La litosfera y sus materiales
Una geoda de amatista de Artigas, las sierras de Minas y la arena dorada de una playa de Maldonado parecen cosas muy distintas. Sin embargo, todas son materiales de la litósfera, la «cáscara» rígida de la Tierra. En esta página vas a ver qué es esa cáscara, de qué está hecha y qué tiene que ver la arena con un granito.
En Geografía se habla de varias geoesferas: la litósfera, la atmósfera, la hidrósfera y la antropósfera. Acá nos ocupamos de la primera. En los ejercicios la vas a ver escrita también como «litosfera»: es la misma palabra.
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 litósfera, debajo está la astenósfera (que fluye despacio), más abajo la mesosfera (el manto inferior) y en el centro la endosfera (el núcleo). Entonces, ¿hasta dónde llega la parte superficial, fría y dura, sobre la que caminamos?
Fijate en 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, el manto inferior forma la mesosfera, y el núcleo es la endosfera.
Definí con tus palabras qué es la litosfera y explicá en qué se diferencia de la geosfera.
Definí con tus palabras qué es la litosfera y explicá en qué se diferencia de la geosfera.
¿El agua del mar forma parte de la litosfera? Explicá tu respuesta y aclará qué parte del fondo oceánico sí pertenece a ella.
¿El agua del mar forma parte de la litosfera? Explicá tu respuesta y aclará qué parte del fondo oceánico sí pertenece a ella.
Observá el corte esquemático de la geosfera: la banda azul marcada con «?» destaca una de sus zonas. Indicá qué zona es y qué capas la forman, explicá la relación entre…
Observá el corte esquemático de la geosfera: la banda azul marcada con «?» destaca una de sus zonas. Indicá qué zona es y qué capas la forman, explicá la relación entre geosfera, litosfera, corteza y manto, y razoná 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. Pensá en la masa de un alfajor: no es un líquido, pero si la empujás 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.
Como la litósfera es rígida, no se dobla sin fin: acumula tensión y, cuando ya no aguanta más, se rompe de golpe.
Explicá 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…
Explicá 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, realizás el siguiente experimento en el aula: apoyás una regla de plástico…
Para investigar cómo se originan los terremotos en una litosfera que es sólida y rígida, realizás el siguiente experimento en el aula: apoyás una regla de plástico rígido plana sobre el borde de una mesa dejando la mitad en el aire. Empujás 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 notás un temblor instantáneo en la mesa y en tu mano.
- a) Interpretá el modelo: deducí qué representan en la dinámica de la Tierra la fuerza continuada de tu 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, justificá 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
Mirá de cerca la mesada de granito de una cocina: verás 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 los «ladrillos» y las rocas son las «construcciones» hechas con ellos. Una roca puede tener un solo mineral (como la caliza, hecha de calcita) o varios (como el granito).
Explicá la diferencia entre una roca y un mineral usando el ejemplo del granito, que está formado por cuarzo, feldespato y mica.
Explicá la diferencia entre una roca y un mineral usando el ejemplo del granito, que está formado por cuarzo, feldespato y mica.
Clasificá estos materiales en roca o mineral, justificando cada respuesta: sal gema, granito, cuarzo y mármol.
Clasificá 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? Explicá cómo se relacionan entre sí.
¿Cuáles son los dos tipos de materiales básicos de la litosfera que estudia la geología? Explicá cómo se relacionan entre sí.
Qué hace falta para ser un mineral
«Mineral» no es cualquier cosa dura que sacás 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 de Artigas son cuarzo de ese tipo.
Con esos requisitos se entienden casos que parecen raros:
-
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. La consideramos una roca porque es un material natural que forma parte de la litósfera.
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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.
Explicá qué es un cristal y nombrá un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podrías encontrarlo?
Explicá qué es un cristal y nombrá un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podrías 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) Asumí el papel de perito geólogo y analizá si ese producto cumple rigurosamente cada uno de los requisitos que exige la definición científica de mineral.
- b) Emití un dictamen justificado: ¿es correcto llamarlo mineral? Razoná 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 tiró en el campo. El artesano sostiene que ambos son minerales porque son sólidos, inorgánicos y duros.
- a) Rebatí su argumento explicando qué característica de la estructura microscópica interna les falta a ambos para poder considerarse minerales.
- b) Justificá 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, hacete tres preguntas: ¿es natural?, ¿es un agregado de minerales?, ¿forma parte de la litósfera? Aplicalas:
| 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 |
Clasificá estos materiales en mineral o roca, justificando cada respuesta: pizarra, calcita, basalto y sal común.
Clasificá 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? Razoná 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? Razoná ambas respuestas atendiendo a cómo se forma cada material: si es natural o fabricado, y si es un agregado de minerales.
En una excursión encontrás una piedra oscura con cristales brillantes incrustados. Explicá qué son probablemente esos cristales, cómo se denomina al conjunto de la…
En una excursión encontrás una piedra oscura con cristales brillantes incrustados. Explicá qué son probablemente esos cristales, cómo se denomina al conjunto de la piedra y qué relación guardan unos con otra.
De la litósfera a tu casa
Casi todo lo que te 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 veredas | Caliza (roca) |
| Sartén o cacerola metálica | Minerales con hierro o aluminio |
| Sal de la cocina | Halita (mineral) |
| Mesada | Granito o mármol (rocas) |
Una roca es como un bizcocho en un aspecto: tiene ingredientes (los minerales) que se pueden reconocer. Pero hay una diferencia importante. Un bizcocho se cocina 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.
Nombrá tres objetos de tu casa fabricados con materiales procedentes de la litosfera (por ejemplo, una ventana, una taza de cerámica o una sartén metálica) e indicá de…
Nombrá tres objetos de tu casa fabricados con materiales procedentes de la litosfera (por ejemplo, una ventana, una taza de cerámica o una sartén metálica) e indicá de qué material geológico procede cada uno.
El cemento de las veredas se fabrica cociendo una mezcla de caliza y arcilla. Razoná si el cemento es una roca y explicá por qué decimos que es un «producto de la…
El cemento de las veredas se fabrica cociendo una mezcla de caliza y arcilla. Razoná si el cemento es una roca y explicá por qué decimos que es un «producto de la litosfera» aunque lo fabriquen las personas.
«Una roca es como un bizcocho y los minerales son sus ingredientes»: explicá qué aciertos tiene esta analogía y señalá una diferencia importante entre cocinar un…
«Una roca es como un bizcocho y los minerales son sus ingredientes»: explicá qué aciertos tiene esta analogía y señalá una diferencia importante entre cocinar un bizcocho 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, 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). Las playas de Maldonado y Rocha son de este tipo.
-
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.
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. Compará 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. Compará ambas rocas: ¿en cuál se identifican mejor los minerales a simple vista y por qué? ¿Cuál creés que se desgasta antes?
Hay playas de arena blanca, dorada y hasta negra. Explicá a qué se deben esos colores (de qué rocas o minerales procede la arena en cada caso) y razoná qué color de…
Hay playas de arena blanca, dorada y hasta negra. Explicá a qué se deben esos colores (de qué rocas o minerales procede la arena en cada caso) y razoná qué color de arena esperarías 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) Interpretá este cambio en la composición y deducí 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». Razoná si la arena suelta debe clasificarse como roca, como conjunto de minerales sueltos o como sedimento, y explicá qué proceso geológico faltaría para que llegara a ser una roca sedimentaria.
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 uruguayo, el suelo es la base de la ganadería y la agricultura.
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) Rebatí su afirmación explicando por qué el suelo no puede considerarse una roca, analizando su composición y su estructura.
- b) Justificá 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
Volvamos al principio. La amatista de Artigas es un mineral que creció en las cavidades de una roca. Las sierras de Maldonado son de roca. La arena de la playa son restos de rocas, sobre todo de cuarzo. Todo eso es litósfera.