Roca (geología)

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Geología
Ciencia de la Tierra sólida
Índice Describir Categoría Glosario Historia ( Cronología )
Componentes clave Minerales Roca ( ígnea) Sedimentario Metamórfico ) Sedimento Tectónica de placas Estratos Desgaste Erosión Escala de tiempo geológico
Leyes, principios, teorías Principios estratigráficos Principio de horizontalidad original Ley de superposición Principio de continuidad lateral Principio de relaciones transversales Principio de sucesión faunística Principio de inclusiones y componentes Ley de Walther
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En geología , una roca (o piedra ) es cualquier masa sólida o agregado de minerales o materia mineraloide que se encuentra en la naturaleza . Se clasifica por los minerales incluidos, su composición química y la forma en que se forma. Las rocas forman la capa sólida externa de la Tierra, la corteza , y la mayor parte de su interior, excepto el núcleo externo líquido y las bolsas de magma en la astenosfera . El estudio de las rocas involucra múltiples subdisciplinas de la geología, incluyendo la petrología y la mineralogía . Puede limitarse a las rocas que se encuentran en la Tierra, o puede incluir la geología planetaria que estudia las rocas de otros objetos celestes.

Las rocas se suelen agrupar en tres grupos principales: rocas ígneas , rocas sedimentarias y rocas metamórficas . Las rocas ígneas se forman cuando el magma se enfría en la corteza terrestre, o la lava se enfría en la superficie del suelo o el fondo marino. Las rocas sedimentarias se forman por diagénesis y litificación de sedimentos , que a su vez se forman por la meteorización , el transporte y la deposición de rocas existentes. Las rocas metamórficas se forman cuando las rocas existentes se someten a presiones y temperaturas tan altas que se transforman sin fundirse significativamente.

La humanidad ha hecho uso de las rocas desde los primeros humanos. Este período temprano, llamado la Edad de Piedra , fue testigo del desarrollo de muchas herramientas de piedra. La piedra se utilizó entonces como un componente principal en la construcción de edificios y de las primeras infraestructuras . La minería se desarrolló para extraer rocas de la Tierra y obtener los minerales que contienen, incluidos los metales . La tecnología moderna ha permitido el desarrollo de nuevas rocas artificiales y sustancias similares a las rocas, como el hormigón .

La geología es el estudio de la Tierra y sus componentes, incluido el estudio de las formaciones rocosas. La petrología es el estudio del carácter y el origen de las rocas. La mineralogía es el estudio de los componentes minerales que crean las rocas. El estudio de las rocas y sus componentes ha contribuido a la comprensión geológica de la historia de la Tierra, la comprensión arqueológica de la historia humana y el desarrollo de la ingeniería y la tecnología en la sociedad humana. ^[1]

Si bien la historia de la geología incluye muchas teorías sobre las rocas y sus orígenes que han persistido a lo largo de la historia de la humanidad, el estudio de las rocas se desarrolló como ciencia formal durante el siglo XIX. El plutonismo se desarrolló como teoría durante esta época, y el descubrimiento de la desintegración radiactiva en 1896 permitió la datación por radiocarbono de las rocas. La comprensión de la tectónica de placas se desarrolló en la segunda mitad del siglo XX. ^[2]

Las rocas se componen principalmente de granos de minerales, que son sólidos cristalinos formados a partir de átomos unidos químicamente en una estructura ordenada. ^{[4] : 3} Algunas rocas también contienen mineraloides , que son sustancias rígidas similares a los minerales, como el vidrio volcánico , ^{[5] : 55, 79} que carecen de estructura cristalina. Los tipos y la abundancia de minerales en una roca están determinados por la forma en que se formó.

La mayoría de las rocas contienen minerales de silicato , compuestos que incluyen tetraedros de sílice en su red cristalina , y representan aproximadamente un tercio de todas las especies minerales conocidas y alrededor del 95% de la corteza terrestre . ^[6] La proporción de sílice en rocas y minerales es un factor importante para determinar sus nombres y propiedades. ^[7]

Las rocas se clasifican según características como la composición mineral y química, la permeabilidad , la textura de las partículas constituyentes y el tamaño de las partículas . Estas propiedades físicas son el resultado de los procesos que formaron las rocas. ^[5] Con el transcurso del tiempo, las rocas pueden transformarse de un tipo a otro, como lo describe un modelo geológico llamado ciclo de las rocas . Esta transformación produce tres clases generales de rocas: ígneas , sedimentarias y metamórficas .

Estas tres clases se subdividen en muchos grupos. Sin embargo, no hay límites estrictos entre las rocas afines. Mediante el aumento o la disminución de las proporciones de sus minerales, pasan por gradaciones de una a otra; de este modo, se pueden rastrear las estructuras distintivas de un tipo de roca, fusionándose gradualmente con las de otro. Por lo tanto, las definiciones adoptadas en los nombres de las rocas simplemente corresponden a puntos seleccionados en una serie graduada continua. ^[8]

Las rocas ígneas (de la palabra latina igneus, que significa fuego, y de ignis , que significa fuego) ^[9] se forman a través del enfriamiento y solidificación del magma o la lava . Este magma puede derivar de la fusión parcial de rocas preexistentes en el manto o la corteza de un planeta . Por lo general, la fusión de las rocas es causada por uno o más de tres procesos: un aumento de la temperatura, una disminución de la presión o un cambio en la composición. ^{[10] : 591–599}

Las rocas ígneas se dividen en dos categorías principales:

• Las rocas plutónicas o intrusivas se forman cuando el magma se enfría y cristaliza lentamente dentro de la corteza terrestre . Un ejemplo común de este tipo es el granito .
• Las rocas volcánicas o extrusivas son el resultado del magma que llega a la superficie ya sea como lava o eyecciones fragmentarias , formando minerales como la piedra pómez o el basalto . ^[5]

Los magmas tienden a enriquecerse con sílice a medida que ascienden hacia la superficie de la Tierra, un proceso llamado diferenciación magmática . Esto ocurre tanto porque los minerales con bajo contenido de sílice se cristalizan a partir del magma cuando comienza a enfriarse ( serie de reacciones de Bowen ) como porque el magma asimila parte de la roca de la corteza a través de la cual asciende ( roca de campo ), y la roca de la corteza tiende a tener un alto contenido de sílice. El contenido de sílice es, por tanto, el criterio químico más importante para clasificar las rocas ígneas. ^[7] El contenido de óxidos de metales alcalinos es el siguiente en importancia. ^[11]

Alrededor del 65% de la corteza terrestre en volumen está formada por rocas ígneas. De ellas, el 66% son basalto y gabro , el 16% son granito y el 17% granodiorita y diorita . Sólo el 0,6% son sienitas y el 0,3% son ultramáficas . La corteza oceánica está formada en un 99% por basalto, que es una roca ígnea de composición máfica . El granito y rocas similares, conocidas como granitoides , dominan la corteza continental . ^{[12] [13]}

Las rocas sedimentarias se forman en la superficie de la Tierra por la acumulación y cementación de fragmentos de rocas, minerales y organismos anteriores ^[14] o como precipitados químicos y crecimientos orgánicos en el agua ( sedimentación ). Este proceso hace que los sedimentos clásticos (trozos de roca) o partículas orgánicas ( detritos ) se sedimenten y acumulen o que los minerales se precipiten químicamente ( evaporita ) a partir de una solución . La materia particulada luego sufre compactación y cementación a temperaturas y presiones moderadas ( diagénesis ). ^{[5] : 265–280  [15] : 147–154}

Antes de ser depositados, los sedimentos se forman por la erosión de rocas anteriores en un área de origen y luego son transportados al lugar de deposición por el agua , el viento , el hielo , el movimiento de masas o los glaciares (agentes de denudación ). ^[5] Alrededor del 7,9% de la corteza en volumen está compuesta por rocas sedimentarias, de las cuales el 82% son pizarras, mientras que el resto consiste en un 6% de piedra caliza y un 12% de arenisca y arcosas . ^[13] Las rocas sedimentarias a menudo contienen fósiles . Las rocas sedimentarias se forman bajo la influencia de la gravedad y, por lo general, se depositan en capas o estratos horizontales o casi horizontales , y pueden denominarse rocas estratificadas. ^[16]

Los sedimentos y las partículas de rocas sedimentarias clásticas se pueden clasificar además por el tamaño de grano . Los sedimentos más pequeños son la arcilla , seguidos del limo , la arena y la grava . Algunos sistemas incluyen guijarros y cantos rodados como medidas. ^[17]

Las rocas metamórficas se forman al someter cualquier tipo de roca —roca sedimentaria, roca ígnea u otra roca metamórfica más antigua— a condiciones de temperatura y presión diferentes a las que tenía la roca original. Este proceso se denomina metamorfismo , que significa "cambio de forma". El resultado es un cambio profundo en las propiedades físicas y químicas de la piedra. La roca original, conocida como protolito , se transforma en otros tipos de minerales u otras formas de los mismos minerales, por recristalización . ^[5] Las temperaturas y presiones requeridas para este proceso son siempre más altas que las que se encuentran en la superficie de la Tierra: temperaturas superiores a 150 a 200 °C y presiones superiores a 1500 bares. ^[18] Esto ocurre, por ejemplo, cuando chocan las placas continentales . ^{[19] : 31–33, 134–139} ​​Las rocas metamórficas componen el 27,4% de la corteza en volumen. ^[13]

Las tres clases principales de rocas metamórficas se basan en el mecanismo de formación. Una intrusión de magma que calienta la roca circundante provoca un metamorfismo de contacto, una transformación dominada por la temperatura. El metamorfismo de presión se produce cuando los sedimentos están enterrados a gran profundidad bajo el suelo; la presión es dominante y la temperatura desempeña un papel menor. Esto se denomina metamorfismo de enterramiento y puede dar lugar a rocas como el jade . Cuando tanto el calor como la presión desempeñan un papel, el mecanismo se denomina metamorfismo regional. Esto se encuentra típicamente en regiones de formación de montañas. ^[7]

Dependiendo de la estructura, las rocas metamórficas se dividen en dos categorías generales. Las que poseen una textura se denominan foliadas ; el resto se denominan no foliadas. El nombre de la roca se determina entonces en función de los tipos de minerales presentes. Los esquistos son rocas foliadas que se componen principalmente de minerales laminares como las micas . Un gneis tiene bandas visibles de diferente luminosidad , siendo un ejemplo común el gneis granítico. Otras variedades de rocas foliadas incluyen pizarras , filitas y milonitas . Ejemplos familiares de rocas metamórficas no foliadas incluyen mármol , esteatita y serpentina . Esta rama contiene cuarcita —una forma metamorfoseada de arenisca— y hornfels . ^[7]

Aunque la mayor parte de la comprensión de las rocas proviene de la Tierra, las rocas componen muchos de los cuerpos celestes del universo. En el Sistema Solar , Marte , Venus y Mercurio están compuestos de rocas, al igual que muchos satélites naturales , asteroides y meteoroides . Los meteoritos que caen a la Tierra proporcionan evidencia de rocas extraterrestres y su composición. Por lo general, son más pesados ​​​​que las rocas de la Tierra. Las rocas de asteroides también pueden traerse a la Tierra a través de misiones espaciales, como la misión Hayabusa ^{. [20]} También se han estudiado rocas lunares y marcianas . ^[21]

El uso de la roca ha tenido un enorme impacto en el desarrollo cultural y tecnológico de la raza humana. La roca ha sido utilizada por los humanos y otros homínidos durante al menos 2,5 millones de años . ^[22] La tecnología lítica es una de las tecnologías más antiguas y de uso continuo. La extracción de roca por su contenido metálico ha sido uno de los factores más importantes del avance humano y ha progresado a diferentes ritmos en diferentes lugares, en parte debido al tipo de metales disponibles en la roca de una región.

La roca antrópica es una roca sintética o reestructurada formada por la actividad humana. El hormigón se reconoce como una roca hecha por el hombre constituida por roca natural y procesada y que se ha desarrollado desde la Antigua Roma . ^[23] La roca también se puede modificar con otras sustancias para desarrollar nuevas formas, como el granito epoxi . ^{[24] También se ha desarrollado} piedra artificial , como la piedra Coade . ^[25] El geólogo James R. Underwood ha propuesto la roca antrópica como una cuarta clase de rocas junto con las ígneas, sedimentarias y metamórficas. ^[26]

Las rocas varían mucho en resistencia, desde cuarcitas que tienen una resistencia a la tracción de más de 300 MPa ^[27] hasta rocas sedimentarias tan blandas que se pueden desmenuzar con los dedos desnudos (es decir, son friables ). ^[28] (A modo de comparación, el acero estructural tiene una resistencia a la tracción de alrededor de 350 MPa. ^[29] ) Las rocas sedimentarias relativamente blandas y fáciles de trabajar se extraían para la construcción ya en el año 4000 a. C. en Egipto, ^[30] y la piedra se usaba para construir fortificaciones en Mongolia Interior ya en el año 2800 a. C. ^[31] La roca blanda, toba , es común en Italia, y los romanos la usaban para muchos edificios y puentes. ^[32] La piedra caliza se usó ampliamente en la construcción en la Edad Media en Europa ^[33] y siguió siendo popular hasta el siglo XX. ^[34]

La minería es la extracción de minerales valiosos u otros materiales geológicos de la tierra, de un cuerpo de mineral , veta o filón . ^[35] El término también incluye la remoción de suelo. Los materiales recuperados por la minería incluyen metales básicos , metales preciosos , hierro , uranio , carbón , diamantes , piedra caliza , esquisto bituminoso , sal de roca , potasa , agregados de construcción y piedra dimensional . La minería es necesaria para obtener cualquier material que no pueda cultivarse mediante procesos agrícolas o crearse artificialmente en un laboratorio o fábrica . La minería en un sentido más amplio comprende la extracción de cualquier recurso (por ejemplo, petróleo , gas natural , sal o incluso agua ) de la tierra. ^[36]

La minería de rocas y metales se ha realizado desde tiempos prehistóricos . Los procesos mineros modernos implican la prospección de depósitos minerales, el análisis del potencial de ganancias de una mina propuesta, la extracción de los materiales deseados y, finalmente, la recuperación de la tierra para prepararla para otros usos una vez que cese la minería. ^[37]

Los procesos mineros pueden generar impactos negativos en el medio ambiente, tanto durante las operaciones mineras como durante años después de que hayan cesado. Estos posibles impactos han llevado a la mayoría de las naciones del mundo a adoptar regulaciones para gestionar los efectos negativos de las operaciones mineras. ^[38]

Las herramientas de piedra han sido utilizadas durante millones de años por los humanos y los primeros homínidos . La Edad de Piedra fue un período de uso generalizado de herramientas de piedra. ^{[39] Las herramientas de} la Edad de Piedra Temprana eran herramientas simples, como martillos y lascas afiladas. Las herramientas de la Edad de Piedra Media presentaban puntas afiladas para usarse como puntas de proyectil , punzones o raspadores . Las herramientas de la Edad de Piedra Tardía se desarrollaron con artesanía e identidades culturales distintivas. ^[40] Las herramientas de piedra fueron reemplazadas en gran medida por herramientas de cobre y bronce luego del desarrollo de la metalurgia .

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• La definición del diccionario de roca en Wikcionario