Volver a la portadaCiencias Naturales · 2.° año de Educación Media General · Cambiar asignatura
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2do año · Ciencias Naturales
La Tierra y sus materiales · La geosfera

La litosfera y sus materiales

Los tepuyes de la Gran Sabana, los Médanos de Coro y la arena dorada de una playa de Morrocoy 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 Ciencias Naturales se habla de varios subsistemas o «esferas» de la Tierra: la litósfera, la atmósfera, la hidrósfera y la biosfera. Aquí 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?

Corte de las capas externas de la Tierra: la litósfera rígida está formada por la corteza, continental u oceánica, y la parte superior del manto, y descansa sobre la astenósfera, roca sólida que fluye muy despacio. Un pequeño globo indica que este corte es solo una zona muy externa de la geosfera. corteza continental agua del mar parte superior del manto rígida, como la corteza base de la litósfera roca sólida que fluye muy despacio astenósfera corteza oceánica litósfera (rígida) = corteza + parte superior del manto Espesores no a escala geosfera manto núcleo zona ampliada

Fíjate 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.

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Define con tus palabras qué es la litosfera y explica en qué se diferencia de la geosfera.

Define con tus palabras qué es la litosfera y explica en qué se diferencia de la geosfera.

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¿El agua del mar forma parte de la litosfera? Explica tu respuesta y aclara qué parte del fondo oceánico sí pertenece a ella.

¿El agua del mar forma parte de la litosfera? Explica tu respuesta y aclara qué parte del fondo oceánico sí pertenece a ella.

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Observa el corte esquemático de la geosfera: la banda azul marcada con «?» destaca una de sus zonas. Indica qué zona es y qué capas la forman, explica la relación entre…

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

Núcleo Manto Corteza Geosfera ? Esquema no a escala
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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. Piensa en la masa de una arepa: no es un líquido, pero si la empujas 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.

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Explica 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…

Explica 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».

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Rocas y minerales: los materiales de la litósfera

Mira de cerca el mesón 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?

Comparación entre un mineral, la sal gema, que es un cristal cúbico homogéneo de cloruro de sodio, y una roca, el granito, formada por granos entrelazados de cuarzo, feldespato y mica. Mineral sal gema (halita) Roca granito un solo tipo de cristal cloruro de sodio (NaCl) composición química definida cuarzo feldespato mica agregado de varios minerales

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).

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

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

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

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

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

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

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Qué hace falta para ser un mineral

«Mineral» no es cualquier cosa dura que sacas 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). El cuarzo, muy abundante en las rocas del Escudo Guayanés (como los tepuyes del Roraima), forma cristales de ese tipo.

Dos esquemas de átomos: a la izquierda están ordenados en filas y columnas regulares, como en un cristal; a la derecha están desordenados, como en un vidrio. Estructura cristalina Sin estructura ordenada orden que se repite: mineral átomos desordenados: vidrio sólido ≠ cristalino

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. Es un vidrio volcánico natural: no es un mineral y, como no es un agregado de minerales, tampoco encaja en la definición de roca.

  • Vidrio de botella: tampoco tiene estructura cristalina. Además, lo fabrican las personas, así que no es mineral ni roca.

  • 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.

  • Carbón: viene de restos de plantas, es orgánico. No es mineral. Es una roca sedimentaria orgánica: un material natural formado por restos de plantas acumulados y compactados, no por minerales.

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Explica qué es un cristal y nombra un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podrías encontrarlo?

Explica qué es un cristal y nombra un mineral que forme cristales que se puedan ver a simple vista. ¿Dónde podrías encontrarlo?

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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.

  1. a) Asume el papel de perito geólogo y analiza si ese producto cumple rigurosamente cada uno de los requisitos que exige la definición científica de mineral.
  2. b) Emite un dictamen justificado: ¿es correcto llamarlo mineral? Razona 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.
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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.

  1. a) Rebate su argumento explicando qué característica de la estructura microscópica interna les falta a ambos para poder considerarse minerales.
  2. b) Justifica 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.
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Reconocer rocas, minerales y lo que no es ninguno

Comparación entre un mineral, formado por un solo cristal con caras planas y forma regular, y una roca, formada por granos de varios minerales distintos unidos entre sí. un solo cristal: mineral composición y forma fijas granos distintos: roca varios minerales unidos

Para decidir si algo es una roca, hazte tres preguntas: ¿es natural?, ¿es un agregado de minerales?, ¿forma parte de la litósfera? Aplícalas:

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 compactados; no es un mineral, pero se clasifica como roca orgánica
Cemento No Se fabrica cociendo caliza y otros materiales
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Clasifica estos materiales en mineral o roca, justificando cada respuesta: pizarra, calcita, basalto y sal común.

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

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

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En una excursión encuentras una piedra oscura con cristales brillantes incrustados. Explica qué son probablemente esos cristales, cómo se denomina al conjunto de la…

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

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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 aceras Caliza (roca)
Sartén o cacerola metálica Minerales con hierro o aluminio
Sal de la cocina Halita (mineral)
Mesón de cocina Granito o mármol (rocas)
Celular (circuitos y pantalla) Minerales metálicos (cobre, oro) y arena de cuarzo (sílice)

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.

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Nombra 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 indica de…

Nombra 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 indica de qué material geológico procede cada uno.

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El cemento de las aceras se fabrica cociendo una mezcla de caliza y arcilla. Razona si el cemento es una roca y explica por qué decimos que es un «producto de la…

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

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«Una roca es como un bizcocho y los minerales son sus ingredientes»: explica qué aciertos tiene esta analogía y señala una diferencia importante entre cocinar un…

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

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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.

Un granito con cuarzo 30 %, feldespato 50 % y mica 20 % en la cabecera de un río; tras recorrer 350 kilómetros, la arena de la desembocadura tiene 95 % de cuarzo. Granito Arena de playa cuarzo 30 % feldespato 50 % mica 20 % cuarzo 95 % río: 350 km el feldespato y la mica se desgastan el cuarzo es muy resistente

El color de la arena depende de la roca de la que viene:

  • Blanca o dorada: sobre todo granos de cuarzo (a veces con una película de óxido de hierro que la dora). Las dunas de los Médanos de Coro son un ejemplo.

  • Negra: viene de rocas volcánicas oscuras, como el basalto.

  • Con restos de conchas y corales: en muchas playas de Los Roques y Morrocoy, 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.

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

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Hay playas de arena blanca, dorada y hasta negra. Explica a qué se deben esos colores (de qué rocas o minerales procede la arena en cada caso) y razona qué color de…

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

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El ciclo de las rocas

Las rocas no son eternas: una roca puede transformarse en otra y volver a formar parte de la litósfera. A esa cadena de cambios se le llama ciclo de las rocas. Sigue las flechas de la figura.

Ciclo de las rocas: el magma al enfriarse forma rocas ígneas; la meteorización, el transporte y la sedimentación forman sedimentos que originan rocas sedimentarias; el calor y la presión forman rocas metamórficas; al fundirse vuelven a ser magma. magma roca ígnea sedimentos roca sedimentaria roca metamórfica magmatismo meteorización sedimentación metamorfismo metamorfismo fusión
  • Magmatismo: el magma (roca fundida) se enfría y se solidifica. Así se forman las rocas ígneas, como el granito y el basalto.

  • Sedimentación: los fragmentos que deja la meteorización y la erosión se depositan, se compactan y se cementan. Así se forman las rocas sedimentarias, como la arenisca.

  • Metamorfismo: el calor y la presión transforman una roca sin fundirla. La caliza se convierte en mármol.

  • Si el calor es muy grande, la roca se funde y vuelve a ser magma: el ciclo empieza otra vez.

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 los Llanos venezolanos, 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.

El suelo está en el centro e interactúa con cuatro subsistemas: la litósfera aporta fragmentos de roca y minerales, la atmósfera aporta aire, la hidrósfera aporta agua y la biosfera aporta materia orgánica y organismos. suelo atmósfera: aire y gases litósfera: minerales y fragmentos de roca hidrósfera: agua biosfera: raíces, humus y organismos

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.

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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».

  1. a) Rebate su afirmación explicando por qué el suelo no puede considerarse una roca, analizando su composición y su estructura.
  2. b) Justifica 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.
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Resumen

Volvamos al principio. El cuarzo de la Gran Sabana es un mineral. Los tepuyes son de roca (arenisca de cuarzo). Los Médanos de Coro y la arena de las playas son restos de rocas, sobre todo de cuarzo. Todo eso es litósfera.

Ver todos los ejercicios de este apartado