Roca

Se llama rocas a los agregados naturales de uno o varios minerales. Constituyen las unidades básicas de las que se compone el planeta Tierra.

Tipos de rocas

Se puede establecer una primera clasificación de los tipos de rocas diferenciándolas en homogéneas y heterogéneas. Las primeras se caracterizan por estar constituidas por un único mineral y poseer una apariencia uniforme, como el mármol. Sin embargo, las rocas más abundantes en la naturaleza son heterogéneas, formadas por una acumulación de varios minerales, como cuarzo o turmalina.

Tipos de rocas según su proceso de formación.

Al margen de la clasificación anterior, y atendiendo a su proceso de formación, las rocas se dividen en tres grandes familias: sedimentarias, ígneas y metamórficas. Las sedimentarias se producen por la acumulación y compactación de fragmentos arrancados a otras rocas por los procesos de erosión. La caliza, el carbón y el petróleo (una roca líquida) son ejemplos de rocas sedimentarias.

Las rocas ígneas, a su vez, se forman por solidificación del magma fundido. El basalto y el granito pertenecen a este grupo. Las metamórficas son resultantes de las transformaciones sufridas por otras rocas, ya sean sedimentarias o ígneas, a causa de cambios de las condiciones del medio en que se encuentran, como la temperatura o la presión. Entre las rocas metamórficas se encuentran el mármol y la pizarra.

El ciclo de las rocas

Las rocas no permanecen inalterables con el paso del tiempo, sino que experimentan cambios importantes, enmarcados dentro de un ciclo continuo. Una roca del exterior de la corteza terrestre se ve atacada por una serie de agentes naturales, como el agua o el viento, que lentamente la desmenuzan, transformándola en sedimentos. Los fragmentos resultantes son transportados por esos mismos agentes hasta zonas más bajas del terreno, llamadas cuencas sedimentarias o depósitos. Allí, por acumulación y compactación de los sedimentos, se forman las rocas sedimentarias.

El ciclo de las rocas.

Estas rocas se irán hundiendo poco a poco en el terreno debido al peso de los sedimentos que se depositan sobre ellas. Así, la temperatura y la presión a que están sometidas aumentarán hasta tal punto que las rocas sedimentarias se transforman en metamórficas. También pueden entrar en contacto con magma o sufrir las tensiones que se dan en una zona de falla, con lo que experimentarían el mismo resultado de transformación.

Las rocas metamórficas pueden calentarse tanto que terminarían por fundirse y transformarse en magma. Después, el magma se enfriará y producirá rocas ígneas. Si las rocas ígneas consiguen aflorar a la superficie de la corteza, ya sea por el lento ascenso del magma o por una violenta erupción volcánica, son atacadas por los agentes meteorizantes y el ciclo se reanuda.

Propiedades de las rocas

Dado que las rocas son agregados de cristales o granos minerales, sus propiedades dependen en buena medida de las de sus componentes individuales. En una roca, sus propiedades varían según las proporciones en que aparecen los diferentes componentes y del modo en que se orientan sus granos o cristales. Se puede decir que en una roca, considerada macroscópicamente, sus propiedades son isótropas, es decir, uniformes en todo el conjunto. No varían dentro de la roca según la dirección en que se midan.

Además de depender de la proporción y orientación de los componentes de las rocas, algunas propiedades lo hacen también de otros factores, como son el tamaño de los granos o cristales, su forma, el modo en que están ordenados o la cantidad y distribución del espacio libre que queda entre ellos. Otros factores de influencia son la temperatura, la presión y la presencia de gases o líquidos, como agua o petróleo, en su interior.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas identificativas de una roca son la densidad y la porosidad. La densidad se entiende estrictamente como la masa de una sustancia por unidad de volumen. En la práctica es habitual tomar como densidad el peso de una unidad de volumen de sustancia.

En realidad, el peso y la masa son conceptos distintos con medidas diferentes. El peso es la fuerza con que la gravedad atrae un cuerpo, mientras que la masa es una propiedad del cuerpo independiente del lugar donde se lleve a cabo la medida, ya sea en la superficie de la Tierra, en la Luna o con el cuerpo flotando en el espacio.

Si la medida de la densidad se realiza de este modo es por una mera cuestión de sencillez y por el reducido error que introduce asimilar la masa al peso. La unidad de medida de la densidad es el kg/m3. En geología es más habitual emplear el g/cm3.

Por otra parte, se conoce por porosidad la parte del volumen de una roca que no está ocupada por cristales, por granos o por la sustancia que actúa como cemento entre ellos, es decir, la parte vacía. Una de las formas de medir el grado de porosidad de una roca es mediante la relación entre el volumen vacío (poros) y el total (cristales o granos más cemento más poros).

En las rocas sedimentarias, formadas a partir de pequeños fragmentos arrancados de otras rocas (granos), el grado de porosidad depende de que el sedimento se encuentre más o menos compactado, del tamaño de los granos, de su ordenamiento, de la cantidad de cemento entre ellos y de que todos los granos sean del mismo tamaño o diferentes. Si los granos son de distintos tamaños, los pequeños ocupan los espacios que quedan entre los mayores y, por tanto, la porosidad es baja.

Se pueden distinguir dos tipos diferentes de porosidad. La porosidad total es aquélla en la que, como volumen vacío, se consideran tanto los poros (espacios vacíos) atrapados en el interior de la roca como los que se encuentran en comunicación con la superficie. A su vez, en la porosidad aparente como volumen vacío sólo se consideran los poros comunicados con la superficie, que permiten la entrada de líquidos como agua o petróleo.

La medida de la porosidad aparente es muy importante a la hora de determinar si una roca puede servir como almacén para estos líquidos. En cuanto a la relación entre la porosidad y la densidad, las dos se encuentran directamente vinculadas: cuanto mayor es la primera, menor es la segunda.

Otras propiedades

Las cualidades mecánicas, térmicas, eléctricas y magnéticas permiten caracterizar las propiedades de una roca. Estas propiedades dependen en buena medida de la composición y estructura interna del material rocoso.

Dentro de las propiedades mecánicas, cuando una fuerza, ya sea aplicada de forma directa o tangencial, o una presión actúan sobre una roca, ésta sufre una deformación. Si una vez que la fuerza o la presión dejan de actuar, la roca es capaz de recuperar su forma inicial, se dirá que es elástica. Si, a diferencia del caso anterior, al retirar la fuerza o la presión, la roca conserva su deformación, se hablará de una roca plástica.

Por otra parte, se llama resistencia a la ruptura a la capacidad de una roca para resistir fuerzas o presiones sin llegar a romperse. La ductilidad es la propiedad de una roca por la que, bajo la acción de las fuerzas y presiones adecuadas, puede deformarse en forma de hilos. Finalmente, una roca es maleable cuando se puede llegar a deformar en láminas.

Las principales propiedades térmicas de las rocas son conductividad térmica, expansión térmica y punto de fusión. Se conoce por conductividad térmica la cantidad de calor que circula a través de una unidad de superficie de roca en una unidad de tiempo. En la práctica, el cálculo de la conductividad térmica se realiza calentando una muestra de roca y midiendo la velocidad a la que crece su temperatura. Algunos factores de los que depende son la composición de la roca, la cantidad de fluidos que contenga en sus poros (a mayor cantidad de fluido mayor conductividad), la presión y la homogeneidad de la roca.

La expansión térmica es el cambio de dimensiones que experimenta una roca bajo una variación de temperatura. Se mide como la relación entre la variación de volumen y el volumen original por unidad de cambio de temperatura. A su vez, el punto de fusión es la temperatura a la que la roca pasa de estado sólido a líquido.

Desde un punto de vista eléctrico, se dice que una roca es conductora de la electricidad si es capaz de transmitir la corriente. La conductividad eléctrica es una magnitud inversa a la resistividad.

En términos generales, las propiedades eléctricas de las rocas varían en gran medida según su composición y sus propiedades físicas. La conductividad de una roca depende altamente de su porosidad, de la cantidad de líquidos que contenga, de la conductividad propia de estos líquidos y de la temperatura, entre otros factores.

Por último, se llaman propiedades magnéticas a las referidas a la capacidad que poseen algunas rocas de magnetizarse cuando son sometidas a la acción de un imán. Dicha capacidad depende de ciertos componentes de las rocas, principalmente los óxidos de hierro, y puede variar de forma importante según la homogeneidad y la estructura interna del conjunto.

Desgaste de una roca originado por la erosión del viento

Las rocas son compuestos de uno o varios minerales.