La litosfera y sus materiales
Un trozo de mármol de Comayagua, los cerros del Parque Nacional La Tigra y la arena dorada de una playa de Tela parecen cosas muy distintas. Sin embargo, todas son materiales de la litósfera, la «cáscara» rígida de la Tierra. En esta página verá qué es esa cáscara, de qué está hecha y qué tiene que ver la arena con un granito.
En Ciencias Naturales se habla de varias geoesferas: la geosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. Aquí nos ocupamos de la parte sólida.
Qué es la litósfera
La Tierra no es una bola uniforme: tiene capas. Al conjunto de todas sus capas (corteza, manto y núcleo) le llamamos geosfera. Sobre esa geosfera vivimos nosotros. En el modelo dinámico, la parte rígida es la litosfera, debajo está la astenosfera (que fluye despacio), más abajo el resto del manto y en el centro el núcleo. Entonces, ¿hasta dónde llega la parte superficial, fría y dura, sobre la que caminamos?
Observe el dibujo: la corteza (continental u oceánica) es la capa de arriba. Debajo viene el manto, y solo su parte más externa es rígida. La suma de las dos es la litósfera. Por debajo, el manto sigue siendo sólido pero se deforma despacio: esa zona se llama astenósfera. Más abajo siguen el resto del manto y el núcleo.
Defina con sus palabras qué es la litosfera y explique en qué se diferencia de la geosfera.
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.
¿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…
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».
Una cáscara rígida sobre un manto que fluye
Al interior de la Tierra lo conocemos de manera indirecta, por ejemplo con las ondas de los sismos. Sabemos que hace mucho calor, pero las rocas de la litósfera están frías y firmes. Más abajo, la astenósfera está más caliente y se deforma muy lentamente. Piense en la plastilina: no es un líquido, pero si la empuja durante mucho tiempo, se estira.
La litósfera no es una pieza entera: está partida en grandes trozos llamados placas tectónicas. Se mueven unos pocos centímetros por año, arrastradas por corrientes lentas del manto. En sus bordes se rozan, chocan o se separan.
Honduras está sobre la placa del Caribe. Su límite con la placa de Norteamérica es la falla del Motagua, un límite transformante, donde las placas se deslizan una junto a la otra y se acumula tensión.
Como la litósfera es rígida, no se dobla sin fin: acumula tensión y, cuando ya no aguanta más, se rompe de golpe.
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…
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».
Para investigar cómo se originan los terremotos en una litosfera que es sólida y rígida, usted realiza el siguiente experimento en el aula: apoya una regla de plástico…
Para investigar cómo se originan los terremotos en una litosfera que es sólida y rígida, usted realiza el siguiente experimento en el aula: apoya una regla de plástico rígido plana sobre el borde de una mesa dejando la mitad en el aire. Empuja el extremo libre hacia abajo con un dedo poco a poco: la regla se curva ligeramente resistiendo la fuerza, hasta que de repente se quiebra con un chasquido violento y usted siente un temblor instantáneo en la mesa y en su mano.
- a) Interprete el modelo: deduzca qué representan en la dinámica de la Tierra la fuerza continuada de su dedo, la curvatura elástica de la regla, el chasquido de la rotura y el temblor que vibra en la mesa.
- b) A partir de este modelo, justifique por qué la rigidez de las rocas no impide los terremotos, sino que es precisamente la condición imprescindible para que se acumule energía y se libere de forma sísmica en lugar de deformarse de manera suave y continua.
Rocas y minerales: los materiales de la litósfera
Observe de cerca la cubierta de granito de una cocina: verá manchitas de distintos colores bien separadas. En cambio, un grano de sal gema es transparente y uniforme en toda su masa. ¿Por qué unos materiales sólidos parecen una sustancia pura y otros una mezcla?
Los dos son los materiales básicos de la litósfera, y se relacionan así: los minerales son como las piezas y las rocas son los conjuntos naturales formados con ellas. Una roca puede tener un solo mineral (como la caliza, hecha de calcita) o varios (como el granito).
Explique la diferencia entre una roca y un mineral usando el ejemplo del granito, que está formado por cuarzo, feldespato y mica.
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.
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.
¿Cuáles son los dos tipos de materiales básicos de la litosfera que estudia la geología? Explique cómo se relacionan entre sí.
Qué hace falta para ser un mineral
«Mineral» no es cualquier cosa dura que se saca de la tierra. Los geólogos son exigentes: para llamarlo mineral, el material tiene que cumplir todos estos requisitos.
Un cristal es un sólido cuyos átomos están ordenados de forma regular. Por eso muchos cristales tienen caras planas y formas geométricas. Si les da espacio para crecer, los minerales forman cristales visibles a simple vista: el cuarzo, la calcita o la halita (sal gema). Los cristales violetas de amatista que crecen dentro de las geodas son cuarzo de ese tipo. Se encuentran en cavidades de rocas y en vetas de minas.
Con esos requisitos se entienden casos que parecen raros:
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Obsidiana: es un vidrio volcánico. Se forma cuando la lava se enfría tan rápido que los átomos no alcanzan a ordenarse. No tiene estructura cristalina, así que no es un mineral. No es un agregado de cristales, pero se clasifica como roca vítrea: es un material natural, formado por procesos geológicos, que forma parte de la litosfera.
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Vidrio de botella: tampoco tiene estructura cristalina. Además, lo fabrican las personas, así que no es mineral ni roca.
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Sal de laboratorio: un cristal de NaCl hecho en un laboratorio tiene la misma fórmula y la misma estructura que la halita. Pero no es natural, así que no se llama mineral. Es un cristal sintético, idéntico en todo salvo en su origen.
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Carbón: viene de restos de plantas, es orgánico. No es mineral, pero sí una roca sedimentaria orgánica.
Explique qué es un cristal y nombre un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podría encontrarlo?
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…
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.
- 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.
- 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…
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 arrojó al campo. El artesano sostiene que ambos son minerales porque son sólidos, inorgánicos y duros.
- a) Rebata su argumento explicando qué característica de la estructura microscópica interna les falta a ambos para poder considerarse minerales.
- 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.
Reconocer rocas, minerales y lo que no es ninguno
Para decidir si algo es una roca, hágase tres preguntas: ¿es natural?, ¿es un agregado de minerales?, ¿forma parte de la litósfera? Aplíquelas:
| Material | ¿Roca? | Por qué |
|---|---|---|
| Granito, basalto, arenisca | Sí | Naturales; agregados de minerales |
| Mármol, pizarra | Sí | Naturales; agregados de cristales (de calcita, en el mármol) |
| Cuarzo, calcita, sal común (halita) | No: son minerales | Un solo tipo de cristal |
| Ladrillo | No | Lo fabrican las personas, cociendo arcilla |
| Carbón | Sí: roca sedimentaria orgánica | Se forma a partir de restos de plantas; no es un agregado de minerales ni un mineral |
| Cemento | No | Se fabrica cociendo caliza y otros materiales |
Clasifique estos materiales en mineral o roca, justificando cada respuesta: pizarra, calcita, basalto y sal común.
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…
¿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…
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.
De la litósfera a su casa
Casi todo lo que le rodea viene, de alguna forma, de la litósfera. Muchas veces las personas transforman un material natural en otro, pero la materia prima sigue siendo geológica. Por eso decimos que son «productos de la litósfera».
| Objeto | Material geológico de origen |
|---|---|
| Vidrio de una ventana | Arena de cuarzo (sílice) |
| Taza de cerámica, ladrillo | Arcilla |
| Cemento de las aceras | Caliza (roca) |
| Sartén o cacerola metálica | Minerales con hierro o aluminio |
| Sal de la cocina | Halita (mineral) |
| Cubierta de cocina | Granito o mármol (rocas) |
Una roca es como un pastel en un aspecto: tiene ingredientes (los minerales) que se pueden reconocer. Pero hay una diferencia importante. Un pastel se hornea siguiendo una receta, en un rato y con ingredientes que alguien mezcla. Una roca se forma por procesos naturales muy lentos, durante miles o millones de años, y sus «ingredientes» dependen de dónde y cómo se originó.
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…
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…
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 pastel y los minerales son sus ingredientes»: explique qué aciertos tiene esta analogía y señale una diferencia importante entre hornear un pastel y…
«Una roca es como un pastel y los minerales son sus ingredientes»: explique qué aciertos tiene esta analogía y señale una diferencia importante entre hornear un pastel y formar una roca.
De la roca a la arena
Las rocas de la superficie se desgastan. El agua, el viento, los cambios de temperatura y los seres vivos las rompen en pedazos (meteorización) y los arrastran (erosión), hasta que se depositan en otro lugar (sedimentación). Eso es lo que forma la arena.
No todos los minerales aguantan igual. El cuarzo es muy duro y casi no se altera con el agua. El feldespato y la mica se desgastan y cambian más fácil, y se convierten en arcillas muy finas. Por eso, a lo largo de un río (el Ulúa, por ejemplo), la arena se va «limpiando» de todo lo que no es cuarzo.
El color de la arena depende de la roca de la que viene:
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Blanca o dorada: sobre todo granos de cuarzo (a veces con una película de óxido de hierro que la dora). Muchas playas de arena clara de la costa norte, como las de Tela, son de este tipo.
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Negra: viene de rocas volcánicas oscuras, como el basalto.
-
Con restos de conchillas: parte de la arena viene de seres vivos y no de rocas.
Una playa cercana a acantilados de granito tendría arena clara, con mucho cuarzo y algo de feldespato.
La arena suelta no es una roca: son granos sueltos de mineral, un sedimento. Un frasco de arena no es «una roca de recuerdo». Solo se convertiría en roca si los granos se compactaran y se pegaran entre sí con un cemento natural, como en la arenisca.
Una roca como el granito tiene cristales grandes y entrelazados, y se distinguen sus minerales a simple vista. La arenisca está hecha de granos de cuarzo pegados por un cemento natural: se desgasta antes, porque esos granos se sueltan con facilidad.
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…
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 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…
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…
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.
- 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.
- b) Un bañista 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.
Del granito a la arenisca: el camino de un grano
El ciclo de las rocas es la idea central de esta sección: los materiales de la litósfera se reciclan, y una roca se desgasta para formar otra. Un grano de cuarzo del granito puede terminar en una arenisca. Pero el camino tiene etapas, y no se pueden saltar.
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…
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».
- 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.
- 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.
El suelo: una interfase
Con la meteorización, las rocas se rompen y forman material suelto. Mezclado con agua, aire y restos de seres vivos, ese material se convierte en suelo. En el campo hondureño, el suelo es la base del cultivo de café, maíz y frijol.
Es tentador decir que el suelo es «roca triturada». Pero el suelo no es una roca: no es un agregado compacto de minerales, tiene poros llenos de aire y agua, y contiene materia orgánica y seres vivos.
Por eso los geólogos hablan del suelo como una interfase: una zona de contacto donde interactúan cuatro subsistemas terrestres. De la litósfera vienen los minerales y fragmentos de roca. De la atmósfera, el aire que ocupa los poros. De la hidrósfera, el agua. De la biosfera, las raíces, los restos de plantas y los organismos que los descomponen.
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…
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».
- a) Rebata su afirmación explicando por qué el suelo no puede considerarse una roca, analizando su composición y su estructura.
- 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.
Resumen
Vuelva al principio. El mármol de Comayagua es una roca formada por cristales de calcita. Los cerros de La Tigra son de roca. La arena de la playa son restos de rocas, sobre todo de cuarzo. Todo eso es litósfera.