LA ATMÓSFERA TERRESTRE 16- INTRODUCCIÓN La atmósfera es una delgada capa de gases que envuelve a la tierra. Generalmente a esta mezcla de gases y partículas que la conforman le llamamos aire y aunque no lo veamos muchas veces lo podemos sentir.
17- LA ATMÓSFERA Y EL AIRE La atmósfera terrestre es una mezcla de gases. Los más abundantes son: *
Nitrógeno: 78% total del aire.
*
Oxígeno: 21 % del total.
*
Dióxido de carbono: 0,033% del total.
Además puede contener hasta un 4% de vapor de agua y también una proporción variable de gases nobles (argón 0,93%, criptón 0,000114%, neón 0,00182% y helio
0,000524%), hidrógeno (0,00005%) y ozono (0,00116% ), (un compuesto del oxígeno). En las capas altas existe menos presión y la densidad es menor. La densidad y la presión del aire disminuyen con la altura.
18- CAPAS DE LA ATMÓSFERA La atmósfera puede llegar a tener en algunas zonas hasta un espesor de 1000 Km y está dividida en capas. Estas capas son: *Troposfera: la más cercana a la tierra (10 Km), es donde se desarrollan los fenómenos atmosféricos conocidos. Los aviones pueden superar esta capa e introducirse en la siguiente. *La estratosfera: llega hasta los 50 Km y es en ella donde existe una mayor concentración de ozono (25 km), de gran importancia para la vida en la tierra. Se queda con las radiaciones nocivas emitidas por el sol de alta intensidad, actuando como un filtro. *La mesosfera: hasta los 80 Km, recibe todas las radiaciones de alta intensidad. Por ella viajan los globos sonda. *La termosfera y la exosfera: son las capas externas de la atmósfera y llegan a tener entre 100º y 300º C de temperatura. Por la termosfera se pasean las naves espaciales a unos 100 Km de la tierra.
19- AIRE LIMPIO Y AIRE CONTAMINADO El aire limpio es transparente aunque cuando la observamos con su gran espesor manifiesta un bello color azul. Si a la atmósfera le añadimos el humo de los coches, de las fábricas, de las calefacciones, etc. lo oscurecemos, el aire se vuelve opaco y decimos que es aire contaminado.
Los gases que contaminan la atmósfera son: dióxido de azufre, dióxido de carbono, óxido de nitrógeno, metano y ozono. Los efectos que pueden producir sobre la atmósfera son: El aumento del efecto invernadero por aumento de las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y la destrucción de la capa de ozono por los CFCs (de los sprays y refrigeradores), los insecticidas y herbicidas.
El dióxido de carbono, agua, ozono y nitrógeno forman una capa que permite el paso de los rayos del sol a la corteza terrestre, pero impiden su salida cuando rebotan en la superficie de la tierra, produciendo un calentamiento de la atmósfera más cercana a la tierra. Este efecto puede verse multiplicado por los gases contaminantes que pueden elevar de forma alarmante la temperatura media ambiental de determinados puntos de la corteza. Esto conllevaría a la desaparición de determinadas especies y a la destrucción de los polos. El hielo se fundiría y aumentaría la cantidad de agua, inundando las costas, los valles... Estos son los efectos del llamado EFECTO INVERNADERO.
20- ORIGEN DE LA ATMÓSFERA La tierra, cuando se formó hace 4500 millones de años, no era igual que la que hoy. Estaba formada por un núcleo incandescente fundido rodeado por una espesa nube de gases y polvo. Con el calor del sol, estos gases acabaron por desprenderse en el espacio interestelar. Poco a poco, el planeta fue enfriándose y así se formó una superficie sólida que daría lugar a los continentes y el fondo del mar. Los gases que desprendía se acumulaban sobre la superficie y dio lugar a una atmósfera con mucho vapor de agua, dióxido de carbono, nitrógeno y otros gases. Cuando pasaron millones de años y ya se había enfriado la corteza, el vapor de agua de esta atmósfera pasó a estado líquido y así se formaron los océanos y los mares. Pero la actividad volcánica no había terminado. Se seguían desprendiendo gases que emanaban los volcanes. Con la aparición de la vida microscópica se iniciaron procesos bioquímicos interesantísimos para el futuro de nuestra atmósfera y de nuestra vida. La fotosíntesis incorporaba por vez primera dióxido de carbono de la atmósfera y devolvía oxígeno, acumulándose cada vez más. Por último y tras la aparición de los
seres vegetales fotosintéticos pudieron aparecer los seres vivos animales que eran capaces de respirar este gas.
21- LOS FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS Son los fenómenos que ocurren en la atmósfera: viento, nubes, precipitaciones (lluvia, nieve, granizo...) y fenómenos eléctricos (auroras polares, tormentas eléctricas...). Los vientos, sin embargo, son los desencadenantes de la mayoría de los fenómenos atmosféricos. Se deben fundamentalmente a variaciones de la temperatura y densidad del aire de unos lugares a otros. El viento va desde las zonas de aire más frío (más denso) hacia las zonas de aire más caliente
El aire caliente que asciende hasta las capas más altas de la atmósfera, se enfría progresivamente según asciende, esto provoca la condensación del vapor de agua en gotitas microscópicas que forman las nubes. Estas se van reuniendo unas con otras formando gotas cada vez mayores que se sostienen en el aire gracias al viento. Cuando se hacen muy pesadas estas nubes, el agua cae por gravedad y da lugar a lluvias. La nieve se produce cuando la temperatura del aire es inferior a 0º C. El granizo se origina cuando el viento es fuerte y las temperaturas muy bajas, los fuertes vientos llevan entonces grandes gotas de agua que al congelarse dan granizo o pedrisco que puede alcanzar hasta varios centímetros de diámetro.
Existen diversos tipos de nubes. Los cuatro tipos fundamentales son: cirros (nubes de aspecto filamentoso en la zona alta de la troposfera con mínimo espesor y que no provocan sombras; cúmulos (son las clásicas nubes, de color blanco brillante en las zonas expuestas al sol y gris oscuro en las de sombra); estratos (son bancos uniformes de nubes que traen lluvia y llovizna, muy extendidas y de estructura uniforme) y nimbos (nubes bajas, nubes lluviosas de color gris oscuro).
El color y la luminosidad de la atmósfera varía a lo largo del día. Los colores del cielo al amanecer y al anochecer son anaranjados y rojizos, los del pleno día son azules. La razón es que de todos los colores de la luz blanca o visible, el rojo es el que penetra en la atmósfera con mayor facilidad y al atardecer o en el amanecer los rayos inciden de forma oblicua en la tierra, realizan un mayor recorrido hasta alcanzar la superficie terrestre. Durante este camino se absorben todos los colores (azules y verdes) y sólo llegan los rojizos. Sin embargo en la mitad del día, los rayos inciden casi verticalmente y llegan el resto de los colores.
22- EL AIRE, LA VIDA Y LA SALUD Sin el oxígeno del aire los seres vivos se morirían. Gracias a la respiración los seres vivos obtienen la energía que necesitan para mantenerse vivos. Tanto las plantas como los animales, durante toda su vida y tanto de día como de noche necesitan
consumir y respirar oxígeno del aire. A cambio, éstos desprenden dióxido de carbono (CO2).
Las plantas se fabrican su alimento mediante la fotosíntesis, usan la energía del sol, el dióxido de carbono del aire y agua y sales del suelo. Las plantas en este proceso desprenden oxígeno y así enriquecen la atmósfera de este preciado gas puesto que liberan mucho más del que consumen al respirar.
El nitrógeno sin embargo aunque está presente en la atmósfera y entra en nuestros pulmones no sirve para nada. El nitrógeno necesario para la vida se obtiene del suelo.
LA HIDROSFERA TERRESTRE Según el diccionario de la Real Academia de las Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, la hidrosfera se define como "el conjunto de las aguas que cubren parte de la superficie terrestre, la zona externa del planeta en la que existe agua en forma gaseosa, líquida o sólida (superficial o subterránea)".
La mayor parte se encuentra en estado líquido, formando los océanos y, en las zonas continentales, formando ríos, lagos y corrientes de aguas subterráneas. En estado sólido lo podemos encontrar en los casquetes polares y en las cumbres de las montañas. En estado gaseoso (vapor de agua) lo encontraríamos en la atmósfera formando las nubes. La hidrosfera terrestre es, también, el sustento de la vida. La vida aparece en los océanos, en el agua, y un porcentaje muy alto de todos los seres vivos es agua (entre el 60% y el 75% del peso de los seres vivos es agua).
23- EL CICLO DEL AGUA 24-
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia. Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación. Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas. Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta
para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.
25- LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA, SU DEPURACIÓN. Los seres humanos utilizamos el agua para nuestro consumo y para realizar múltiples actividades. A veces, como resultado de dicho uso, y a veces mal uso, el agua resulta contaminada. En este caso, podríamos definir el término contaminación como el resultado de la acción humana que no permite que el agua pueda ser utilizada por los seres humanos ni por el resto de los seres vivos.
Las actividades humanas que pueden contaminar el agua podríamos clasificarlas en tres grandes grupos, que se corresponden con los usos tradicionales del agua: *
Contaminación por uso doméstico: agrícola petróleo
Las actividades domésticas, requieren el uso de agua. Piensa en actividades que se realicen diariamente en tu casa que requieren agua: lavarte, bañarte o ducharte, limpiar, cocinar, etc... Como resultado de algunas de estas actividades, los hogares producen aguas residuales que contienen restos fecales, que favorecen el desarrollo de organismos patógenos (bacterias) que pueden resultar perjudiciales para la salud humana y que pueden acabar con otros seres que viven en el agua, y detergentes que hacen que el agua no sea apta para el consumo.
*
Contaminación ganadera y agrícola:
Cada vez más, en la ganadería y la agricultura se utilizan productos químicos para aumentar la producción: abonos. También se utilizan otros productos para reducir las perdidas producidas por lo que otros animales pueden hacer a los cultivos: pesticidas contra las plagas. ¿Qué ocurre con el exceso de estos productos?: revisa y repasa el Ciclo del Agua y lo verás claro: las lluvias arrastran los restos de estos productos a los ríos y parte se filtrará en el subsuelo y acabará en las corrientes subterráneas que acabarán contaminándose y afectando a los demás seres vivos. *
Contaminación industrial.
No habría espacio suficiente en estas paginas para describir todos los ejemplos de contaminación industrial de las aguas, piensa que cualquier actividad industrial de la denominadas sociedades avanzadas, las que disfrutan del desarrollo industrial, y sus efectos sobre las aguas, con todo tipo de contaminantes: aceites residuales, mercurio, plomo, derivados del petróleo como el fuel, etc, etc, etc... La contaminación radiactiva producida por las centrales nucleares y su efecto incrementado la temperatura del agua de las zonas aledañas, agua utilizada para la refrigeración de los reactores nucleares
Los derivados de la industria del petróleo: ¿te suena lo del Prestige?
Pero no dramaticemos. Igual que contaminamos, hemos inventado, o lo intentamos, sistemas que nos permitan limpiar las aguas de los contaminantes producidos por nosotros mismos, sistemas para depurar las aguas. El propio ciclo hidrológico sirve para depurar y limpiar las aguas, autodepuración, pero su acción es lenta. Si esperamos a que la naturaleza depure las costas gallegas probablemente tengamos que esperar años. Además hay productos que no podrían depurarse de esta manera. Como alternativa, la especie humana ha inventado otro sistema: las depuradoras El proceso de depuración consta de las siguientes fases: El filtrado En la planta depuradora, las aguas residuales
pasan por un filtro o enrejado
metálico que impide el paso de restos, basura y objetos de gran tamaño. Los guijarros y la arena que transportan las aguas residuales se depositan en coladeros especiales y después se extraen.
Sedimentación A continuación se dejan reposar las aguas residuales en un tanque enorme. De este modo, el material sólido se deposita en el fondo del tanque, formando lodo. Tratamiento biológico El lodo pasa
entonces a un tanque de descomposición, en cuyo interior hay
bacterias que se alimentan del lodo y liberan un gas llamado metano. Las aguas residuales conducen a los lechos de filtrado. Producción de biogas y abonos El metano que se obtiene del lodo se utiliza como combustible para hervir agua. El vapor procedente de la ebullición del agua impulsa las bombas de la planta depuradora de aguas residuales. El lodo
limpio procedente del tanque de
descomposición se puede utilizar como abono. Nueva sedimentación El líquido que queda se extrae por medio de bombas y se envía a los lechos de filtrado, donde unos brazos giratorios pulverizan las aguas
residuales sobre los
lechos de filtrado, compuestos por varias capas de grava cubierta de cieno.
Tamizado final Se filtran las partículas mías finas y se vierte el agua al río. Esta claro que los procesos de depuración no son suficientes y todos debemos colaborar a administrar correctamente el agua, un recurso escaso y preciado, reduciendo, en la medida de nuestras posibilidades, su consumo y evitando su contaminación.
26- EL AGUA Y LOS SERES VIVOS. Ya se ha comentado varias veces a lo largo de esta unidad que el agua, además de ser indispensable para la vida, es un compuesto que forma parte de los seres vivos, desde los seres unicelulares más primitivos hasta la especie humana. La vida solo es posible en un medio con agua líquida. Ya sabes que se ha encontrado agua en otros planetas pero no en forma líquida, y tampoco se han encontrado en dichos planetas otras formas de vida. En los animales, constituye entre un 60% y un 70% de su peso total, sus tejidos están formados, entre otras cosas, por agua y las reacciones químicas que constituyen su metabolismo se realizan en un medio acuoso. Con las plantas ocurre lo mismo, entre el 75% y el 90% de su peso total es agua.
La vida sobre la Tierra apareció en el medio acuoso, en los océanos primitivos y luego, después de muchos miles de años de evolución biológica, aparecieron los primeros seres vivos terrestres. Pero que no se independizaron del todo del agua, ya que la necesitaban como un alimento más y como medio para regular sus funciones vitales.
Los seres humanos no escapamos a esta dependencia del agua y nuestra distribución por la Tierra siempre ha estado ligada a la disponibilidad de agua. Aún así, el reparto de agua no es equitativo y existen zonas del planeta donde la escasez de agua es importante, mientras en otras zonas se malgasta, porque sobra y no se es consciente de su importancia.
27- EL AGUA Y LA SALUD. El agua es indispensable para la vida y para la salud y, por tanto, su carencia puede producir enfermedades. También es necesario que el agua que consumimos este en condiciones adecuadas, el agua contaminada o el agua en mal estado también puede ser fuente de enfermedades y vehículo de transporte de la mismas. También es de suma importancia mantener una buena higiene corporal para prevenir ciertas enfermedades y para ello, el agua es fundamental. Teniendo en cuenta estos factores, se incluye a continuación algunos ejemplos de enfermedades cuyas causas están relacionadas con el agua. Enfermedades transmitidas por el agua:
Disentería amebiana, producida por un protozoo que pasa por la vía fecal-oral por medio del agua, por alimentos contaminados y por contacto de una persona con otra. Es una enfermedad que se da en todo el mundo.
Enfermedades con base en el agua:
Paludismo o Malaria, producida por protozoos que se desarrollan en el intestino de un mosquito y se expulsan con la saliva en cada ingesta de sangre. Los parásitos son transportados por la sangre al hígado del hombre, donde invaden las células y se multiplican. Se da fundamentalmente en países de África, Asia Sudoriental, India y Sudamérica pero puede llegar a países como el nuestro por el aumento del turismo. Enfermedades derivadas de la escasez de agua Se considera que algunas enfermedades como la lepra, la tuberculosis, la tosferina, el tétanos y difteria están vinculadas a la escasez de agua (también conocidas como enfermedades vinculadas a la falta de higiene) porque prosperan en condiciones de escasez de agua y saneamiento deficiente. Las infecciones se transmiten cuando se dispone de muy poca agua para lavarse las manos. Estas enfermedades, galopantes en la mayor parte del mundo, pueden controlarse eficazmente con mejor higiene, para lo cual es imprescindible tener agua adecuada. También podríamos considerar en esta categoría aquellas enfermedades producidas por hongos cuyo contagio se produce en piscinas o en vestuarios y duchas de instalaciones deportivas donde las condiciones higiénicas no son las más adecuadas. Intoxicaciones derivadas de la ingestión de agua contaminada Otra causa de enfermedades serían aquellas situaciones en que se bebe agua contaminada por diferentes productos de origen industrial, que pueden llegar a
producir importantes problema de salud, por ello es importante que las autoridades sanitarias realicen los controles periódicos a las aguas destinadas al consumo humano. Aquí hay que recordar también que no todas las aguas son potables y aptas para el consumo humano y que para ellos es necesario el proceso de potabilización, que se resume en el siguiente esquema. No queremos terminar este capítulo sin recalcar la importancia de una higiene y aseo diario adecuado, como medida de prevención de determinadas enfermedades.
ESTRUCTURA DE LA TIERRA 28- ESTRUCTURA DE LA TIERRA 1.1. La forma de la Tierra: las Geosferas - ¿Qué forma tiene la Tierra? - Pues como todos los planetas, esférica. Esta afirmación es cierta solo en parte. Efectivamente, la Tierra es esférica, pero no es una esfera perfecta:
- El diámetro ecuatorial es mayor que el diámetro polar (unos 21 km de diferencia). - El Hemisferio Norte es algo más pequeño que el Hemisferio Sur (forma de pera). - La superficie no es lisa. El Everest se eleva casi 9 km sobre el nivel del mar, mientras que la fosa de Tonga tiene una profundidad de más de 11 km con respecto al mismo nivel.
Debido a todo esto, se dice que la forma de la Tierra, más que una esfera, es un geoide. A pesar de todo, podemos considerar a la Tierra como una esfera perfecta: · Toma una "Bola del Mundo", localiza en ella España. Dentro de la Península sitúa tu localidad. Busca otra localidad que esté a unos 20 km de la tuya. Coloca esa distancia en vertical sobre la superficie de la Tierra. Ese es el achatamiento del diámetro polar de la Tierra. - ¿Y qué tamaño tiene la Tierra? Si consideramos la superficie de la Tierra como la superficie media de los océanos, la Tierra tiene un radio de 6.371 km, es decir, un diámetro de 12.742 km. 1.2. El interior de la Tierra - ¿La Tierra será por dentro igual que por fuera? Ante esta pregunta, los científicos se dieron cuenta de que no podía ser igual por dentro que por fuera, entre otras cosas, nos atraería con menos fuerza (pesaríamos menos). Por tanto los materiales del interior deben ser diferentes de los que conocemos y más pesados. - Entonces, ¿cómo es? La Tierra está formada por capas. Como todas las capas son concéntricas tienen la misma forma que la Tierra en conjunto, por lo que a las capas que forman la Tierra las llamamos también geosferas. Si partimos desde la superficie hacia el interior nos encontramos con las siguientes capas: · Corteza: es la parte más superficial (la "piel" de la Tierra). Es donde vivimos nosotros, por lo que es la capa que mejor conocemos. Suponemos que es la más heterogénea a pesar de su escaso grosor. Tiene un grosor medio de 30 km, aunque varía entre un mínimo de 5 km y un máximo de 70 km.
. Manto: llega desde la Corteza hasta una profundidad de 2.900 km. Está formado por materiales más densos que los de la Corteza (predominio de los minerales con hierro y magnesio, como el olivino). Es una capa sólida, aunque entre los 200 km y los 800 km presenta cierta plasticidad. Esta zona más plástica se conoce como Astenosfera y se la considera como el motor interno de la Tierra. · Núcleo Externo: desde el límite con el Manto hasta los 5.100 km de profundidad. Es de carácter metálico y muy denso. Formado por hierro, níquel y azufre. Debido a las condiciones de presión y temperatura en esta zona, el Núcleo Externo se encuentra en estado líquido. · Núcleo Interno: ocupa la esfera central de la Tierra. Como el Externo, es también metálico, formado por hierro y níquel. La presión que soporta es tan grande que, aunque la temperatura puede superar los 6.000º C, se encuentra en estado sólido. Es la capa más densa de la Tierra. 1.3. ¿Por qué la Tierra tiene capas? Mezcla en un tarro de cristal agua con arena, aceite y unas hojas vegetales. Agítalo y déjalo reposar unos minutos. ¿Qué ha pasado? Observarás que se han separado los distintos componentes de la mezcla. ¿Por qué?
Cuando se formó la tierra a partir de material procedente del Sol, al igual que el resto de los planetas del Sistema Solar, todos los materiales atraídos hacia el centro de gravedad terrestre estaban mezclados. En estos momentos el propio choque de partículas hizo que la temperatura fuera tan grande que todo se encontraba en estado de fusión. En este estado los materiales más densos cayeron hacia el interior, quedando los más ligeros en la zona externa del planeta. Al irse enfriando y, por tanto, solidificando el material terrestre, se había producido una separación de materiales en función de su densidad, lo que dio como resultado la estructuración de la Tierra en las capas que ya conoces.
29- LA CORTEZA TERRESTRE 2.1. La Corteza Oceánica y la Corteza Continental
- Si quitásemos el agua de la Tierra, ¿serían igual los fondos de los mares y océanos que la superficie de los continentes?
- Pues resulta que no. Los fondos oceánicos son mucho más homogéneos, tanto en morfología como en materiales, que los continentes. Podemos decir, por tanto, que hay dos tipos de Corteza claramente diferentes: la Corteza Oceánica y la Corteza Continental. · Corteza Oceánica: - Formada por rocas volcánicas (basaltos) en superficie y plutónicas (gabros) en profundidad. - Su espesor varía entre 5 y 10 km. - No supera los 180 millones de años de antigüedad. - La superficie es muy homogénea (llanura abisal). Alterada sólo por las grandes cordilleras oceánicas (dorsales centrooceánicas) y por las fosas marinas. · Corteza Continental: - Formada por rocas de todo tipo. En las zonas más profundas predominan las rocas metamórficas. - Puede llegar a espesores de 70 km. - En los continentes podemos encontrar rocas de ¡más de 3.500 millones de años de antigüedad! - La superficie es heterogénea: valles, montañas mesetas...
El paso de un tipo de corteza al otro se realiza a través de la denominada Corteza de Transición, que se sitúa en el talud continental. Consiste en bloque de Corteza Continental entre los que se encuentran rocas volcánicas de la Corteza Oceánica.
2.2. Elementos más abundantes en la Corteza - ¿Podemos encontrar cualquier elemento químico en la Corteza terrestre? - Por supuesto. Pero no en la misma proporción. Efectivamente, en la Corteza podemos encontrar cualquier elemento químico, pero si hemos dicho que las capas se forman por la distinta densidad de los diferentes materiales terrestres, predominarán aquéllos elementos que den lugar a materiales menos densos. En el siguiente cuadro expresamos los elementos más abundantes y su porcentaje aproximado en peso: Oxígeno
46,6 %
Silicio
27,7 %
Aluminio
8,1 %
Hierro
5,0 %
Calcio
3,6 %
Sodio
2,8 %
Potasio
2,6 %
Magnesio
2,1 %
Estos elementos condicionan los minerales que podemos encontrar con mayor frecuencia. Entre estos, los del denominado grupo de los silicatos (cuarzo, feldespatos, micas, arcillas...) son los más abundantes con diferencia.
30- L0S MATERIALES DE LA CORTEZA 3.1. Minerales y Rocas - ¿Qué es una piedra? En Geología no utilizaremos nunca la palabra "piedra", pues lo que llamamos así pueden ser dos tipos de materiales: minerales o rocas. Mineral: denominamos así a un material de la Corteza terrestre caracterizado por su composición química y su estructura interna (cómo están ordenados sus átomos).
Roca: es el material formado como consecuencia de un proceso geológico concreto: volcanes, sedimentación en los ríos, transformaciones de otras rocas, etc.
A mí me habían dicho que los minerales son los componentes de las rocas (la roca granito está formada por tres minerales diferentes: cuarzo, un tipo de feldespato y uno o dos tipos de mica)!!! Esto es cierto sólo en parte. Las rocas, efectivamente, están compuestas por minerales, pero resulta que hay rocas formadas por un único mineral (la roca caliza solo está formada por el mineral calcita, por ejemplo). En estos casos cómo diferenciamos mineral de roca: - Si nos fijamos en las condiciones físicas y químicas de su formación estaremos hablando del mineral: calcita.
Si nos fijamos en el proceso geológico que lo ha formado ("sedimentación") estaremos hablando de la roca: caliza.
Por supuesto, cuando una roca está formada por varios minerales, cada componente es un mineral diferente, mientras que el conjunto será la roca. 3.2. Clasificación de minerales - ¿Cómo clasificaremos, entonces, tanto los minerales como las rocas? Las rocas las clasificaremos por el proceso geológico que las ha originado, mientras que los minerales lo haremos por sus características químicas:
- Elementos nativos: formados por un solo elemento químico. Ejemplos son el oro, plata, platino, azufre, diamante. - Halogenuros: son, básicamente sales, como la halita, que es la sal que utilizamos en los alimentos. - Óxidos: se combinan metales con oxígeno. Hay minerales tan importantes como la magnetita (óxido de hierro) o la bauxita (de aluminio). - Sulfuros: de ellos se obtienen gran cantidad de metales de uso comercial e industrial. Minerales de este grupo son la pirita (de hierro), galena (de plomo) o el cinabrio (de mercurio). - Carbonatos: muy abundantes. Hay minerales tan importantes como la calcita. - Sulfatos: el más importante es un mineral de gran importancia económica, el yeso, muy abundante en España. - Fosfatos: son la principal fuente de fósforo. El más importante es el apatito. Un fosfato de interés gemológico es la turquesa. - Nitratos: se utilizan como fertilizantes en agricultura. - Silicatos: son, con diferencia, los minerales más abundantes en la Corteza. Silicatos son, por ejemplo, el cuarzo, los feldespatos, micas, minerales de las arcillas, olivino, granates, incluso el amianto con el que se hacían los trajes de los bomberos.
3.3. Propiedades de los minerales - ¿Cómo podemos diferenciar unos minerales de otros? - Básicamente fijándonos en sus propiedades. Aunque las propiedades de los minerales las podemos agrupar en químicas, físicas, ópticas o mecánicas, haremos una selección de las más utilizadas para identificarlos: - Solubilidad: formación de una disolución en agua, como el yeso. - Radiactividad: emisión de partículas atómicas, como la uraninita. - Densidad: relación entre masa y volumen. Un ejemplo de mineral muy denso es la baritina. - Forma: pueden ser exteriormente amorfos o con forma poliédrica ("cristalizados"), como la halita. - Magnetismo: cuando pueden ser atraídos por un imán, como la magnetita. Algunos ejemplares de magnetita, además, pueden actuar como imán natural. - Dureza: resistencia a ser rayado por otro mineral. El diamante es el más duro, mientras que el talco es el más blando. - Fragilidad: facilidad para partirse. Fíjate que el diamante, siendo el más duro, es uno de los más frágiles. - Exfoliación: si se separan en láminas, como las micas. - Maleabilidad o plasticidad: facilidad para moldearse o doblarse, como el oro nativo. - Color: depende de la luz que refleja cada mineral. Hay algunos minerales que presentando un color exteriormente si lo raspas con una superficie blanca deja una raya de un color diferente. Por ejemplo, la pirita suele ser amarilla, mientras que la raya es negra. - Brillo: particular forma de reflejar la luz. Puede ser metálico, como la galena; graso, como el talco; lechoso, como los feldespatos; vítreo, como el cuarzo. 3.4. El origen de las rocas - La clasificación de las rocas la haremos atendiendo a su origen. 3.4.1. Las Rocas Sedimentarias. Llamamos sedimentación a la acumulación de materiales sobre la superficie terrestre. Cuando estos materiales se compactan y cementan, dan lugar a las rocas sedimentarias. Hay diferentes tipos de rocas sedimentarias:
Rocas químicas: la acumulación de material sobre la superficie es producto de una reacción química. Según el tipo de reacción se forman varios tipos de rocas: - Carbonatadas, como las calizas. - Silíceas, como el sílex. - Evaporíticas, como el yeso o la sal gema. Rocas orgánicas: a veces somos los propios seres vivos los que formamos rocas gracias a la acumulación de nuestros restos. Hay dos grupos de rocas formadas por restos de seres vivos, ambas, además, con gran interés económico: - Petróleo: se forma por la acumulación de plancton marino (seres microscópicos que flotan en el mar) en el fondo de los océanos. - Carbones: formados por restos vegetales acumulados en zonas continentales. Los seres vivos somos unos grandes constructores de rocas. Además del carbón y del petróleo, la mayoría de las rocas carbonatadas tienen su origen en los seres vivos. El carbonato no se disuelve en el agua de mar, por lo que los animales marinos tienen sus caparazones, valvas, exoesqueletos, etc. de este material. Cuando mueren, estas partes duras caen al fondo y forman las rocas carbonatadas, como la caliza. Si observas una roca caliza verás que suele tener fósiles. Si la miras al microscopio se ven multitud de ellos. ¿Has visto los arrecifes de coral? ¿Y los atolones? Pues son islas formadas, exclusivamente, por colonias de seres vivos (los corales son animales invertebrados que viven unidos los unos a los otros por un esqueleto externo de carbonato cálcico). 3.4.2. Las Rocas Magmáticas. - ¿La lava de un volcán procede del centro de la Tierra? - NO. Ni mucho menos. La lava procede de la Corteza profunda o, como mucho, de la parte más superficial del Manto. - ¿Y qué es exactamente la lava?
- Cuando se funde una porción de roca, al llegar el fundido a superficie una parte ya ha solidificado, mientras que otra parte sale en estado gaseoso. La lava es, únicamente, la parte que queda líquida. Al conjunto del fundido se le llama magma. Cuando un magma llega a la superficie terrestre, solidifica, formando unas rocas denominadas rocas magmáticas o ígneas. - ¿Cómo puede salir el magma a la superficie? a) Si encuentra una grieta sale rápidamente, generalmente de forma violenta. Esto es lo que llamamos un volcán. Cuando este magma llega a superficie se enfría tan rápidamente que es como si se congelase. Los minerales que componen estas rocas no se distinguen unos de otros. El resultado es una roca homogénea a la que denominamos roca volcánica, como el basalto. b) Si no encuentra una salida se va abriendo paso lentamente entre las rocas de la Corteza. Su enfriamiento es lento, por lo que sus minerales se forman completamente. El resultado es una roca compuesta por minerales observables a simple vista, como el granito. - ¿Qué es, entonces, una roca magmática? - La roca que se forma cuando solidifica el magma. - ¿Qué tipos de rocas magmáticas hay? - Las rocas volcánicas y las rocas plutónicas, según el magma se haya enfriado rápidamente o lentamente. 3.4.3. Las Rocas Metamórficas - Si "Meta" significa "Cambio" y "Morfo" significa "Forma", ¿qué es una roca metamórfica? - Una roca que procede de la transformación de otra roca. Si una roca cualquiera es sometida a grandes presiones, grandes temperaturas, o ambas, sus minerales se transforman, creándose una nueva roca. A esta roca la llamamos roca metamórfica, siempre que la roca original no se haya llegado a fundir, porque en ese caso se habría formado un magma y la roca que originaría sería magmática.
Las distintas rocas metamórficas dependen del grado de temperatura y/o presión alcanzados durante el proceso de metamorfismo. - ¿Qué puede hacer que aumenten la presión y temperatura sobre una roca hasta el punto de transformarla? Son varios los procesos: a) El enterramiento por otras rocas al acumularse rocas sedimentarias unas encima de otras. b) El efecto del calor desprendido por un magma que asciende lentamente sobre las rocas de su entorno. c) Fuerzas compresivas que rompen los materiales. d) Choques entre los grandes bloques de la Corteza (placas tectónicas) que originan el levantamiento de cordilleras. Las rocas metamórficas se pueden transformar en rocas más metamórficas todavía. Esto da lugar a lo que se conoce como series metamórficas. Por ejemplo, si partimos de una roca sedimentaria, como la arcilla, ésta se puede transformar en diversas rocas, cada vez de mayor "grado de metamorfismo": A veces, la roca original tiene unas características tan marcadas que condiciona la roca que se formará a partir de ella, como el caso de las calizas, que por metamorfismo dan lugar al mármol.