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La Geosfera
Biología y Geología
1º de E.S.O.
Francisco J. Barba Regidor
Curso: 2016-17
La Tierra “cebolla”
• Geosfera. Es la parte sólida, que incluye componentes
rocosos. Son la corteza, el manto y el núcleo. Los 100 km.
superiores 100 km de la geosfera se denomina litosfera, que
es la parte más rígida.
• Hidrosfera. Agrupa la totalidad del agua terrestre.
• Atmósfera. Es el aire: una capa de gases que envuelve la
Tierra.
• Biosfera. Agrupa a todos los seres vivos que viven en la
Tierra.
Nuestro planeta no es una bola homogénea. Está hecha
de diferentes materiales: aire, agua, rocas y seres vivos,
distribuidos en diferentes capas o esferas, como ocurre
en una cebolla, con capas concéntricas. Estas partes
son:
Nuestro planeta: ¡una cebolla!
La formación de la Tierra
Hace unos 4.600 m.a., en una
nebulosa se produjeron una serie
de reacciones físico-químicas que
contribuyeron a la formación de
remolinos en su interior, dando
lugar a innumerables choques
entre sus partículas. Estos choques
permitieron que unas partículas se
aglutinaran con otras y así
sucesivamente, formando los
gérmenes planetarios: los
planetesimales. La unión de los
sucesivos planetésimos se conoce
como teoría de la acreción
planetesimal.
La acreción planetesimal
En los primeros momentos de su vida, la Tierra era una bola incandescente.
Fue un proceso de intenso vulcanismo, que duró más de 1000 m.a.
A medida de que el calor se fue disipando, la gravedad terrestre hizo que
los materiales que la formaban se distribuyesen según su densidad: los más
densos (Fe, Ni) se quedaron en el interior, en tanto que los más ligeros (O,
H, N,…) se quedaron cerca de la superficie: diferenciación por
densidades. De este modo, la Tierra organizó su estructura en capas.
Tema03 la geosfera
El estudio del interior de la
Tierra
• La observación
directa:
minería,
sondeos…
• La sismología:
el uso de las
ondas sísmicas.
El papel de los
sismógrafos.
• Otros métodos.
El papel de la
minería
Se basan en la observación
directa de los materiales que
componen se extraen de las
minas. Sólo proporcionan
información de los primeros
cientos de metros (las minas
más profundas apenas
alcanzan el kilómetro de
profundidad, aunque
algunas, como la mina de oro
de Tautona, Sudáfrica, llega a
los 3,6 km.) por lo que su
utilidad es bastante limitada.
Mina de Tautona, Sudáfrica.
Capas de la geosfera y
discontinuidades que las separan.
Imagen tomada de Romero y Romero
(2015). Biología y Geología. Oxford
Educación. Volumen: La Tierra en el
Universo.
Tema03 la geosfera
Figura tomada y traducida de
https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-la-
tierra/geologia/estructura-interna-de-la-tierra/
GEOSFERA: LA CORTEZA
La geosfera consiste en tres capas concéntricas (corteza, manto, y
núcleo). La corteza y el manto superior constituyen la litosfera.
La corteza es la capa rocosa exterior. Representa menos del 1,5 %
del espesor de la Tierra. Los minerales más abundantes son los
silicatos.
1. La corteza continental constituye los
continentes. El granito es la roca más
frecuente. Hay también rocas
sedimentarias (calizas, areniscas,
pizarras,…) y rocas metamorficas
(mármoles, neises, etc.).
2. La corteza oceánica constituye el
fondo oceánico. Se origina por una
intensa actividad volcánica en las
dorsales oceánicas. Los basaltos –
rocas volcánicas- son las rocas más
frecuentes.
GEOSFERA: EL MANTO
El manto es la capa intermedia. Está situada bajo la corteza y
se extiende hasta los 2.900 km bajo la superficie. Está formado
en su mayoría por material sólido.
La roca más frecuente es la peridotita, que es una típica roca
ígnea. La temperatura es aquí mayor, de 1000 a 4000ºC, de
modo que en algunas zonas las rocas pueden estar fundidas.
Se divide en dos unidades:
- Manto superior. Se encuentra bajo la corteza. Y está
formado por materiales sólidos (en algunas zonas, fundidos,
que dan lugar a la formación de los magmas). Se extiende
desde unos 70 a los 670 km. de profundidad.
- Manto inferior. Está formado materiales en estado sólido y
se sitúa desde los 670 km. a los 2990 km. de profundidad,
sobre una zona de transición hacia el Núcleo.
GEOSFERA: EL NÚCLEO
El núcleo es la
capa central de la
Tierra. Se sitúa
bajo el manto y
está formada
esencialmente por
hierro.
La temperatura se
sitúa en torno a
los 4000ºC. El
núcleo externo es
líquido, en tanto
que el núcleo
interno es sólido.
El corteza terrestre:
1. Se encuentra desde la superficie a la discontinuidad
de Mohorovicic (de 7 a 90 km).
2. Ocupa el 1 % del volumen del planeta; un 3% de la
masa total.
3. Se diferencian dos cortezas:
1. Corteza continental: Densidad media de 2,7
g/cm3. Un espesor de entre 20 y 90 km. Rica
en silicio y aluminio.
2. Corteza oceánica: Densidad media de 3 g/cm3.
Un espesor de entre 5 y 10 km. Rica en basalto.
El manto:
1. Se encuentra desde la discontinuidad de Mohorovicic
hasta la de Gutenberg (2900 km).
2. Densidad entre 3,3 a 5,7 g/cm3
3. Ocupa el 83% del volumen del planeta; un 65% de la
masa total.
4. Formado por peridotita, roca ígnea y densa con
abundante hierro y magnesio.
5. Diferenciado en dos capas:
1. Manto superior: desde la discontinuidad de
Mohorovicic (7-90 km) hasta la de Repetti (700
km). Temperatura desde los 500 a los 2000ºC.
Densidad de 3,3 g/cm3.
2. Manto inferior: más denso que el anterior por el
aumento de presión. Va desde la discontinuidad
de Repetti hasta la de Gutenberg. Temperatura de
3000ºC. Densidad de 5.7 g/cm3.
El núcleo:
1. Se encuentra desde los 2900 km de profundidad
(discontinuidad de Gutenberg) hasta el centro del
planeta (6370 km).
2. Densidad entre 10 a 13 g/cm3
3. Ocupa el 16% del volumen del planeta y el 32% de la
masa total.
4. Formado por 94% de hierro y un 6% de níquel.
5. Diferenciado en dos capas:
1. Núcleo externo: fluído. Va desde la discontinuidad
de Gutenberg hasta los 5100 km (discontinuidad
de Wiechert-Lehmann). Temperatura de 5000 de
6300 ºC.
2. Núcleo interno: sólido. Va desde los 5100 km
hasta el centro del planeta. Temperatura de 6500
ºC
1. Esta capa es la responsable del campo magnético
terrestre.
2. El núcleo interno sigue creciendo según se enfría la
Tierra y el material fluido del líquido externo cristaliza
en forma de hierro.
3. El núcleo interno gira unos 20 km/año más rápido que
el externo.
LOS MINERALES: EL CONCEPTO
Un Mineral es una substancia natural inorgánica formada por
procesos geológicos y que tienen una composición química
característica.
Todos los minerales deben ser:
Naturales

No fabricado por los seres humanos
Substancias sólidas

Ni líquido ni gas
Inorgánicas

No de los seres vivos
Composición química definida y
estructura cristalina

Los átomos que lo componen están
ordenados repetidamente
El agua y el mercurio presentan la mayor parte de las características de los minerales, pero
son líquidos a temperatura ambiente: por eso se dice que son mineraloides, no minerales.
Ejemplos de minerales…
PIRITA CALCITA (arriba),
FLUORITA (abajo)
CUARZO
YESO (var. ROSA DEL DESIERTO) MAGNETITA
La composición de los minerales
Los minerales están compuestos por uno o más elementos químicos.
Así, el Oro se compone de un solo elemento, el oro, siendo Au su
composición química. Pero la calcita se compone de carbono (C),
oxígeno (O) y calcio (Ca) y su composición química es CaCO3.
CONCEPTOS
Un elemento químico
es substancia que está
constituida por un solo
tipo de átomos. Un
átomo es la partícula
más pequeña de la
materia. El oxígeno, el
hidrógeno, el hierro y el
oro son ejemplo de
elementos químicos.
Esto es muy importante: cada mineral siempre
tiene la misma composición química y el mismo
orden interno (los átomos están situados siempre
ocupando la misma posición: estructura
cristalina). Ello determina sus propiedades físicas
y químicas.
Pero los minerales pueden presentar impurezas
(pequeñas cantidades de otras substancias que no
forman parte del mineral). Estas impurezas pueden
cambiar algunas de las propiedades del mineral. En
la siguiente diapositiva podremos ver ejemplos de
ello en el caso del cuarzo…
Impurezas: El cuarzo y sus variedades…
AmatistaGrupo con cristales
de CUARZO
Cuarzo ahumado
Morión
Imágenes: Wikipedia
Cuarzo rosa
Impurezas: Más variedades del
cuarzo…
1, Geoda de calcedonia. 2, Ágata bandeada. 3, Ojo de tigre. 4, Canto pulido de
jaspe. 5, Aventurina. 6, Prasolita o cuarzo verde. Imágenes: Wikipedia.
1 2
4
3
5 6
Las propiedades de los minerales
El conocimiento y estudio de los
minerales es muy importante porque
podemos usarlos en función de sus
propiedades
Además, las propiedades de los
minerales pueden ser utilizadas para
identificarlos.
Algunas de estas propiedades son la
forma o hábito, el color, el brillo, la
fractura, la densidad o la dureza.
Así, algunos minerales con igual color
pueden ser identificados a partir de
otras propiedades, como la forma, el
brillo o la densidad.
Es el caso de los minerales verdes de
las FOTOGRAFÍAS...
Prasiolita
Uvarovita
Malaquita
La imagen de la Prasiolita, de Wikipedia.
Las de la Uvarovita y la Malaquita, de
webmineral.com.
Propiedades de los minerales: color
Los minerales suelen tener un solo color.
Este color, entonces puede ayudarnos a
identificarlo. En este caso se encuentra el
amarillo del azufre o el rojo del cinabrio
(FOTOGRAFÍAS).
Sin embargo, la mayoría de los minerales
pueden presentar diferentes colores
(hemos estudiado ya el caso del cuarzo).
El color natural de un mineral se debe no
sólo a la composición química (incluyendo
las impurezas), sino también al orden
interno de los átomos.
CINABRIO
AZUFRE
Propiedades de los minerales: forma
La forma de los minerales no basta
para identificarlos. A veces
podemos encontrarlos con formas
geométricas, pero en otras, son
irregulares. Tanto las formas
geométricas como las irregulares
están relacionadas con el orden
interno de los átomos, pero en este
último caso depende del
crecimiento de los minerales, si
hay otros minerales creciendo con
ellos.
Cuando el crecimiento de los
minerales es libre, desarrollan
caras geométricas que pueden ser
características. Es el caso de las
piritas.
PYRITE, de
vibrate.files.wordpress.com
PIRITA, de
webmineral.com
PIRITA, de
skywalker.cochise.edu
PIRITA, de
www.gc.maricopa.edu
Propiedades de los minerales: brillo
El Brillo se refiere a cómo se refleja
la luz sobre la superficie del
mineral. El brillo de los minerales
se puede clasificar en:
• Metálico, como en los metales.
P.ej.: pirita, galena (g) o enargita
(e).
• No metálico:
 Céreo, Como el aceite o la
cera. Es el caso de la
zincowoodwardita (z).
 Mate, sin brillo. P.ej.,
caolinita (c) o limonita (l).
 Vítreo, como el cristal. P.ej.,
cuarzo o nitratina (n).
g
e
z
c
nl
Propiedades de los minerales: raya
La raya de un mineral es el color del
polvo dejado sobre una placa (una pieza
de porcelana no vidriada) cuando el
mineral arrastrado sobre ella.
Color de la raya para unos minerales
frecuentes
• Negra Grafito
• Negra Pirita
• Negra Magnetita
• Negra Calcopirita
• Gris Galena
• Marrón claro Limonita
• Pardo-rojiza Hematites
Imágenes de:
http://geology.csupomona.edu/alert/mineral/streak.
htm
Ejemplos de Raya
Propiedades de los minerales: exfoliación
La exfoliación indica cómo
se rompe o se parte un
mineral. P.ej., la mica se
parte en láminas, pero la
halita lo hace en cubos, la
fluorita en octaedros.
Arriba, exfoliación en
calcita.
Abajo, otros ejemplos
Imágenes de:
http://geology.csupomona.edu/alert/mineral/streak.htm
Exfoliación en Moscovita
(mica).
Imagen de www.cropsoil.uga.edu
La dureza mide la resistencia de
un mineral a ser rayado.
El diamante es el mineral más
duro: puede rayar a todos los
demás. El talco es de los más
blandos, pues casi todos los
minerales pueden rayarle a él.
Para medir la dureza de un
mineral, lo hacemos por
comparación con respecto a
minerales patrón de dureza
conocida: es la escala establecida
primeramente por Friederich
Mohs (al lado, arriba) en 1812, o
mediante materiales que han sido
calibrados previamente con esos
patrones.
Octaedro
de
diamante
en bruto,
el mineral
más duro.
De
Wikipedia
Propiedades de los minerales: dureza
Fuente: http://slideplayer.es/slide/101502/
Importancia de los minerales
• Menas de metales.
• Materias primas para la
industria.
• Joyería (gemas o piedras
preciosas).
La limonita (pardo-amarillenta) es
mena de hierro; la galena (gris), del
plomo.
Las arcillas son
materia prima para
la fabricación de
piezas cerámicas
(abajo). Arriba,
imagen de una
cantera de arcillas
en Madagascar.
Las esmeraldas (a la derecha),
son piedras preciosas talladas
que pertenecen al grupo
mineral de los berilos
(izquierda)
El uso de los minerales como menas
Los minerales con interés económico se
encuentran a menudo en pequeñas
proporciones dentro de las rocas, y entonces su
extracción es difícil y cara. Cuando las
concentraciones son mayores, hablamos de
depósito.
Los minerales pueden usarse como mena
diferentes metales:
HIERRO: Se obtiene de hematites, magnetita, siderita y pirita.
COBRE: Se obtiene de calcopirita y malaquita.
PLOMO: Este metal se obtiene de la galena.
ESTAÑO: Casiterita es el mineral principal del estaño.
ALUMINIO: La bauxita es la mena principal de este metal.
MERCURIO: El cinabrio es el principal mineral de mercurio.
ZINC: Para obtener este metal, el mineral más utilizado es la esfalerita.
Cable de acero
Carcasas de alumin
para m
Cable de cobre
La gestión de los recursos
minerales
Teniendo en cuenta que los recursos minerales no
son infinitos y que además se encuentran en la tierra
y sacarlos de ella y transformarlos supone un grave
impacto en el medio ambiente (deforestación,
contaminación de aguas, suelos y aire, guerras, etc.)
es conveniente hacer un uso racional de ellos para
evitar o reducir estos impactos negativos. De ahí la
importancia del reciclado de minerales y de los
productos fabricados con ellos.
http://enlacemineria.blogspot.com.es/2014/05/descarga-20-infografias-mineras-en-alta.html
LAS ROCAS
A pesar de que los océanos ocupan
el 71% de la superficie terrestre,
los materiales más abundantes en
el planeta no es el agua, sino las
rocas. Estos materiales han sido
utilizados desde antiguo para
hacer edificios, puentes, murallas,
acueductos, carreteras, etc. Hoy,
las construcciones más modernas
no están hechas de rocas pero, sin
embargo, generalmente siempre
tienen algo de las rocas en ellas.
Y… ¿qué es una roca? Roca es un
agregado natural e inorgánico de
minerales.
La muralla del
Parador de Turismo
de Bayona está
hecha de
fragmentos de roca.
La Catedral de
Pisa está hecha de
fragmentos de
rocas.
Los Picos de Europa
representan una
pequeña parte de la
litosfera. Y como
cada parte de ésta,
está hecha también
de rocas.
Fotografías:
Ejemplos de rocas
Diferentes tipos de rocas:
1, Granito (roca ígnea);
2, Eclogita (roca
metamórfica);
3, Margas y calizas
(rocas sedimentarias);
4, Mármol –fragmentos-
(roca metamórfica);
5, Conglomerado (roca
sedimentaria).
1
2
3
4 5
¿Cómo estudiar las rocas…?
Para estudiar
una roca se
precisa
observarla y
describir sus
características.
Algunas de estas
características
se pueden
distinguir a
simple vista;
otras, a través de
lupas de mano, y
otras bajo el
microscopio. El
ejemplo del
granito ilustra
esto.
Afloramiento de granitos
mostrando los rasgos típicos de
éstos cuando han sufrido
meteorización.
Muestra de
mano pulida
de granito.
Vista
microscópica
de un granito.
Cantera de granito.
Pasos para la observación de las rocas…
Para realizar una buena observación
de las rocas, necesitamos examinar
sus atributos, tales como la
composición y la forma, naturaleza y
tamaño de sus componentes (=
textura), densidad, color,...
Todos estos rasgos se pueden
estudiar mejor en secciones no
alteradas, pues así, la mayoría de los
componentes son identificables.
Donde la roca aparezca alterada, los
minerales pueden estar destruidos y
esto puede causar un ERROR en
nuestra identificación.
Algunas de las cuestiones que nos
podemos plantear son las siguientes:
1. ¿Están los componentes de esta roca
presentes como cristales o
fragmentos de roca?
2. ¿Se distinguen directamente todos
los componentes de esta roca?
3. ¿Son los componentes de esta roca
de tamaño similar o no?
4. ¿Tienen todos los componentes de la
roca la misma composición mineral
o no?
5. ¿Cómo romperá la roca cuando es
golpeada?
6. ¿Cómo reacciona con el ácido
clorhídrico?
7. ¿Hay fósiles en esta roca?
Conocer la textura y los
minerales de una roca nos
ayudar a identificarla.
¿Cómo se clasifican las rocas?
La textura de una roca no es casual. Es consecuencia de su
formación. En la naturaleza, hay tres vías para formar rocas;
cada una de ellas representa un diferente ambiente de
formación; cada ambiente produce diferentes tipos de rocas:
1. Ambiente ígneo. Antes de formarse,
los componentes, de la roca están
fundidos formando un magma
(magma).
2. Ambiente sedimentario. Los
componentes de la roca han sufrido
procesos de meteorización, erosión,
transporte y sedimentación antes de
ser comprimidos.
3. Ambiente metamórfico. Los
componentes de las rocas han sido
comprimidos y/o calentados sin
llegar a la fusión.
1. Rocas ígneas. Se forman a partir
de un magma enfriado, teniendo en
cuenta que es un material rocoso
fundido.
2. Las rocas sedimentarias. Se
forman por la acumulación y la
compactación del sedimento.
3. Rocas metamórficas. Se forman a
partir de otras rocas por
calentamiento y / o de prensado. No
se necesita de fusión en este caso
para producir este tipo de rocas.
TIPOS DE ROCAS
ÍGNEAS O
MAGMÁTICAS
• Se originan al
enfriarse el
magma del
interior terrestre y
solidificar.
SEDIMENTARIAS
• Se forman al
consolidarse o
petrificarse los
sedimentos de los
que proceden, esto
es, los fragmentos
de otras rocas,
minerales o restos
orgánicos.
METAMÓRFICAS
• Se forman por
transformaciones
de otras rocas, que
son sometidas a
altas presiones y/o
temperaturas sin
llegar a fundirse.
Ejemplos de rocas
BASALTOS GRANITOSMÁRMOLES ARENISCAS
Las rocas sedimentarias (1)
¿Cómo se forman las rocas sedimentarias?
La formación de las rocas sedimentarias comienza cuando rocas preexistentes de
la superficie de la Tierra sufren los efectos de la intemperie: sus componentes
pueden ser rotos por la acción de fenómenos atmosféricos (cambios en la
temperatura, las precipitaciones, la lluvia ácida, etc.) o por la actividad de
animales y plantas; incluso, pueden sufrir una alteración química por la acción
de diferentes agentes (el oxígeno de la atmósfera, p.ej.), o todo ello. Es la
meteorización.
Posteriormente, puede tener lugar la erosión. Eso supone que los fragmentos
rotos de rocas son arrastrados por agua corriente, glaciares, olas o vientos. Es el
proceso de transporte.
La sedimentación se produce cuando finaliza el transporte. Las partículas se
depositan unas sobre otras en capas sucesivas dentro de los ambientes
sedimentarios. Cuando los sedimentos se transforman en rocas compactas y
cohesionadas, estas capas aparecen como estratos. Por lo tanto, las rocas
sedimentarias se consideran como rocas estratificadas.
El proceso comienza con la erosión de unas rocas preexistentes, el
transporte de las partículas producidas, su acumulación en una cuenca
sedimentaria, la transformación por compactación y cementación de las
partículas en un nuevo cuerpo sólido: la roca sedimentaria.
Las rocas sedimentarias (2)
La compactación. El peso de las
sucesivas capas de sedimentos
compacta los sedimentos que
quedan por debajo; esta presión
reduce los espacios entre los
fragmentos y exprime los fluidos
(agua). Como resultado, se
forman cristales de sal.
Cementación. Los fragmentos de roca quedan
pegados entre sí y con los cristales de sal que
se forman cuando se elimina el agua.
Las rocas sedimentarias (3)
Las rocas sedimentarias están formadas por granos que son fragmentos de
otras rocas o bien son el resultado de una precipitación química. Hay tres
grupos: detríticas, químicas y orgánicas.
Rocas detríticas. Son las formadas por
fragmentos de otras rocas que se han
“pegado” juntas. Pueden clasificarse, de
acuerdo con el tamaño de los granos en:
• Conglomerados (C). Los granos,
llamados clastos, son mayores de 2 mm y
están unidos por una pasta de granos más
pequeños que forman la matriz.
• Areniscas (S). Los fragmentos tienen
menos de 2 mm. de tamaño. Al deshacerse
desprenden granos de arena.
• Arcillitas (A). Sus componentes son de
tamaño microscópico, fundamentalmente
arcillas.
C
S
A
Las rocas sedimentarias (4)
Rocas químicas. Son las formadas a
partir de cristales precipitados en el mar,
los lagos, las aguas subterráneas, etc.:
• Calizas (C). Contienen carbonato de
calcio (CaCO3). Reaccionan a los ácidos
formando burbujas de CO2. Puede tener
gran abundancia de fósiles. Es la roca
más abundante en los grandes relieves
de Cantabria.
• Yesos (Y). En su composición hay
sulfato de calcio (CaSO4) y agua.
Resultan de la evaporación del agua en
los depósitos de este material.
• Rocas salinas (S). Resultan también
de la evaporación del agua en los
depósitos de este material.
C
C
C
Y
Y S
C
Las rocas sedimentarias (5)
Rocas orgánicas. Son las formadas a partir de restos de plantas, animales o
plancton que han sido transformados entre otros sedimentos:
• Carbones. Son restos vegetales
que han sido enterrados y han
evolucionado enriqueciéndose
en carbono bajo el peso de otros
sedimentos.
• Hidrocarburos. Son restos de
organismos planctónicos
(animales o plantas
microscópicos) marinos.
Normalmente se habla de
petróleo o gas natural según el
estado físico de dichos
materiales.
Las rocas sedimentarias (6): fósiles
Como los ambientes sedimentarios son diferentes áreas de
la superficie de la Tierra donde se produce la
sedimentación, las diferentes poblaciones de seres vivos
también utilizan estos entornos como su propio hábitat.
Cuando los organismos que ocupan estas áreas mueren,
sus cuerpos pueden ser acumulados junto con los
sedimentos.
A continuación, estos restos orgánicos son enterrados y la
materia orgánica se transforma y pueden desaparecer,
pero las partes esqueléticas -u otras partes diferentes del
organismo-, o pistas de sus presencia pasan a formar parte
de las rocas durante los procesos de compactación y
cementación de sedimentos.
A partir de este momento estos restos se conocen como
fósiles.
Así, los fósiles se pueden utilizar como una herramienta
importante para proporcionar información muy valiosa
acerca de la historia de la vida en la Tierra.
Arriba, Priscacara liops;
abajo, fósil de camarón
(Cretácico). Ambas
figuras de Wikipedia
Más fósiles…
Un trilobites Cámbrico, de:
http://www.inkycircus.com/jargo
n/images/trilobyte.jpg
Un fósil de mamut en su yacimiento real
antes de la extracción. De:
http://www.granneman.com/personal/jou
rnals/2007plains/20070630.htm
Un fósil de helecho. De:
http://news.nationalgeographic.com/news/bigphotos/i
mages/070424-forest-fossils_big.jpg
Rocas ígneas
Las rocas ígneas (del latín igneus) o
magmáticas se forman a partir de la
solidificación de un fundido silicatado o
magma. La solidificación del magma y
su posterior cristalización puede tener
lugar en el interior de la corteza, tanto
en zonas profundas como superficiales,
o sobre la superficie exterior de ésta,
definiéndose en consecuencia distintos
tipos de ambientes ígneos:
• Plutónicos. Son amplias zonas del
interior de la corteza donde cristaliza el
magma.
• Volcánicos. Son las zonas superficiales
de la corteza, donde el magma enfría y se
solidifica.
• Filonianos. Son grietas del interior de la
corteza donde los magmas a veces llegan
a enfriar produciendo rocas.
MAGMAS
Magma es una roca fundida del interior de la corteza del manto terrestre que
está formada por una mezcla de silicatos, agua y gases que se encuentra a altas
temperaturas.
La lava no es sino el magma que corre por la superficie terrestre.
Imágenes de coladas de lava del volcán Kilauea (Hawaii), tomadas de
http://www.scarborough.k12.me.us/wis/teachers/dtewhey/webquest/nature/volcanic_images.htm
Un enlace interesante:
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0602/es0602page02.cfm
ROCAS ÍGNEAS (1)
1. Si el enfriamiento y solidificación
del magma tiene lugar en una zona
profunda de la corteza, a las rocas así
formadas se les denominan rocas
intrusivas o plutónicas (de Plutón, el
dios del mundo inferior en la mitología
clásica). Tienen cristales visibles.
2. Si la solidificación magmática tiene
lugar en la superficie terrestre, a las
rocas se las denomina rocas
extrusivas o volcánicas (de Vulcano,
dios del fuego en la mitología clásica
que tenia su residencia bajo el volcán
Etna). Sus cristales son microscópicos.
3. Si la solidificación magmática se
produce cerca de la superficie de la
tierra, de una manera relativamente
rápida y el magma rellena pequeñas
grietas a las rocas así formadas se las
denomina rocas filonianas, ya que
habitualmente están rellenando
grietas o filones. Tienen cristales
visibles.
La clasificación de las rocas ígneas se hace
teniendo en cuenta el ambiente donde se han
formado. Cuanto más lento sea el enfriamiento
(en el interior de la corteza), los cristales serán
más grandes y visibles; cuanto más rápido
enfríe, más rápidamente solidificarán y los
cristales serán más pequeños.
TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS (1)
Rocas plutónicas Rocas volcánicas Rocas filonianas
Granito. Roca de colores
claros formada por tres
minerales básicos: cuarzo,
feldespato y mica, con
cristales bien visibles a
simple vista. Es la roca más
abundante de la corteza
terrestre, pues forma el
interior de los continentes.
Roca maciza y resistente,
muy utilizada en la
construcción.
Basalto. Roca de color
oscuro que contiene
cristales microscópicos de
olivino y puede tener
algunas burbujas en su
interior (abajo). Es la roca
más abundante de los
fondos de los océanos.
Pegmatita. Roca de
colores claros y grandes
cristales de cuarzo,
feldespato y mica que
pueden contener cristales
igualmente grandes de
otras especies (anfíboles,
turmalinas, corindón -
zafiro, rubí-, berilos -
esmeraldas-, etc.
TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS (2)
Otras rocas ígneas:
La pumita (también llamada piedra pómez) es una roca ígnea
volcánica vítrea, con baja densidad (flota en el agua) y muy
porosa, de color blanco o gris. En su formación, la lava, al ser
proyectada al aire, sufre una gran descompresión, perdiendo
gases y dejando espacios vacíos separados por delgadas paredes
de vidrio volcánico. Contiene feldespato potásico, cuarzo y
plagioclasa en una pasta de grano fino a vítreo en las que a veces
aparecen grandes cristales de biotita.
Los gabros son rocas pesadas, granudas y moteadas,
de color oscuro entre gris y verde. Constan de
plagioclasas básicas, de piroxeno y de olivino,
anfíboles y otros minerales que les confieren su color.
Suele aparecer en la corteza oceánica junto al basalto.
Dos rocas diferentes juntas…
La roca oscura que atraviesa de manera
irregular la roca con granos blancos
(feldespatos) bien visibles es una roca
filoniana (tipo lamprófido).
Esta roca oscura se formo por la introducción
como magma en una grieta abierta entre la
roca moteada (gneis, que es una roca
metamórfica). Obsérvese que la roca filoniana
(el lamprófido) ha sufrido un desgarramiento
posteriormente a su solidificación.
Las líneas marcadas recogen esto en la
imagen. Las flechas nos informan del sentido
del desgarro sufrido.
La imagen procede del Museo de Ciencias de
Londres.
Dos rocas diferentes juntas…
La roca oscura que atraviesa de manera
irregular la roca con granos blancos
(feldespatos) bien visibles es una roca
filoniana (tipo lamprófido).
Esta roca oscura se formo por la introducción
como magma en una grieta abierta entre la
roca moteada (gneis, que es una roca
metamórfica). Obsérvese que la roca filoniana
(el lamprófido) ha sufrido un desgarramiento
posteriormente a su solidificación.
Las líneas marcadas recogen esto en la
imagen. Las flechas nos informan del sentido
del desgarro sufrido.
La imagen procede del Museo de Ciencias de
Londres.
ROCAS METAMÓRFICAS
Las rocas metamórficas son productos del metamorfismo o es decir de la
transformación de una roca causada por un aumento de la temperatura y/o
por deformación (la deformación puede producir calor de fricción). Esto
origina que los minerales de la roca original se reordenen y reorganicen dando
lugar a una nueva roca. Una de esas nuevas formas es la foliación, por la cual
los minerales aparecen en láminas. La figura resume lo dicho.
Roca origen Metamorfismo Roca metamórfica
Tema03 la geosfera
Tipos de rocas metamórficas
Pizarras
Rocas muy laminadas formadas por cristales
muy pequeños, no visibles. Su color es muy
variable, generalmente oscuras. La roca de
origen suele ser una roca arcillosa.
Gneis
Roca con un bandeado ondulado y con
grandes cristales de feldespato visibles a
simple vista, y otros de cuarzo y mica
menores rodeando a los anteriores. La roca
de origen suele ser una roca arcillosa o
granítica.
Mármol
Es una caliza metamorfizada - generalmente
de grano grueso, blanca, rosada o cualquier
otro color. Durante el metamorfismo se
perdieron las estructuras interiores de la
caliza. No hay fósiles visibles.
Ejemplos de rocas
metamórficas
PIZARRA FILITA ESQUISTO MÁRMOLGNEIS
OTRAS ROCAS
METAMÓRFICAS
ECLOGITA
MIGMATITA
MICACITA ANFIBOLITA
El ciclo de las rocas
Se puede comenzar en cualquier lugar en
el esquema. Por ejemplo, en la superficie
de la Tierra, la intemperie y la erosión
rompen rocas y los fragmentos son
transportados hasta que se produce la
sedimentación.
La compactación de los sedimentos
produce rocas sedimentarias.
En el interior de la Tierra, estas rocas
sedimentarias se pueden transformar en
otras rocas diferentes: si se funden, en
una roca ígnea cuando el magma se
consolida, pero si no se están derritiendo,
se producen los procesos que conducen a
la aparición de las rocas metamórficas.
El ciclo de las rocas representa el conjunto de procesos que determinan
el reciclado de las rocas a través del tiempo. El ciclo es continuo.
El uso de las rocas
Cada día usamos cosas hechas de rocas y minerales. Si algo no procede de
animales o plantas, lo es de materia mineral. Las rocas pueden ser usadas
para (ejemplos gráficos en la diapositiva siguiente):
A. Materiales de construcción:
1. Rocas de construcción. Aunque la madera, la paja y el barro se utilizan
para la construcción de casas en algunas partes del mundo, la mayoría
de las ciudades de hoy se construyen de piedras y metales.
2. Materias primas. En este caso, las rocas se utilizan para obtener otros
productos, como el cemento (que se compone de piedra caliza y arcillas)
para fabricar hormigón; también, el plaste (a base de yeso y otros
ingredientes), o materiales como la cerámica, hecha de arcilla (azulejos,
ladrillos, ...).
B. Decoración: esculturas, suelos, encimeras de cocina …
C. Recipientes: cerámica y porcelana.
D. Combustibles: carbón y petróleos.
E. Industria química: petróleo como fuente de plásticos, pinturas, fibras
sintéticas, fertilizantes, etc.
El uso de las rocas: ejemplos
A.2.
B
C
C ED
A.1.
ESCULTURA EGIPCIA EN ROCA
Escultura en arenisca
del Faraón Menhaure
con Hathor y la diosa
Nome.
Cabeza de estatua
gigantesca en
granito rojo de
Amenofis III.
Escultura de
Amenohemphat en
basalto.
Arquitectura antigua
El Tesoro, Petra: restos de la capital del
histórico reino nabateo, fundada hacia el
300 a. C. Sus restos más famosos son los
edificios labrados en la misma arenisca
de las paredes rocosas del angosto valle
de la Aravá. Es la imagen famosa de una
de las escenas finales de la tercera
entrega de “Indiana Jones”: Indiana Jones
and the Last Crusade (1989).
Las Cariátides, Acrópolis de Atenas: restos
del Erecteión. Según la leyenda la diosa
Atenea hizo florecer aquí el primer olivo de
toda Grecia, por lo que se consideraba como
el lugar más sagrado y reverenciado de la
acrópolis. Destacan las Cariátides, seis
columnas de imagen femenina que
sostienen la cubierta del templo en su
galería sur (las originales se exponen en el
Nuevo Museo de la Acrópolis).
En España…
El Acueducto de Segovia, ingente obra de
la ingeniería romana de principios del
siglo II d.C., en época del emperador
Trajano. Construido con bloques de
granito de la Sierra próxima sin argamasa
entre los bloques (ver detalle de la
izquierda).
La minería y sus fases
Antes de extraer los recursos minerales, se necesita investigar si los terrenos
contienen los minerales buscados. Este proceso previo se denomina
prospección, consistente en el proceso que confirma la presencia del depósito
mineral.
Minería subterránea.
Se lleva a cabo cuando
las rocas, minerales, o
gemas están
demasiado lejos de la
superficie como para
poder extraerlas
directamente.
Para poder trabajar y
sacar los minerales
fuera de la mina, los
mineros abren salas y
galerías. Figura de: Microsoft Corporation
Minería
Supone la extracción del mineral en función de la profundidad
en que se encuentra éste. Consiste en una excavación en el
suelo que puede ser de dos tipos diferentes:
Minería de superficie:
•Cantera. Una cantera es un tipo de
explotación a cielo abierto de la que se
extraen los minerales. Las canteras son
usadas generalmente para extraer
materiales de construcción.
•Mina a cielo abierto. Consisten en un
método para extraer rocas o minerales
de la tierra por medio de la remoción a
partir de un pozo abierto o una
excavación.
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Tema03 la geosfera
TEMA 3.
LA GEOSFERA
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Tema03 la geosfera

  • 1. La Geosfera Biología y Geología 1º de E.S.O. Francisco J. Barba Regidor Curso: 2016-17
  • 2. La Tierra “cebolla” • Geosfera. Es la parte sólida, que incluye componentes rocosos. Son la corteza, el manto y el núcleo. Los 100 km. superiores 100 km de la geosfera se denomina litosfera, que es la parte más rígida. • Hidrosfera. Agrupa la totalidad del agua terrestre. • Atmósfera. Es el aire: una capa de gases que envuelve la Tierra. • Biosfera. Agrupa a todos los seres vivos que viven en la Tierra. Nuestro planeta no es una bola homogénea. Está hecha de diferentes materiales: aire, agua, rocas y seres vivos, distribuidos en diferentes capas o esferas, como ocurre en una cebolla, con capas concéntricas. Estas partes son:
  • 4. La formación de la Tierra Hace unos 4.600 m.a., en una nebulosa se produjeron una serie de reacciones físico-químicas que contribuyeron a la formación de remolinos en su interior, dando lugar a innumerables choques entre sus partículas. Estos choques permitieron que unas partículas se aglutinaran con otras y así sucesivamente, formando los gérmenes planetarios: los planetesimales. La unión de los sucesivos planetésimos se conoce como teoría de la acreción planetesimal. La acreción planetesimal
  • 5. En los primeros momentos de su vida, la Tierra era una bola incandescente. Fue un proceso de intenso vulcanismo, que duró más de 1000 m.a. A medida de que el calor se fue disipando, la gravedad terrestre hizo que los materiales que la formaban se distribuyesen según su densidad: los más densos (Fe, Ni) se quedaron en el interior, en tanto que los más ligeros (O, H, N,…) se quedaron cerca de la superficie: diferenciación por densidades. De este modo, la Tierra organizó su estructura en capas.
  • 7. El estudio del interior de la Tierra • La observación directa: minería, sondeos… • La sismología: el uso de las ondas sísmicas. El papel de los sismógrafos. • Otros métodos.
  • 8. El papel de la minería Se basan en la observación directa de los materiales que componen se extraen de las minas. Sólo proporcionan información de los primeros cientos de metros (las minas más profundas apenas alcanzan el kilómetro de profundidad, aunque algunas, como la mina de oro de Tautona, Sudáfrica, llega a los 3,6 km.) por lo que su utilidad es bastante limitada. Mina de Tautona, Sudáfrica.
  • 9. Capas de la geosfera y discontinuidades que las separan. Imagen tomada de Romero y Romero (2015). Biología y Geología. Oxford Educación. Volumen: La Tierra en el Universo.
  • 11. Figura tomada y traducida de https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-la- tierra/geologia/estructura-interna-de-la-tierra/
  • 12. GEOSFERA: LA CORTEZA La geosfera consiste en tres capas concéntricas (corteza, manto, y núcleo). La corteza y el manto superior constituyen la litosfera. La corteza es la capa rocosa exterior. Representa menos del 1,5 % del espesor de la Tierra. Los minerales más abundantes son los silicatos. 1. La corteza continental constituye los continentes. El granito es la roca más frecuente. Hay también rocas sedimentarias (calizas, areniscas, pizarras,…) y rocas metamorficas (mármoles, neises, etc.). 2. La corteza oceánica constituye el fondo oceánico. Se origina por una intensa actividad volcánica en las dorsales oceánicas. Los basaltos – rocas volcánicas- son las rocas más frecuentes.
  • 13. GEOSFERA: EL MANTO El manto es la capa intermedia. Está situada bajo la corteza y se extiende hasta los 2.900 km bajo la superficie. Está formado en su mayoría por material sólido. La roca más frecuente es la peridotita, que es una típica roca ígnea. La temperatura es aquí mayor, de 1000 a 4000ºC, de modo que en algunas zonas las rocas pueden estar fundidas. Se divide en dos unidades: - Manto superior. Se encuentra bajo la corteza. Y está formado por materiales sólidos (en algunas zonas, fundidos, que dan lugar a la formación de los magmas). Se extiende desde unos 70 a los 670 km. de profundidad. - Manto inferior. Está formado materiales en estado sólido y se sitúa desde los 670 km. a los 2990 km. de profundidad, sobre una zona de transición hacia el Núcleo.
  • 14. GEOSFERA: EL NÚCLEO El núcleo es la capa central de la Tierra. Se sitúa bajo el manto y está formada esencialmente por hierro. La temperatura se sitúa en torno a los 4000ºC. El núcleo externo es líquido, en tanto que el núcleo interno es sólido.
  • 15. El corteza terrestre: 1. Se encuentra desde la superficie a la discontinuidad de Mohorovicic (de 7 a 90 km). 2. Ocupa el 1 % del volumen del planeta; un 3% de la masa total. 3. Se diferencian dos cortezas: 1. Corteza continental: Densidad media de 2,7 g/cm3. Un espesor de entre 20 y 90 km. Rica en silicio y aluminio. 2. Corteza oceánica: Densidad media de 3 g/cm3. Un espesor de entre 5 y 10 km. Rica en basalto. El manto: 1. Se encuentra desde la discontinuidad de Mohorovicic hasta la de Gutenberg (2900 km). 2. Densidad entre 3,3 a 5,7 g/cm3 3. Ocupa el 83% del volumen del planeta; un 65% de la masa total. 4. Formado por peridotita, roca ígnea y densa con abundante hierro y magnesio. 5. Diferenciado en dos capas: 1. Manto superior: desde la discontinuidad de Mohorovicic (7-90 km) hasta la de Repetti (700 km). Temperatura desde los 500 a los 2000ºC. Densidad de 3,3 g/cm3. 2. Manto inferior: más denso que el anterior por el aumento de presión. Va desde la discontinuidad de Repetti hasta la de Gutenberg. Temperatura de 3000ºC. Densidad de 5.7 g/cm3. El núcleo: 1. Se encuentra desde los 2900 km de profundidad (discontinuidad de Gutenberg) hasta el centro del planeta (6370 km). 2. Densidad entre 10 a 13 g/cm3 3. Ocupa el 16% del volumen del planeta y el 32% de la masa total. 4. Formado por 94% de hierro y un 6% de níquel. 5. Diferenciado en dos capas: 1. Núcleo externo: fluído. Va desde la discontinuidad de Gutenberg hasta los 5100 km (discontinuidad de Wiechert-Lehmann). Temperatura de 5000 de 6300 ºC. 2. Núcleo interno: sólido. Va desde los 5100 km hasta el centro del planeta. Temperatura de 6500 ºC 1. Esta capa es la responsable del campo magnético terrestre. 2. El núcleo interno sigue creciendo según se enfría la Tierra y el material fluido del líquido externo cristaliza en forma de hierro. 3. El núcleo interno gira unos 20 km/año más rápido que el externo.
  • 16. LOS MINERALES: EL CONCEPTO Un Mineral es una substancia natural inorgánica formada por procesos geológicos y que tienen una composición química característica. Todos los minerales deben ser: Naturales  No fabricado por los seres humanos Substancias sólidas  Ni líquido ni gas Inorgánicas  No de los seres vivos Composición química definida y estructura cristalina  Los átomos que lo componen están ordenados repetidamente El agua y el mercurio presentan la mayor parte de las características de los minerales, pero son líquidos a temperatura ambiente: por eso se dice que son mineraloides, no minerales.
  • 17. Ejemplos de minerales… PIRITA CALCITA (arriba), FLUORITA (abajo) CUARZO YESO (var. ROSA DEL DESIERTO) MAGNETITA
  • 18. La composición de los minerales Los minerales están compuestos por uno o más elementos químicos. Así, el Oro se compone de un solo elemento, el oro, siendo Au su composición química. Pero la calcita se compone de carbono (C), oxígeno (O) y calcio (Ca) y su composición química es CaCO3. CONCEPTOS Un elemento químico es substancia que está constituida por un solo tipo de átomos. Un átomo es la partícula más pequeña de la materia. El oxígeno, el hidrógeno, el hierro y el oro son ejemplo de elementos químicos. Esto es muy importante: cada mineral siempre tiene la misma composición química y el mismo orden interno (los átomos están situados siempre ocupando la misma posición: estructura cristalina). Ello determina sus propiedades físicas y químicas. Pero los minerales pueden presentar impurezas (pequeñas cantidades de otras substancias que no forman parte del mineral). Estas impurezas pueden cambiar algunas de las propiedades del mineral. En la siguiente diapositiva podremos ver ejemplos de ello en el caso del cuarzo…
  • 19. Impurezas: El cuarzo y sus variedades… AmatistaGrupo con cristales de CUARZO Cuarzo ahumado Morión Imágenes: Wikipedia Cuarzo rosa
  • 20. Impurezas: Más variedades del cuarzo… 1, Geoda de calcedonia. 2, Ágata bandeada. 3, Ojo de tigre. 4, Canto pulido de jaspe. 5, Aventurina. 6, Prasolita o cuarzo verde. Imágenes: Wikipedia. 1 2 4 3 5 6
  • 21. Las propiedades de los minerales El conocimiento y estudio de los minerales es muy importante porque podemos usarlos en función de sus propiedades Además, las propiedades de los minerales pueden ser utilizadas para identificarlos. Algunas de estas propiedades son la forma o hábito, el color, el brillo, la fractura, la densidad o la dureza. Así, algunos minerales con igual color pueden ser identificados a partir de otras propiedades, como la forma, el brillo o la densidad. Es el caso de los minerales verdes de las FOTOGRAFÍAS... Prasiolita Uvarovita Malaquita La imagen de la Prasiolita, de Wikipedia. Las de la Uvarovita y la Malaquita, de webmineral.com.
  • 22. Propiedades de los minerales: color Los minerales suelen tener un solo color. Este color, entonces puede ayudarnos a identificarlo. En este caso se encuentra el amarillo del azufre o el rojo del cinabrio (FOTOGRAFÍAS). Sin embargo, la mayoría de los minerales pueden presentar diferentes colores (hemos estudiado ya el caso del cuarzo). El color natural de un mineral se debe no sólo a la composición química (incluyendo las impurezas), sino también al orden interno de los átomos. CINABRIO AZUFRE
  • 23. Propiedades de los minerales: forma La forma de los minerales no basta para identificarlos. A veces podemos encontrarlos con formas geométricas, pero en otras, son irregulares. Tanto las formas geométricas como las irregulares están relacionadas con el orden interno de los átomos, pero en este último caso depende del crecimiento de los minerales, si hay otros minerales creciendo con ellos. Cuando el crecimiento de los minerales es libre, desarrollan caras geométricas que pueden ser características. Es el caso de las piritas. PYRITE, de vibrate.files.wordpress.com PIRITA, de webmineral.com PIRITA, de skywalker.cochise.edu PIRITA, de www.gc.maricopa.edu
  • 24. Propiedades de los minerales: brillo El Brillo se refiere a cómo se refleja la luz sobre la superficie del mineral. El brillo de los minerales se puede clasificar en: • Metálico, como en los metales. P.ej.: pirita, galena (g) o enargita (e). • No metálico:  Céreo, Como el aceite o la cera. Es el caso de la zincowoodwardita (z).  Mate, sin brillo. P.ej., caolinita (c) o limonita (l).  Vítreo, como el cristal. P.ej., cuarzo o nitratina (n). g e z c nl
  • 25. Propiedades de los minerales: raya La raya de un mineral es el color del polvo dejado sobre una placa (una pieza de porcelana no vidriada) cuando el mineral arrastrado sobre ella. Color de la raya para unos minerales frecuentes • Negra Grafito • Negra Pirita • Negra Magnetita • Negra Calcopirita • Gris Galena • Marrón claro Limonita • Pardo-rojiza Hematites Imágenes de: http://geology.csupomona.edu/alert/mineral/streak. htm Ejemplos de Raya
  • 26. Propiedades de los minerales: exfoliación La exfoliación indica cómo se rompe o se parte un mineral. P.ej., la mica se parte en láminas, pero la halita lo hace en cubos, la fluorita en octaedros. Arriba, exfoliación en calcita. Abajo, otros ejemplos Imágenes de: http://geology.csupomona.edu/alert/mineral/streak.htm Exfoliación en Moscovita (mica). Imagen de www.cropsoil.uga.edu
  • 27. La dureza mide la resistencia de un mineral a ser rayado. El diamante es el mineral más duro: puede rayar a todos los demás. El talco es de los más blandos, pues casi todos los minerales pueden rayarle a él. Para medir la dureza de un mineral, lo hacemos por comparación con respecto a minerales patrón de dureza conocida: es la escala establecida primeramente por Friederich Mohs (al lado, arriba) en 1812, o mediante materiales que han sido calibrados previamente con esos patrones. Octaedro de diamante en bruto, el mineral más duro. De Wikipedia Propiedades de los minerales: dureza Fuente: http://slideplayer.es/slide/101502/
  • 28. Importancia de los minerales • Menas de metales. • Materias primas para la industria. • Joyería (gemas o piedras preciosas). La limonita (pardo-amarillenta) es mena de hierro; la galena (gris), del plomo. Las arcillas son materia prima para la fabricación de piezas cerámicas (abajo). Arriba, imagen de una cantera de arcillas en Madagascar. Las esmeraldas (a la derecha), son piedras preciosas talladas que pertenecen al grupo mineral de los berilos (izquierda)
  • 29. El uso de los minerales como menas Los minerales con interés económico se encuentran a menudo en pequeñas proporciones dentro de las rocas, y entonces su extracción es difícil y cara. Cuando las concentraciones son mayores, hablamos de depósito. Los minerales pueden usarse como mena diferentes metales: HIERRO: Se obtiene de hematites, magnetita, siderita y pirita. COBRE: Se obtiene de calcopirita y malaquita. PLOMO: Este metal se obtiene de la galena. ESTAÑO: Casiterita es el mineral principal del estaño. ALUMINIO: La bauxita es la mena principal de este metal. MERCURIO: El cinabrio es el principal mineral de mercurio. ZINC: Para obtener este metal, el mineral más utilizado es la esfalerita. Cable de acero Carcasas de alumin para m Cable de cobre
  • 30. La gestión de los recursos minerales Teniendo en cuenta que los recursos minerales no son infinitos y que además se encuentran en la tierra y sacarlos de ella y transformarlos supone un grave impacto en el medio ambiente (deforestación, contaminación de aguas, suelos y aire, guerras, etc.) es conveniente hacer un uso racional de ellos para evitar o reducir estos impactos negativos. De ahí la importancia del reciclado de minerales y de los productos fabricados con ellos.
  • 32. LAS ROCAS A pesar de que los océanos ocupan el 71% de la superficie terrestre, los materiales más abundantes en el planeta no es el agua, sino las rocas. Estos materiales han sido utilizados desde antiguo para hacer edificios, puentes, murallas, acueductos, carreteras, etc. Hoy, las construcciones más modernas no están hechas de rocas pero, sin embargo, generalmente siempre tienen algo de las rocas en ellas. Y… ¿qué es una roca? Roca es un agregado natural e inorgánico de minerales. La muralla del Parador de Turismo de Bayona está hecha de fragmentos de roca. La Catedral de Pisa está hecha de fragmentos de rocas. Los Picos de Europa representan una pequeña parte de la litosfera. Y como cada parte de ésta, está hecha también de rocas. Fotografías:
  • 33. Ejemplos de rocas Diferentes tipos de rocas: 1, Granito (roca ígnea); 2, Eclogita (roca metamórfica); 3, Margas y calizas (rocas sedimentarias); 4, Mármol –fragmentos- (roca metamórfica); 5, Conglomerado (roca sedimentaria). 1 2 3 4 5
  • 34. ¿Cómo estudiar las rocas…? Para estudiar una roca se precisa observarla y describir sus características. Algunas de estas características se pueden distinguir a simple vista; otras, a través de lupas de mano, y otras bajo el microscopio. El ejemplo del granito ilustra esto. Afloramiento de granitos mostrando los rasgos típicos de éstos cuando han sufrido meteorización. Muestra de mano pulida de granito. Vista microscópica de un granito. Cantera de granito.
  • 35. Pasos para la observación de las rocas… Para realizar una buena observación de las rocas, necesitamos examinar sus atributos, tales como la composición y la forma, naturaleza y tamaño de sus componentes (= textura), densidad, color,... Todos estos rasgos se pueden estudiar mejor en secciones no alteradas, pues así, la mayoría de los componentes son identificables. Donde la roca aparezca alterada, los minerales pueden estar destruidos y esto puede causar un ERROR en nuestra identificación. Algunas de las cuestiones que nos podemos plantear son las siguientes: 1. ¿Están los componentes de esta roca presentes como cristales o fragmentos de roca? 2. ¿Se distinguen directamente todos los componentes de esta roca? 3. ¿Son los componentes de esta roca de tamaño similar o no? 4. ¿Tienen todos los componentes de la roca la misma composición mineral o no? 5. ¿Cómo romperá la roca cuando es golpeada? 6. ¿Cómo reacciona con el ácido clorhídrico? 7. ¿Hay fósiles en esta roca? Conocer la textura y los minerales de una roca nos ayudar a identificarla.
  • 36. ¿Cómo se clasifican las rocas? La textura de una roca no es casual. Es consecuencia de su formación. En la naturaleza, hay tres vías para formar rocas; cada una de ellas representa un diferente ambiente de formación; cada ambiente produce diferentes tipos de rocas: 1. Ambiente ígneo. Antes de formarse, los componentes, de la roca están fundidos formando un magma (magma). 2. Ambiente sedimentario. Los componentes de la roca han sufrido procesos de meteorización, erosión, transporte y sedimentación antes de ser comprimidos. 3. Ambiente metamórfico. Los componentes de las rocas han sido comprimidos y/o calentados sin llegar a la fusión. 1. Rocas ígneas. Se forman a partir de un magma enfriado, teniendo en cuenta que es un material rocoso fundido. 2. Las rocas sedimentarias. Se forman por la acumulación y la compactación del sedimento. 3. Rocas metamórficas. Se forman a partir de otras rocas por calentamiento y / o de prensado. No se necesita de fusión en este caso para producir este tipo de rocas.
  • 37. TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS • Se originan al enfriarse el magma del interior terrestre y solidificar. SEDIMENTARIAS • Se forman al consolidarse o petrificarse los sedimentos de los que proceden, esto es, los fragmentos de otras rocas, minerales o restos orgánicos. METAMÓRFICAS • Se forman por transformaciones de otras rocas, que son sometidas a altas presiones y/o temperaturas sin llegar a fundirse.
  • 38. Ejemplos de rocas BASALTOS GRANITOSMÁRMOLES ARENISCAS
  • 39. Las rocas sedimentarias (1) ¿Cómo se forman las rocas sedimentarias? La formación de las rocas sedimentarias comienza cuando rocas preexistentes de la superficie de la Tierra sufren los efectos de la intemperie: sus componentes pueden ser rotos por la acción de fenómenos atmosféricos (cambios en la temperatura, las precipitaciones, la lluvia ácida, etc.) o por la actividad de animales y plantas; incluso, pueden sufrir una alteración química por la acción de diferentes agentes (el oxígeno de la atmósfera, p.ej.), o todo ello. Es la meteorización. Posteriormente, puede tener lugar la erosión. Eso supone que los fragmentos rotos de rocas son arrastrados por agua corriente, glaciares, olas o vientos. Es el proceso de transporte. La sedimentación se produce cuando finaliza el transporte. Las partículas se depositan unas sobre otras en capas sucesivas dentro de los ambientes sedimentarios. Cuando los sedimentos se transforman en rocas compactas y cohesionadas, estas capas aparecen como estratos. Por lo tanto, las rocas sedimentarias se consideran como rocas estratificadas.
  • 40. El proceso comienza con la erosión de unas rocas preexistentes, el transporte de las partículas producidas, su acumulación en una cuenca sedimentaria, la transformación por compactación y cementación de las partículas en un nuevo cuerpo sólido: la roca sedimentaria.
  • 41. Las rocas sedimentarias (2) La compactación. El peso de las sucesivas capas de sedimentos compacta los sedimentos que quedan por debajo; esta presión reduce los espacios entre los fragmentos y exprime los fluidos (agua). Como resultado, se forman cristales de sal. Cementación. Los fragmentos de roca quedan pegados entre sí y con los cristales de sal que se forman cuando se elimina el agua.
  • 42. Las rocas sedimentarias (3) Las rocas sedimentarias están formadas por granos que son fragmentos de otras rocas o bien son el resultado de una precipitación química. Hay tres grupos: detríticas, químicas y orgánicas. Rocas detríticas. Son las formadas por fragmentos de otras rocas que se han “pegado” juntas. Pueden clasificarse, de acuerdo con el tamaño de los granos en: • Conglomerados (C). Los granos, llamados clastos, son mayores de 2 mm y están unidos por una pasta de granos más pequeños que forman la matriz. • Areniscas (S). Los fragmentos tienen menos de 2 mm. de tamaño. Al deshacerse desprenden granos de arena. • Arcillitas (A). Sus componentes son de tamaño microscópico, fundamentalmente arcillas. C S A
  • 43. Las rocas sedimentarias (4) Rocas químicas. Son las formadas a partir de cristales precipitados en el mar, los lagos, las aguas subterráneas, etc.: • Calizas (C). Contienen carbonato de calcio (CaCO3). Reaccionan a los ácidos formando burbujas de CO2. Puede tener gran abundancia de fósiles. Es la roca más abundante en los grandes relieves de Cantabria. • Yesos (Y). En su composición hay sulfato de calcio (CaSO4) y agua. Resultan de la evaporación del agua en los depósitos de este material. • Rocas salinas (S). Resultan también de la evaporación del agua en los depósitos de este material. C C C Y Y S C
  • 44. Las rocas sedimentarias (5) Rocas orgánicas. Son las formadas a partir de restos de plantas, animales o plancton que han sido transformados entre otros sedimentos: • Carbones. Son restos vegetales que han sido enterrados y han evolucionado enriqueciéndose en carbono bajo el peso de otros sedimentos. • Hidrocarburos. Son restos de organismos planctónicos (animales o plantas microscópicos) marinos. Normalmente se habla de petróleo o gas natural según el estado físico de dichos materiales.
  • 45. Las rocas sedimentarias (6): fósiles Como los ambientes sedimentarios son diferentes áreas de la superficie de la Tierra donde se produce la sedimentación, las diferentes poblaciones de seres vivos también utilizan estos entornos como su propio hábitat. Cuando los organismos que ocupan estas áreas mueren, sus cuerpos pueden ser acumulados junto con los sedimentos. A continuación, estos restos orgánicos son enterrados y la materia orgánica se transforma y pueden desaparecer, pero las partes esqueléticas -u otras partes diferentes del organismo-, o pistas de sus presencia pasan a formar parte de las rocas durante los procesos de compactación y cementación de sedimentos. A partir de este momento estos restos se conocen como fósiles. Así, los fósiles se pueden utilizar como una herramienta importante para proporcionar información muy valiosa acerca de la historia de la vida en la Tierra. Arriba, Priscacara liops; abajo, fósil de camarón (Cretácico). Ambas figuras de Wikipedia
  • 46. Más fósiles… Un trilobites Cámbrico, de: http://www.inkycircus.com/jargo n/images/trilobyte.jpg Un fósil de mamut en su yacimiento real antes de la extracción. De: http://www.granneman.com/personal/jou rnals/2007plains/20070630.htm Un fósil de helecho. De: http://news.nationalgeographic.com/news/bigphotos/i mages/070424-forest-fossils_big.jpg
  • 47. Rocas ígneas Las rocas ígneas (del latín igneus) o magmáticas se forman a partir de la solidificación de un fundido silicatado o magma. La solidificación del magma y su posterior cristalización puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta, definiéndose en consecuencia distintos tipos de ambientes ígneos: • Plutónicos. Son amplias zonas del interior de la corteza donde cristaliza el magma. • Volcánicos. Son las zonas superficiales de la corteza, donde el magma enfría y se solidifica. • Filonianos. Son grietas del interior de la corteza donde los magmas a veces llegan a enfriar produciendo rocas.
  • 48. MAGMAS Magma es una roca fundida del interior de la corteza del manto terrestre que está formada por una mezcla de silicatos, agua y gases que se encuentra a altas temperaturas. La lava no es sino el magma que corre por la superficie terrestre. Imágenes de coladas de lava del volcán Kilauea (Hawaii), tomadas de http://www.scarborough.k12.me.us/wis/teachers/dtewhey/webquest/nature/volcanic_images.htm Un enlace interesante: http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0602/es0602page02.cfm
  • 49. ROCAS ÍGNEAS (1) 1. Si el enfriamiento y solidificación del magma tiene lugar en una zona profunda de la corteza, a las rocas así formadas se les denominan rocas intrusivas o plutónicas (de Plutón, el dios del mundo inferior en la mitología clásica). Tienen cristales visibles. 2. Si la solidificación magmática tiene lugar en la superficie terrestre, a las rocas se las denomina rocas extrusivas o volcánicas (de Vulcano, dios del fuego en la mitología clásica que tenia su residencia bajo el volcán Etna). Sus cristales son microscópicos. 3. Si la solidificación magmática se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida y el magma rellena pequeñas grietas a las rocas así formadas se las denomina rocas filonianas, ya que habitualmente están rellenando grietas o filones. Tienen cristales visibles. La clasificación de las rocas ígneas se hace teniendo en cuenta el ambiente donde se han formado. Cuanto más lento sea el enfriamiento (en el interior de la corteza), los cristales serán más grandes y visibles; cuanto más rápido enfríe, más rápidamente solidificarán y los cristales serán más pequeños.
  • 50. TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS (1) Rocas plutónicas Rocas volcánicas Rocas filonianas Granito. Roca de colores claros formada por tres minerales básicos: cuarzo, feldespato y mica, con cristales bien visibles a simple vista. Es la roca más abundante de la corteza terrestre, pues forma el interior de los continentes. Roca maciza y resistente, muy utilizada en la construcción. Basalto. Roca de color oscuro que contiene cristales microscópicos de olivino y puede tener algunas burbujas en su interior (abajo). Es la roca más abundante de los fondos de los océanos. Pegmatita. Roca de colores claros y grandes cristales de cuarzo, feldespato y mica que pueden contener cristales igualmente grandes de otras especies (anfíboles, turmalinas, corindón - zafiro, rubí-, berilos - esmeraldas-, etc.
  • 51. TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS (2) Otras rocas ígneas: La pumita (también llamada piedra pómez) es una roca ígnea volcánica vítrea, con baja densidad (flota en el agua) y muy porosa, de color blanco o gris. En su formación, la lava, al ser proyectada al aire, sufre una gran descompresión, perdiendo gases y dejando espacios vacíos separados por delgadas paredes de vidrio volcánico. Contiene feldespato potásico, cuarzo y plagioclasa en una pasta de grano fino a vítreo en las que a veces aparecen grandes cristales de biotita. Los gabros son rocas pesadas, granudas y moteadas, de color oscuro entre gris y verde. Constan de plagioclasas básicas, de piroxeno y de olivino, anfíboles y otros minerales que les confieren su color. Suele aparecer en la corteza oceánica junto al basalto.
  • 52. Dos rocas diferentes juntas… La roca oscura que atraviesa de manera irregular la roca con granos blancos (feldespatos) bien visibles es una roca filoniana (tipo lamprófido). Esta roca oscura se formo por la introducción como magma en una grieta abierta entre la roca moteada (gneis, que es una roca metamórfica). Obsérvese que la roca filoniana (el lamprófido) ha sufrido un desgarramiento posteriormente a su solidificación. Las líneas marcadas recogen esto en la imagen. Las flechas nos informan del sentido del desgarro sufrido. La imagen procede del Museo de Ciencias de Londres.
  • 53. Dos rocas diferentes juntas… La roca oscura que atraviesa de manera irregular la roca con granos blancos (feldespatos) bien visibles es una roca filoniana (tipo lamprófido). Esta roca oscura se formo por la introducción como magma en una grieta abierta entre la roca moteada (gneis, que es una roca metamórfica). Obsérvese que la roca filoniana (el lamprófido) ha sufrido un desgarramiento posteriormente a su solidificación. Las líneas marcadas recogen esto en la imagen. Las flechas nos informan del sentido del desgarro sufrido. La imagen procede del Museo de Ciencias de Londres.
  • 54. ROCAS METAMÓRFICAS Las rocas metamórficas son productos del metamorfismo o es decir de la transformación de una roca causada por un aumento de la temperatura y/o por deformación (la deformación puede producir calor de fricción). Esto origina que los minerales de la roca original se reordenen y reorganicen dando lugar a una nueva roca. Una de esas nuevas formas es la foliación, por la cual los minerales aparecen en láminas. La figura resume lo dicho. Roca origen Metamorfismo Roca metamórfica
  • 56. Tipos de rocas metamórficas Pizarras Rocas muy laminadas formadas por cristales muy pequeños, no visibles. Su color es muy variable, generalmente oscuras. La roca de origen suele ser una roca arcillosa. Gneis Roca con un bandeado ondulado y con grandes cristales de feldespato visibles a simple vista, y otros de cuarzo y mica menores rodeando a los anteriores. La roca de origen suele ser una roca arcillosa o granítica. Mármol Es una caliza metamorfizada - generalmente de grano grueso, blanca, rosada o cualquier otro color. Durante el metamorfismo se perdieron las estructuras interiores de la caliza. No hay fósiles visibles.
  • 57. Ejemplos de rocas metamórficas PIZARRA FILITA ESQUISTO MÁRMOLGNEIS
  • 59. El ciclo de las rocas Se puede comenzar en cualquier lugar en el esquema. Por ejemplo, en la superficie de la Tierra, la intemperie y la erosión rompen rocas y los fragmentos son transportados hasta que se produce la sedimentación. La compactación de los sedimentos produce rocas sedimentarias. En el interior de la Tierra, estas rocas sedimentarias se pueden transformar en otras rocas diferentes: si se funden, en una roca ígnea cuando el magma se consolida, pero si no se están derritiendo, se producen los procesos que conducen a la aparición de las rocas metamórficas. El ciclo de las rocas representa el conjunto de procesos que determinan el reciclado de las rocas a través del tiempo. El ciclo es continuo.
  • 60. El uso de las rocas Cada día usamos cosas hechas de rocas y minerales. Si algo no procede de animales o plantas, lo es de materia mineral. Las rocas pueden ser usadas para (ejemplos gráficos en la diapositiva siguiente): A. Materiales de construcción: 1. Rocas de construcción. Aunque la madera, la paja y el barro se utilizan para la construcción de casas en algunas partes del mundo, la mayoría de las ciudades de hoy se construyen de piedras y metales. 2. Materias primas. En este caso, las rocas se utilizan para obtener otros productos, como el cemento (que se compone de piedra caliza y arcillas) para fabricar hormigón; también, el plaste (a base de yeso y otros ingredientes), o materiales como la cerámica, hecha de arcilla (azulejos, ladrillos, ...). B. Decoración: esculturas, suelos, encimeras de cocina … C. Recipientes: cerámica y porcelana. D. Combustibles: carbón y petróleos. E. Industria química: petróleo como fuente de plásticos, pinturas, fibras sintéticas, fertilizantes, etc.
  • 61. El uso de las rocas: ejemplos A.2. B C C ED A.1.
  • 62. ESCULTURA EGIPCIA EN ROCA Escultura en arenisca del Faraón Menhaure con Hathor y la diosa Nome. Cabeza de estatua gigantesca en granito rojo de Amenofis III. Escultura de Amenohemphat en basalto.
  • 63. Arquitectura antigua El Tesoro, Petra: restos de la capital del histórico reino nabateo, fundada hacia el 300 a. C. Sus restos más famosos son los edificios labrados en la misma arenisca de las paredes rocosas del angosto valle de la Aravá. Es la imagen famosa de una de las escenas finales de la tercera entrega de “Indiana Jones”: Indiana Jones and the Last Crusade (1989). Las Cariátides, Acrópolis de Atenas: restos del Erecteión. Según la leyenda la diosa Atenea hizo florecer aquí el primer olivo de toda Grecia, por lo que se consideraba como el lugar más sagrado y reverenciado de la acrópolis. Destacan las Cariátides, seis columnas de imagen femenina que sostienen la cubierta del templo en su galería sur (las originales se exponen en el Nuevo Museo de la Acrópolis).
  • 64. En España… El Acueducto de Segovia, ingente obra de la ingeniería romana de principios del siglo II d.C., en época del emperador Trajano. Construido con bloques de granito de la Sierra próxima sin argamasa entre los bloques (ver detalle de la izquierda).
  • 65. La minería y sus fases Antes de extraer los recursos minerales, se necesita investigar si los terrenos contienen los minerales buscados. Este proceso previo se denomina prospección, consistente en el proceso que confirma la presencia del depósito mineral. Minería subterránea. Se lleva a cabo cuando las rocas, minerales, o gemas están demasiado lejos de la superficie como para poder extraerlas directamente. Para poder trabajar y sacar los minerales fuera de la mina, los mineros abren salas y galerías. Figura de: Microsoft Corporation
  • 66. Minería Supone la extracción del mineral en función de la profundidad en que se encuentra éste. Consiste en una excavación en el suelo que puede ser de dos tipos diferentes: Minería de superficie: •Cantera. Una cantera es un tipo de explotación a cielo abierto de la que se extraen los minerales. Las canteras son usadas generalmente para extraer materiales de construcción. •Mina a cielo abierto. Consisten en un método para extraer rocas o minerales de la tierra por medio de la remoción a partir de un pozo abierto o una excavación. Imágenes de Wikipedia
  • 68. TEMA 3. LA GEOSFERA …ESO ES TODO POR EL MOMENTO.