcanismo de puntos calientes. [42]
  • El basalto con alto contenido de alúmina tiene más del 17 % de alúmina ( Al2O3 ) y su composición es intermedia entre el basalto toleítico y el basalto alcalino. Su composición relativamente rica en alúmina se basa en rocas sin fenocristales de plagioclasa . Estos representan el extremo con bajo contenido de sílice de la serie de magmas calcoalcalinos y son característicos de los arcos volcánicos por encima de las zonas de subducción. [43]
  • La boninita es una forma de basalto con alto contenido de magnesio que generalmente surge en cuencas de retroarco ; se distingue por su bajo contenido de titanio y su composición de oligoelementos. [44]
  • Los basaltos de las islas oceánicas incluyen toleítas y basaltos alcalinos; las toleítas predominaron al principio de la historia eruptiva de la isla. Estos basaltos se caracterizan por concentraciones elevadas de elementos incompatibles, lo que sugiere que su roca del manto fuente ha producido poco magma en el pasado (no se ha agotado ). [45]

Petrología

Fotomicrografía de una sección delgada de basalto de Bazaltove , Ucrania

La mineralogía del basalto se caracteriza por una preponderancia de feldespato plagioclasa cálcica y piroxeno . El olivino también puede ser un componente significativo. [46] Los minerales accesorios presentes en cantidades relativamente menores incluyen óxidos de hierro y óxidos de hierro y titanio, como magnetita , ulvöspinel e ilmenita . [41] Debido a la presencia de tales minerales de óxido , el basalto puede adquirir fuertes firmas magnéticas a medida que se enfría, y los estudios paleomagnéticos han hecho un uso extensivo del basalto. [47]

En el basalto toleítico , el piroxeno ( augita y ortopiroxeno o pigeonita ) y la plagioclasa rica en calcio son minerales fenocristalinos comunes. El olivino también puede ser un fenocristal y, cuando está presente, puede tener bordes de pigeonita. La masa fundamental contiene cuarzo intersticial o tridimita o cristobalita . El basalto toleítico olivino tiene augita y ortopiroxeno o pigeonita con abundante olivino, pero el olivino puede tener bordes de piroxeno y es poco probable que esté presente en la masa fundamental . [41]

Los basaltos alcalinos suelen tener conjuntos minerales que carecen de ortopiroxeno pero que contienen olivino. Los fenocristales de feldespato suelen tener una composición de labradorita a andesina . La augita es rica en titanio en comparación con la augita en el basalto toleítico. Minerales como feldespato alcalino , leucita , nefelina , sodalita , mica flogopita y apatita pueden estar presentes en la masa fundamental. [41]

El basalto tiene altas temperaturas de liquidus y solidus : los valores en la superficie de la Tierra están cerca o por encima de 1200 °C (liquidus) [48] y cerca o por debajo de 1000 °C (solidus); estos valores son más altos que los de otras rocas ígneas comunes. [49]

La mayoría de los basaltos toleíticos se forman a una profundidad de aproximadamente 50 a 100 km dentro del manto. Muchos basaltos alcalinos pueden formarse a profundidades mayores, quizás hasta 150 a 200 km. [50] [51] El origen del basalto con alto contenido de alúmina sigue siendo controvertido, y no se sabe si es una masa fundida primaria o si se deriva de otros tipos de basalto por fraccionamiento. [52] : 65 

Geoquímica

En comparación con la mayoría de las rocas ígneas comunes, las composiciones de basalto son ricas en MgO y CaO y bajas en SiO 2 y óxidos alcalinos, es decir, Na 2 O + K 2 O , de acuerdo con su clasificación TAS . El basalto contiene más sílice que la picrobasalt y la mayoría de las basanitas y tefritas , pero menos que la andesita basáltica . El basalto tiene un contenido total menor de óxidos alcalinos que el traquibasalto y la mayoría de las basanitas y tefritas. [6]

El basalto generalmente tiene una composición de 45-52 % en peso de SiO 2 , 2-5 % en peso de álcalis totales, [6] 0,5-2,0 % en peso de TiO 2 , 5-14 % en peso de FeO y 14 % en peso o más de Al 2 O 3 . Los contenidos de CaO son comúnmente cercanos al 10 % en peso, los de MgO comúnmente en el rango de 5 a 12 % en peso. [53]

Los basaltos con alto contenido de alúmina tienen contenidos de aluminio de 17 a 19 % en peso de Al2O3 ; las boninitas tienen contenidos de magnesio (MgO) de hasta 15 por ciento. Las raras rocas máficas ricas en feldespatoides , similares a los basaltos alcalinos, pueden tener contenidos de Na2O + K2O de 12 % o más. [54]

Las abundancias de los lantánidos o elementos de tierras raras (REE) pueden ser una herramienta de diagnóstico útil para ayudar a explicar la historia de la cristalización mineral a medida que la masa fundida se enfrió. En particular, la abundancia relativa de europio en comparación con los otros REE es a menudo marcadamente mayor o menor, y se denomina anomalía del europio . Surge porque el Eu 2+ puede sustituir al Ca 2+ en el feldespato plagioclasa, a diferencia de cualquiera de los otros lantánidos, que tienden a formar solo cationes 3+ . [55]

Los basaltos de las dorsales oceánicas (MORB, por sus siglas en inglés) y sus equivalentes intrusivos, los gabros, son las rocas ígneas características que se forman en las dorsales oceánicas. Son basaltos toleíticos particularmente bajos en álcalis totales y en oligoelementos incompatibles , y tienen patrones de REE relativamente planos normalizados a valores de manto o condrita . En contraste, los basaltos alcalinos tienen patrones normalizados altamente enriquecidos en el REE ligero, y con mayores abundancias del REE y de otros elementos incompatibles. Debido a que el basalto MORB se considera clave para comprender la tectónica de placas , sus composiciones han sido muy estudiadas. Aunque las composiciones de MORB son distintivas en relación con las composiciones promedio de basaltos erupcionados en otros entornos, no son uniformes. Por ejemplo, las composiciones cambian con la posición a lo largo de la dorsal mesoatlántica , y las composiciones también definen diferentes rangos en diferentes cuencas oceánicas. [56] Los basaltos de las dorsales oceánicas se han subdividido en variedades como los normales (NMORB) y aquellos ligeramente más enriquecidos en elementos incompatibles (EMORB). [57]

Las proporciones isotópicas de elementos como el estroncio , el neodimio , el plomo , el hafnio y el osmio en los basaltos se han estudiado mucho para aprender sobre la evolución del manto de la Tierra . [58] Las proporciones isotópicas de los gases nobles , como 3 He / 4 He, también son de gran valor: por ejemplo, las proporciones para los basaltos varían de 6 a 10 para el basalto toleítico de la dorsal oceánica (normalizado a los valores atmosféricos), pero a 15-24 y más para los basaltos de las islas oceánicas que se cree que derivan de las plumas del manto . [59]

Las rocas fuente de los fundidos parciales que producen magma basáltico probablemente incluyen tanto peridotita como piroxenita . [60]

Morfología y texturas

Un flujo de lava basáltica activo

La forma, la estructura y la textura de un basalto son un diagnóstico de cómo y dónde entró en erupción, por ejemplo, si en el mar, en una erupción explosiva de cenizas o como flujos de lava pāhoehoe que se arrastran, la imagen clásica de las erupciones de basalto hawaianas . [61]

Erupciones subaéreas

El basalto que entra en erupción al aire libre (es decir, subaéreamente ) forma tres tipos distintos de lava o depósitos volcánicos: escoria ; ceniza o escoria ( brecha ); [62] y flujos de lava. [63]

El basalto en las partes superiores de los flujos de lava subaéreos y los conos de ceniza a menudo estará altamente vesiculado , lo que imparte una textura liviana y "espumosa" a la roca. [64] Las cenizas basálticas a menudo son rojas, coloreadas por el hierro oxidado de minerales ricos en hierro meteorizados como el piroxeno . [65]

Los flujos de lava basáltica espesa y viscosa de tipo ʻAʻā son comunes en Hawái. Pāhoehoe es una forma de basalto muy fluida y caliente que tiende a formar delgadas capas de lava fundida que llenan los huecos y, a veces, forman lagos de lava . Los tubos de lava son características comunes de las erupciones de pāhoehoe. [63]

Las tobas basálticas o rocas piroclásticas son menos comunes que los flujos de lava basáltica. Por lo general, el basalto es demasiado caliente y fluido para acumular suficiente presión para formar erupciones de lava explosivas, pero ocasionalmente esto sucederá atrapando la lava dentro de la garganta volcánica y acumulando gases volcánicos . El volcán Mauna Loa de Hawái entró en erupción de esta manera en el siglo XIX, al igual que el Monte Tarawera , Nueva Zelanda en su violenta erupción de 1886. Los volcanes Maar son típicos de pequeñas tobas basálticas, formadas por erupción explosiva de basalto a través de la corteza, formando un delantal de basalto mixto y brecha de roca de pared y un abanico de toba basáltica más afuera del volcán. [66]

La estructura amigdaloide es común en vesículas relictas y con frecuencia se encuentran especies bellamente cristalizadas de zeolitas , cuarzo o calcita . [67]

Basalto columnar
La Calzada del Gigante en Irlanda del Norte
Basalto articulado en columnas en Turquía
Columnas de basalto en el cabo Stolbchaty , Rusia

Durante el enfriamiento de un flujo de lava espeso, se forman juntas o fracturas contractivas. [68] Si un flujo se enfría relativamente rápido, se acumulan fuerzas de contracción significativas. Si bien un flujo puede encogerse en la dimensión vertical sin fracturarse, no puede adaptarse fácilmente a la contracción en la dirección horizontal a menos que se formen grietas; la extensa red de fracturas que se desarrolla da como resultado la formación de columnas . Estas estructuras, o prismas de basalto , son predominantemente hexagonales en sección transversal, pero se pueden observar polígonos con tres a doce o más lados. [69] El tamaño de las columnas depende vagamente de la velocidad de enfriamiento; un enfriamiento muy rápido puede dar como resultado columnas muy pequeñas (<1 cm de diámetro), mientras que un enfriamiento lento es más probable que produzca columnas grandes. [70]

Erupciones submarinas

Basaltos almohadillados en el fondo marino del Pacífico

El carácter de las erupciones basálticas submarinas está determinado en gran medida por la profundidad del agua, ya que el aumento de la presión restringe la liberación de gases volátiles y da lugar a erupciones efusivas. [71] Se ha estimado que a profundidades superiores a los 500 metros (1.600 pies), se suprime la actividad explosiva asociada con el magma basáltico. [72] Por encima de esta profundidad, las erupciones submarinas suelen ser explosivas y tienden a producir rocas piroclásticas en lugar de flujos de basalto. [73] Estas erupciones, descritas como Surtseyanas, se caracterizan por grandes cantidades de vapor y gas y la creación de grandes cantidades de piedra pómez . [74]

Basaltos de almohada

Cuando el basalto entra en erupción bajo el agua o fluye hacia el mar, el contacto con el agua enfría la superficie y la lava forma una distintiva forma de almohada , a través de la cual la lava caliente se rompe para formar otra almohada. Esta textura de "almohada" es muy común en los flujos basálticos submarinos y es diagnóstica de un entorno de erupción submarina cuando se encuentra en rocas antiguas. Las almohadas generalmente consisten en un núcleo de grano fino con una corteza vítrea y tienen uniones radiales. El tamaño de las almohadas individuales varía desde 10 cm hasta varios metros. [75]

Cuando la lava pāhoehoe entra al mar, generalmente forma basaltos almohadillados. Sin embargo, cuando ʻaʻā entra al océano, forma un cono litoral , una pequeña acumulación en forma de cono de escombros tobáceos que se forma cuando la lava ʻaʻā en bloques entra al agua y explota a partir del vapor acumulado. [76]

La isla de Surtsey , en el océano Atlántico , es un volcán de basalto que irrumpió en la superficie del océano en 1963. La fase inicial de la erupción de Surtsey fue altamente explosiva, ya que el magma era bastante fluido, lo que provocó que la roca se desintegrara por el vapor hirviente y formara un cono de toba y ceniza. Posteriormente, esto ha evolucionado hacia un comportamiento típico de tipo pāhoehoe. [77] [78]

Puede estar presente vidrio volcánico , particularmente en forma de cáscaras en superficies rápidamente enfriadas de flujos de lava, y se asocia comúnmente (pero no exclusivamente) con erupciones submarinas. [79]

El basalto almohadillado también se produce por algunas erupciones volcánicas subglaciales . [79]

Distribución

Tierra

El basalto es el tipo de roca volcánica más común en la Tierra, y constituye más del 90% de toda la roca volcánica del planeta. [80] Las porciones de la corteza de las placas tectónicas oceánicas están compuestas predominantemente de basalto, producido a partir del manto ascendente debajo de las dorsales oceánicas . [81] El basalto también es la principal roca volcánica en muchas islas oceánicas , incluidas las islas de Hawái , [34] las Islas Feroe , [82] y Reunión . [83] Los geólogos observan la erupción de lava basáltica en unos 20 volcanes por año. [84]

Trampas del Paraná , Brasil

El basalto es la roca más típica de las grandes provincias ígneas . Estas incluyen basaltos de inundación continentales , los basaltos más voluminosos que se encuentran en la tierra. [35] Los ejemplos de basaltos de inundación continentales incluyen las Traps del Decán en la India , [85] el Grupo Chilcotin en Columbia Británica , [86] Canadá , las Traps del Paraná en Brasil, [87] las Traps siberianas en Rusia , [88] la provincia de basalto de inundación del Karoo en Sudáfrica, [89] y la meseta del río Columbia de Washington y Oregón . [90] El basalto también prevalece en extensas regiones de Galilea Oriental , Golán y Basán en Israel y Siria . [91]

El basalto también es común alrededor de los arcos volcánicos, especialmente aquellos sobre corteza delgada . [92]

Los basaltos precámbricos antiguos suelen encontrarse solo en cinturones plegados y corridos, y suelen estar muy metamorfoseados. Se los conoce como cinturones de piedra verde , [93] [94] porque el metamorfismo de bajo grado del basalto produce clorita , actinolita , epidota y otros minerales verdes. [95]

Otros cuerpos del Sistema Solar

Además de formar grandes partes de la corteza terrestre, el basalto también se encuentra en otras partes del Sistema Solar. El basalto entra en erupción comúnmente en Ío (la tercera luna más grande de Júpiter ), [96] y también se ha formado en la Luna , Marte , Venus y el asteroide Vesta .

La luna

Basalto olivino lunar recogido por los astronautas del Apolo 15

Las áreas oscuras visibles en la luna de la Tierra , los mares lunares , son llanuras de flujos de lava basáltica . Estas rocas fueron muestreadas tanto por el programa tripulado estadounidense Apollo como por el programa robótico ruso Luna , y están representadas entre los meteoritos lunares . [97]

Los basaltos lunares se diferencian de sus homólogos terrestres principalmente en su alto contenido de hierro, que suele oscilar entre el 17 y el 22 % en peso de FeO. También poseen una amplia gama de concentraciones de titanio (presente en el mineral ilmenita ), [98] [99] que van desde menos del 1 % en peso de TiO 2 hasta aproximadamente el 13 % en peso. Tradicionalmente, los basaltos lunares se han clasificado según su contenido de titanio, y las clases se denominan de alto contenido de titanio, bajo contenido de titanio y muy bajo contenido de titanio. Sin embargo, los mapas geoquímicos globales de titanio obtenidos de la misión Clementine demuestran que los mares lunares poseen un continuo de concentraciones de titanio y que las concentraciones más altas son las menos abundantes. [100]

Los basaltos lunares muestran texturas y mineralogía exóticas, particularmente metamorfismo de choque , falta de la oxidación típica de los basaltos terrestres y una completa falta de hidratación . [101] La mayoría de los basaltos de la Luna entraron en erupción hace entre 3 y 3500 millones de años, pero las muestras más antiguas tienen 4200 millones de años, y se estima que los flujos más jóvenes, basados ​​en el método de datación por edad de recuento de cráteres , entraron en erupción hace solo 1200 millones de años. [102]

Venus

Entre 1972 y 1985, cinco sondas Venera y dos VEGA alcanzaron con éxito la superficie de Venus y realizaron mediciones geoquímicas mediante fluorescencia de rayos X y análisis de rayos gamma. Los resultados obtenidos fueron consistentes con la idea de que las rocas de los lugares de aterrizaje eran basaltos, tanto toleíticos como altamente alcalinos. Se cree que las sondas aterrizaron en llanuras cuya firma de radar es la de flujos de lava basáltica. Estos constituyen aproximadamente el 80% de la superficie de Venus. Algunas ubicaciones muestran una alta reflectividad consistente con basalto no meteorizado, lo que indica vulcanismo basáltico en los últimos 2,5 millones de años. [103]

Marte

El basalto también es una roca común en la superficie de Marte , como lo determinan los datos enviados desde la superficie del planeta, [104] y los meteoritos marcianos . [105] [106]

Vesta

El análisis de las imágenes de Vesta tomadas con el telescopio espacial Hubble sugiere que este asteroide tiene una corteza basáltica cubierta con un regolito brechado derivado de la corteza. [107] La ​​evidencia de los telescopios terrestres y de la misión Dawn sugiere que Vesta es la fuente de los meteoritos HED , que tienen características basálticas. [108] Vesta es el principal contribuyente al inventario de asteroides basálticos del Cinturón de Asteroides principal. [109]

Yo

Los flujos de lava representan un importante terreno volcánico en Ío . [110] El análisis de las imágenes de la Voyager llevó a los científicos a creer que estos flujos estaban compuestos principalmente de varios compuestos de azufre fundido. Sin embargo, estudios infrarrojos posteriores basados ​​en la Tierra y mediciones de la nave espacial Galileo indican que estos flujos están compuestos de lava basáltica con composiciones máficas a ultramáficas. [111] Esta conclusión se basa en mediciones de temperatura de los "puntos calientes" de Ío, o ubicaciones de emisión térmica, que sugieren temperaturas de al menos 1.300 K y algunas de hasta 1.600 K. [112] Las estimaciones iniciales que sugerían temperaturas de erupción cercanas a los 2.000 K [113] han demostrado ser sobreestimaciones porque se utilizaron los modelos térmicos incorrectos para modelar las temperaturas. [112] [114]

Alteración del basalto

Desgaste

Esta pared de roca muestra vetas oscuras de hierro movilizado y precipitado dentro de basalto caolinizado en Hungen, área de Vogelsberg, Alemania.
Basalto caolinizado cerca de Hungen, Vogelsberg, Alemania

En comparación con las rocas graníticas expuestas en la superficie de la Tierra, los afloramientos de basalto se meteorizan relativamente rápido. Esto refleja su contenido de minerales que cristalizaron a temperaturas más altas y en un entorno más pobre en vapor de agua que el granito. Estos minerales son menos estables en el entorno más frío y húmedo de la superficie de la Tierra. El tamaño de grano más fino del basalto y el vidrio volcánico que a veces se encuentra entre los granos también aceleran la meteorización. El alto contenido de hierro del basalto hace que las superficies meteorizadas en climas húmedos acumulen una costra gruesa de hematita u otros óxidos e hidróxidos de hierro, tiñendo la roca de un color marrón a rojo óxido. [115] [116] [117] [118] Debido al bajo contenido de potasio de la mayoría de los basaltos, la meteorización convierte el basalto en arcilla rica en calcio ( montmorillonita ) en lugar de arcilla rica en potasio ( ilita ). La meteorización adicional, particularmente en climas tropicales, convierte la montmorillonita en caolinita o gibbsita . Esto produce el característico suelo tropical conocido como laterita . [115] El producto final de la erosión es la bauxita , el principal mineral de aluminio. [119]

La meteorización química también libera cationes fácilmente solubles en agua, como calcio , sodio y magnesio , que dan a las áreas basálticas una fuerte capacidad amortiguadora contra la acidificación . [120] El calcio liberado por los basaltos se une al CO2 de la atmósfera formando CaCO3 , actuando así como una trampa de CO2. [ 121]

Metamorfismo

Basalto metamorfoseado de un cinturón de rocas verdes del Arcaico en Michigan, EE. UU. Los minerales que dieron al basalto original su color negro se han metamorfoseado en minerales verdes.

El calor intenso o la gran presión transforman el basalto en sus equivalentes de rocas metamórficas . Dependiendo de la temperatura y la presión del metamorfismo, estas pueden incluir esquisto verde , anfibolita o eclogita . Los basaltos son rocas importantes dentro de las regiones metamórficas porque pueden proporcionar información vital sobre las condiciones del metamorfismo que han afectado a la región. [122]

Los basaltos metamorfoseados son importantes anfitriones de una variedad de minerales hidrotermales , incluidos depósitos de oro, cobre y sulfuros masivos volcanogénicos . [123]

La vida en las rocas basálticas

Las características comunes de corrosión del basalto volcánico submarino sugieren que la actividad microbiana puede desempeñar un papel importante en el intercambio químico entre las rocas basálticas y el agua de mar. Las cantidades significativas de hierro reducido, Fe(II), y manganeso, Mn(II), presentes en las rocas basálticas proporcionan fuentes de energía potenciales para las bacterias . Algunas bacterias oxidantes de Fe(II) cultivadas a partir de superficies de sulfuro de hierro también pueden crecer con roca basáltica como fuente de Fe(II). [124] Se han cultivado bacterias oxidantes de Fe y Mn a partir de basaltos submarinos meteorizados del monte submarino Kamaʻehuakanaloa (anteriormente Loihi). [125] El impacto de las bacterias en la alteración de la composición química del vidrio basáltico (y, por lo tanto, de la corteza oceánica ) y el agua de mar sugiere que estas interacciones pueden conducir a una aplicación de los respiraderos hidrotermales al origen de la vida . [126]

Usos

El Código de Hammurabi fue grabado en un mármol de 2,25 m (7 pies 4 pulgadas) de alto.+Estela de basalto de 1 ⁄ 2  pulgada de alto,de alrededor de 1750 a. C.

El basalto se utiliza en la construcción (por ejemplo, como bloques de construcción o en los cimientos ), [127] para hacer adoquines (a partir de basalto columnar) [128] y para hacer estatuas . [129] [130] Calentando y extruyendo basalto se obtiene lana de roca , que tiene el potencial de ser un excelente aislante térmico . [131] [132] [133] [134]

El secuestro de carbono en el basalto se ha estudiado como un medio para eliminar de la atmósfera el dióxido de carbono producido por la industrialización humana. Los depósitos de basalto submarinos, dispersos en los mares de todo el mundo, tienen el beneficio adicional de que el agua actúa como barrera para la reemisión de CO2 a la atmósfera. [135] [136]

Véase también

  • Estructura de abanico de basalto  – Formación rocosa
  • Fibra de basalto  : fibras estructurales hiladas a partir de basalto fundido
  • Vulcanismo bimodal  : erupción de lavas máficas y félsicas de un único centro volcánico
  • Plutonismo  : teoría geológica que sostiene que las rocas ígneas de la Tierra se formaron por solidificación de material fundido.
  • Fusión polibárica  : un modo de origen del magma basáltico
  • Volcán escudo  : volcán de perfil bajo que generalmente está formado casi en su totalidad por flujos de lava fluida.
  • Spilita  : Roca ígnea de grano fino, resultante de la alteración del basalto oceánico.
  • Sideromelano  – Vidrio volcánico basáltico vítreo
  • Volcán  : Ruptura en la corteza de un planeta por donde se escapa material.
  • icono Portal de geología

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  • PetDB, la base de datos petrológica
  • Petrología de rocas lunares y basaltos marinos
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