La litosfera y sus materiales

Defina con sus palabras qué es la litosfera y explique en qué se diferencia de la geosfera.

¿El agua del mar forma parte de la litosfera? Explique su respuesta y aclare qué parte del fondo oceánico sí pertenece a ella.

Observe el corte esquemático de la geosfera: la banda azul marcada con «?» destaca una de sus zonas. Indique qué zona es y qué capas la forman, explique la relación entre geosfera, litosfera, corteza y manto, y razone por qué decimos que esa zona es «rígida».

Explique la diferencia entre la corteza y la litosfera: cuál de las dos es más gruesa, qué parte del manto incluye la litosfera y por qué decimos que la litosfera es la capa «rígida».

Explique la diferencia entre una roca y un mineral usando el ejemplo del granito, que está formado por cuarzo, feldespato y mica.

Clasifique estos materiales en roca o mineral, justificando cada respuesta: sal gema, granito, cuarzo y mármol.

¿Cuáles son los dos tipos de materiales básicos de la litosfera que estudia la geología? Explique cómo se relacionan entre sí.

Explique qué es un cristal y nombre un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podría encontrarlo?

Una empresa comercializa por internet unos cubos transparentes etiquetados como «cristales minerales de sal pura de laboratorio». La empresa argumenta que su composición química (cloruro de sodio, NaCl) y su estructura cristalina son exactamente iguales a las de la halita natural que se extrae de las minas.

1. a) Asuma el papel de perito geólogo y analice si ese producto cumple rigurosamente cada uno de los requisitos que exige la definición científica de mineral.
2. b) Emita un dictamen justificado: ¿es correcto llamarlo mineral? Razone qué diferencia existe entre este cristal sintético y un cristal de sal formado en las orillas de una salina costera por evaporación del agua de mar.

Un artesano encuentra dos fragmentos de color negro brillante: uno es obsidiana (vidrio volcánico natural formado por el enfriamiento instantáneo de la lava) y el otro es un pedazo de vidrio de una botella rota que alguien tiró en el campo. El artesano sostiene que ambos son minerales porque son sólidos, inorgánicos y duros.

1. a) Rebata su argumento explicando qué característica de la estructura microscópica interna les falta a ambos para poder considerarse minerales.
2. b) Justifique por qué la comunidad científica clasifica a la obsidiana como una roca, mientras que el vidrio de botella queda totalmente excluido de la categoría de roca.

Clasifique estos materiales en mineral o roca, justificando cada respuesta: pizarra, calcita, basalto y sal común.

¿Es un ladrillo una roca? ¿Es el carbón una roca? Razone ambas respuestas atendiendo a cómo se forma cada material: si es natural o fabricado, y si es un agregado de minerales.

En una excursión usted encuentra una piedra oscura con cristales brillantes incrustados. Explique qué son probablemente esos cristales, cómo se denomina al conjunto de la piedra y qué relación guardan unos con otra.

En el laboratorio de Geología usted tiene cuatro muestras sólidas desconocidas (A, B, C y D) y dispone de una moneda de cobre (dureza 3), una lámina de vidrio (dureza 5,5), una lupa y un frasco con ácido clorhídrico diluido. Usted obtiene los siguientes datos experimentales:

• Muestra A: aspecto homogéneo; no la raya la moneda, pero el vidrio sí la raya; al golpearla se rompe en fragmentos con forma de cubos perfectos.

• Muestra B: observada con la lupa muestra granos entrelazados de tres colores distintos; raya con facilidad al vidrio.

• Muestra C: raya al vidrio; es completamente transparente y presenta caras planas naturales que forman un prisma hexagonal terminado en punta.

• Muestra D: de color gris uniforme; produce una intensa efervescencia con burbujas al verter una gota de ácido sobre ella.

Responda justificando sus respuestas:

1. Determine cuáles de las muestras son con certeza minerales individuales y cuáles son rocas.

2. Identifique qué propiedad mineral pone de manifiesto la forma de romperse de la muestra A y compárela con las caras de la muestra C.

3. Diseñe una prueba sencilla para averiguar si la muestra B contiene cuarzo.

Nombre tres objetos de su casa fabricados con materiales procedentes de la litosfera (por ejemplo, una ventana, una taza de cerámica o una sartén metálica) e indique de qué material geológico procede cada uno.

El cemento de las aceras se fabrica cociendo una mezcla de caliza y arcilla. Razone si el cemento es una roca y explique por qué decimos que es un «producto de la litosfera» aunque lo fabriquen las personas.

«Una roca es como un queque y los minerales son sus ingredientes»: explique qué aciertos tiene esta analogía y señale una diferencia importante entre cocinar un queque y formar una roca.

La municipalidad de una localidad de montaña donde los inviernos son muy fríos (con heladas casi diarias) y llueve con frecuencia va a restaurar la fachada de su casa municipal. El equipo técnico debe elegir entre tres tipos de rocas disponibles:

• Roca 1 (Caliza): porosidad media (5,8 %), dureza moderada (se raya con un cuchillo de acero), reacciona y se disuelve lentamente con aguas ácidas.

• Roca 2 (Granito): porosidad casi nula (0,3 %), dureza muy alta (raya al vidrio), inerte frente al agua y a los ácidos.

• Roca 3 (Arenisca muy porosa): porosidad alta (19,2 %), absorbe gran cantidad de agua en sus huecos y presenta cemento arcilloso blando.

1. a) Prediga qué le ocurriría a la fachada a lo largo de varios inviernos si se construyera con la Roca 3, justificando el papel que desempeña el agua al congelarse dentro de los poros.
2. b) Justifique qué roca debería descartar si la lluvia de la zona contiene sustancias ácidas disueltas procedentes de la contaminación urbana.
3. c) Argumente cuál de las tres rocas es la mejor elección técnica para garantizar que el edificio soporte el paso de las décadas sin degradarse.

El granito muestra tres minerales visibles (cuarzo, feldespato y mica) y la arenisca está hecha de granos de cuarzo pegados entre sí. Compare ambas rocas: ¿en cuál se identifican mejor los minerales a simple vista y por qué? ¿Cuál cree usted que se desgasta antes?

Hay playas de arena blanca, dorada y hasta negra. Explique a qué se deben esos colores (de qué rocas o minerales procede la arena en cada caso) y razone qué color de arena esperaría en una playa cercana a acantilados de granito.

En la cabecera de un río de montaña aflora un macizo de granito (roca compuesta aproximadamente por un 30 % de cuarzo, un 50 % de feldespato y un 20 % de mica). Sin embargo, al analizar la arena fina de una playa situada en la desembocadura de ese río tras recorrer 350 km, se comprueba que el 95 % de los granos son exclusivamente de cuarzo.

1. a) Interprete este cambio en la composición y deduzca qué les ha sucedido al feldespato y a la mica durante el transporte en comparación con la resistencia del cuarzo.
2. b) Una persona que se baña en la playa llena un frasco con esa arena y dice que «se lleva una roca de recuerdo». Razone si la arena suelta debe clasificarse como roca, como conjunto de minerales sueltos o como sedimento, y explique qué proceso geológico faltaría para que llegara a ser una roca sedimentaria.

Un documental divulgativo comete el siguiente error al explicar el ciclo de las rocas: «Un grano de cuarzo de un granito situado a 5 km de profundidad puede pasar a formar parte de una roca sedimentaria detrítica como la arenisca sin necesidad de que el granito salga jamás a la superficie ni entre en contacto con la atmósfera».

1. a) Detecte y justifique el error científico de esta afirmación explicando por qué es imprescindible que la roca madre aflore a la superficie para iniciar el ciclo sedimentario.
2. b) Reconstruya la secuencia lógica de etapas geológicas (desde la meteorización hasta la diagénesis o litificación) que tiene que experimentar ese grano de cuarzo para terminar integrado en una arenisca compacta.

Un estudiante afirma: «Como el suelo procede de la meteorización y disgregación de las rocas de la corteza, el suelo es simplemente una roca triturada y pertenece en exclusiva a la litosfera».

1. a) Rebata su afirmación explicando por qué el suelo no puede considerarse una roca, analizando su composición y su estructura.
2. b) Justifique por qué los geólogos definen el suelo como una «interfase» en la que interactúan cuatro subsistemas terrestres (litosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera), indicando un componente concreto que aporta cada uno.