sábado, 24 de agosto de 2019

Los Minerales, Las Rocas y el sistema terrestre resultante: "El Ciclo de las Rocas"


Los minerales

La corteza terrestre y los océanos son la fuente de una amplia variedad de minerales útiles y esenciales. De hecho, prácticamente todos los productos fabricados contienen materiales obtenidos de los minerales. La mayoría de la gente está familiarizada con los usos comunes de muchos metales básicos, entre ellos el aluminio de las latas de bebida, el cobre de los cables eléctricos y el oro y la plata en joyería.

Pero algunos no saben que la mina de un lápiz contiene el mineral de tacto graso denominado grafito y que los polvos de talco que se utilizan con los bebés proceden de una roca metamórfica compuesta del mineral talco. Además, muchos no saben que las brocas utilizadas por los dentistas para taladrar el esmalte de los dientes están impregnadas de diamante, o que el mineral común cuarzo es la fuente de silicio para los chips de computador.
 Conforme crecen las necesidades de minerales de la sociedad moderna, lo hace también la necesidad para localizar más zonas de abastecimiento de minerales útiles, lo que se vuelve también más estimulante.

Además de los usos económicos de las rocas y los minerales, todos los procesos estudiados por los geólogos son en cierta manera dependientes de las propiedades de esos materiales básicos de la Tierra. Acontecimientos como las erupciones volcánicas, la formación de montañas, la meteorización y la erosión, e incluso los terremotos, implican rocas y minerales. Por consiguiente, es esencial un conocimiento básico de los materiales terrestres para comprender todos los fenómenos geológicos.

Los minerales son los componentes básicos de las rocas. Los geólogos definen los minerales como cualquier sólido inorgánico natural que posea una estructura interna ordenada y una composición química definida. Por tanto, para que se considere mineral cualquier material terrestre, debe presentar las siguientes características:

1. Debe aparecer de forma natural.
2. Debe ser inorgánico.
3. Debe ser un sólido.
4. Debe poseer una estructura interna ordenada, es decir, sus átomos deben estar dispuestos según un modelo definido.
5. Debe tener una composición química definida, que puede variar dentro de unos límites.

Cuando los geólogos utilizan el término mineral, sólo consideran minerales las sustancias que satisfacen estos criterios. Por consiguiente, los diamantes sintéticos, y una gran variedad de otros materiales útiles producidos por los químicos, no se consideran minerales.



La mayoría de las rocas son agregados de varios minerales.


Propiedades físicas de los minerales

Los minerales son sólidos formados por procesos inorgánicos.

Cada mineral tiene una disposición ordenada de átomos (estructura cristalina) y una composición química definida, que le proporciona un conjunto único de propiedades físicas.

Las principales propiedades físicas utilizadas habitualmente para identificar muestras pequeñas de minerales son: la forma cristalina, el brillo, el color, la raya, la dureza, la exfoliación o la fractura y el peso específico. Las propiedades secundarias (o «especiales») que una cantidad limitada de minerales exhiben son: el magnetismo, el sabor, el tacto, el olor, la elasticidad, la maleabilidad, la birrefracción y la reacción química con ácido clorhídrico.

ü  La forma cristalina es la expresión externa de un mineral que refleja la disposición interna ordenada de los átomos.
ü  Brillo. El brillo es el aspecto o la calidad de la luz reflejada de la superficie de un mineral.
ü  Color. Aunque el color es una característica obvia de un mineral, a menudo es una propiedad diagnóstica poco fiable. Ligeras impurezas en el mineral común cuarzo, por ejemplo, le proporcionan una diversidad de colores, entre ellos el rosa, el púrpura (amatista), blanco e incluso negro
ü  Raya. La raya es el color de un mineral en polvo y se obtiene frotando a través del mineral con una pieza de porcelana no vidriada denominada placa de raya
ü  Dureza. Una de las propiedades diagnósticas más útiles es la dureza, una medida de la resistencia de un mineral a la abrasión o al rayado. Esta propiedad se determina frotando un mineral de dureza desconocida contra uno de dureza conocida, o viceversa.
ü  Exfoliación y fractura. En la estructura cristalina de un mineral, algunos enlaces son más débiles que otros. Esos enlaces se sitúan en los puntos en los cuales un mineral se romperá cuando se someta a tensión. La exfoliación (kleiben_tallar) es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de planos de enlaces débiles.
ü  Peso específico. El peso específico es un número que representa el cociente entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua. Por ejemplo, si un mineral pesa tres veces un volumen igual de agua, su peso específico es 3.






Algunos cuarzos se presentan en distintos colores



Video recomendado:  ¿Cuál es la diferencia entre MINERAL, ROCA y PIEDRA?


https://www.youtube.com/watch?v=_sbrtB0nWnE




Las rocas y el ciclo de las rocas

Las rocas son el material más común y abundante de la Tierra. Para un viajero curioso, la variedad parece casi infinita.

Al examinar una roca con atención, encontramos que consta de cristales o granos más pequeños denominados minerales. Los minerales son compuestos químicos (o en algunas ocasiones elementos únicos), cada uno de ellos con su propia composición y sus propiedades físicas.

Los granos o cristales pueden ser microscópicos o fácilmente visibles sin ayuda de un microscopio
.
La naturaleza y el aspecto de una roca están fuertemente influidos por los minerales que la componen. Además, la textura de una roca, es decir, el tamaño, la forma o la disposición de los minerales que la constituyen, también tiene un efecto significativo en su aspecto. La composición mineral y la textura de una roca, a su vez, son el reflejo de los procesos geológicos que la crearon.

Las características de las rocas proporcionaron a los geólogos las pistas que necesitaban para determinar los procesos que las formaron, lo cual es cierto para todas las rocas. Estos análisis son esenciales para la comprensión de nuestro planeta. Esta comprensión tiene muchas aplicaciones prácticas, como en la búsqueda de recursos minerales y energéticos básicos y la solución de problemas ambientales.


Tipos de rocas básicos

Los geólogos dividen las rocas en tres grandes grupos: ígneas, sedimentarias y metamórficas. A continuación, damos un breve vistazo a estos tres grupos básicos. Cada grupo está relacionado con los demás por los procesos que actúan sobre el planeta y dentro de él.



Rocas ígneas. Las rocas ígneas (ignis_fuego) se forman cuando la roca fundida, denominada magma, se enfría y se solidifica. El magma es roca fundida que se puede formar a varios niveles de profundidad en el interior de la corteza de la Tierra y el manto superior. A medida que se enfría el magma, se van formando y creciendo los cristales de varios minerales. Cuando el magma permanece en el interior profundo de la corteza, se enfría lentamente durante miles de años. Esta pérdida gradual de calor permite el desarrollo de cristales relativamente grandes antes de que toda la masa se solidifique por completo.

Las rocas ígneas de grano grueso que se forman muy por debajo de la superficie se denominan plutónicas.

Los núcleos de muchas montañas están constituidos por roca ígnea que se formó de esta manera. Sólo la elevación y la erosión posteriores dejan expuestas estas rocas en la superficie. Un ejemplo común e importante es el granito Esta roca plutónica de grano grueso es rica en los minerales silicatados de color claro cuarzo y feldespato. El granito y las rocas relacionadas son constituyentes principales de la corteza continental.

A veces el magma se abre paso hacia la superficie de la Tierra, como durante una erupción volcánica. Dado que se enfría con rapidez en un ambiente de superficie, la roca fundida se solidifica muy deprisa y no hay tiempo suficiente para que crezcan grandes cristales. Antes bien, se produce la formación simultánea de muchos cristales pequeños. Las rocas ígneas que se forman en la superficie terrestre se denominan volcánicas y suelen ser de grano fino. Un ejemplo abundante e importante es el basalto.

Esta roca de color verde oscuro a negro es rica en minerales silicatados que contienen una cantidad significativa de hierro y magnesio. Debido a su mayor contenido en hierro, el basalto es más denso que el granito. El basalto y las rocas relacionadas constituyen la corteza oceánica así como muchos volcanes, tanto en el océano como en los continentes.


Algunos ejemplos de rocas Ígneas


Rocas sedimentarias. Los sedimentos, la materia prima de las rocas sedimentarias, se acumulan en capas en la superficie de la Tierra. Son materiales que se forman a partir de rocas preexistentes por los procesos de meteorización.

Algunos de estos procesos fragmentan físicamente la roca en piezas más pequeñas sin modificar su composición. Otros procesos de meteorización descomponen la roca, es decir, modifican químicamente los minerales en otros nuevos y en sustancias fácilmente solubles en agua. El agua, el viento o el hielo glacial suelen transportar los productos de la meteorización a lugares de sedimentación donde éstos forman capas relativamente planas. Normalmente los sedimentos se convierten en roca o se litifican por uno de los dos procesos siguientes. La compactación tiene lugar a medida que el peso de los materiales suprayacentes comprime los sedimentos en masas más densas. 

La cementación se produce conforme el agua que contiene sustancias disueltas se filtra a través de los espacios intergranulares del sedimento. Con el tiempo, el material disuelto en agua precipita entre los granos y los cementa en una masa sólida.



                                                           Algunos ejemplos de rocas Sedimentarias. 



                                                                Ejemplo de meteorización. 





Rocas metamórficas. Las rocas metamórficas se producen a partir de rocas ígneas, sedimentarias o incluso otras rocas metamórficas. Así, cada roca metamórfica tiene una roca madre, la roca a partir de la que se ha formado. Metamórfico es un adjetivo adecuado porque su significado literal es «cambiar la forma». La mayoría de cambios tienen lugar a temperaturas y presiones elevadas que se dan en la profundidad de la corteza terrestre y el manto superior.





Ciclo de las rocas


El ciclo de las rocas: uno de los subsistemas de la Tierra

La Tierra es un sistema. Esto significa que nuestro planeta está formado por muchas partes interactuantes que forman un todo complejo. En ningún otro lugar se ilustra mejor esta idea que al examinar el ciclo de las rocas. El ciclo de las rocas nos permite examinar muchas de las interrelaciones entre las diferentes partes del sistema Tierra. Nos ayuda a entender el origen de las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, y a ver que cada tipo está vinculado a los otros por los procesos que actúan sobre y dentro del planeta.

Ciclo básico. Empecemos en la parte inferior de la imagen. El magma es la roca fundida que se forma a una gran profundidad por debajo de la superficie de la Tierra. Con el tiempo, el magma se enfría y se solidifica. Este proceso, denominado cristalización, puede ocurrir debajo de la superficie terrestre o, después de una erupción volcánica, en la superficie. En cualquiera de las dos situaciones, las rocas resultantes se denominan rocas ígneas.

Si las rocas ígneas afloran en la superficie experimentarán meteorización, en la cual la acción de la atmósfera desintegra y descompone lentamente las rocas. Los materiales resultantes pueden ser desplazados pendiente abajo por la gravedad antes de ser captados y transportados por algún agente erosivo como las aguas superficiales, los glaciares, el viento o las olas. Por fin, estas partículas y sustancias disueltas, denominadas sedimentos, son depositadas. Aunque la mayoría de los sedimentos acaba llegando al océano, otras zonas de acumulación son las llanuras de inundación de los ríos, los desiertos, los pantanos y las dunas.

A continuación, los sedimentos experimentan litificación, un término que significa «conversión en roca». El sedimento suele litificarse dando lugar a una roca sedimentaria cuando es compactado por el peso de las capas suprayacentes o cuando es cementado conforme el agua subterránea de infiltración llena los poros con materia mineral.

Si la roca sedimentaria resultante se entierra profundamente dentro de la tierra e interviene en la dinámica de formación de montañas, o si es intruida por una masa de magma, estará sometida a grandes presiones o a un calor intenso, o a ambas cosas. La roca sedimentaria reaccionará ante el ambiente cambiante y se convertirá en un tercer tipo de roca, una roca metamórfica. Cuando la roca metamórfica es sometida a cambios de presión adicionales o a temperaturas aún mayores, se fundirá, creando un magma, que acabará cristalizando en rocas ígneas.

Los procesos impulsados por el calor desde el interior de la Tierra son responsables de la creación de las rocas ígneas y metamórficas. La meteorización y la erosión, procesos externos alimentados por una combinación de energía procedente del Sol y la gravedad, producen el sedimento a partir del cual se forman las rocas sedimentarias.

Los caminos alternativos. Las vías mostradas en el ciclo básico no son las únicas posibles. Al contrario, es exactamente igual de probable que puedan seguirse otras vías distintas de las descritas en la sección precedente. Las rocas ígneas, en vez de ser expuestas a la meteorización y a la erosión en la superficie terrestre, pueden permanecer enterradas profundamente. Esas masas pueden acabar siendo sometidas a fuertes fuerzas de compresión y a temperaturas elevadas asociadas con la formación de montañas. Cuando esto ocurre, se transforman directamente en rocas metamórficas.

Las rocas metamórficas y sedimentarias, así como los sedimentos, no siempre permanecen enterrados. Antes bien, las capas superiores pueden ser eliminadas, dejando expuestas las rocas que antes estaban enterradas.

Cuando esto ocurre, los materiales son meteorizados y convertidos en nueva materia prima para las rocas sedimentarias.

Las rocas pueden parecer masas invariables, pero el ciclo de las rocas demuestra que no es así. Los cambios, sin embargo, requieren tiempo; grandes cantidades de tiempo.




Ilustración del mencionado “Ciclo de las rocas” y sus posibles caminos, incluidos los “alternativos”.




Video recomendado:  EL CICLO DE LAS ROCAS GEOLOGÍA [Resumen]








Anexo:

“Las Tierras Raras”


¿Qué son y para qué sirven las tierras raras y el coltán?


Se conoce como "tierras raras" a un conjunto de 17 elementos químicos y llevan ese mote debido a que es muy poco común encontrarlos en una forma pura. Su uso es fundamental para hacer autos híbridos, lámparas bajo consumo, fibra óptica, dispositivos móviles, turbinas eólicas, baterías, componentes aeroespaciales, láseres, entre otros.

Con más del 95% de su producción mundial, China mantiene un control absoluto del mercado, lo que ha llevado a la disputas comerciales y demandas internacionales de parte de EEUU, la Unión Europea y Japón cuando el Gobierno chino estableció límites a su exportación.

El coltán es un mineral compuesto por columbita y taltanita y es clave para la construcción de aparatos electrónicos como computadoras, televisores, celulares, cámaras digitales y consolas de videojuegos así como para aviones y centrales nucleares.

El 80% de las reservas probadas de este componente se encuentran en lo que es hoy la República Democrática del Congo (RDC). Según informes de la prensa y la ONU, su explotación ha sido causante y catalizadora de la Segunda Guerra del Congo, también apodada Guerra del Coltán, donde murieron seis millones de personas.


¿Tierras raras en la República Argentina?


Empresas mineras que exploran en el país aseguran la existencia estos elementos y compuestos en provincias como San Luis, Córdoba o Santiago del Estero y ya existen pedidos de permisos de exploración solicitados por compañías extranjeras que trabajan en el país.

Esta visión a futuro estaría impulsada por la compra asegurada de estos minerales por parte de Europa, según estaría incluido entre las cláusulas del acuerdo comercial armado recientemente por los bloques continentales.

Europa busca encontrar alternativas para el acceso al coltán, que hoy es explotado principalmente en zonas de con􀃖icto y trabajo esclavo como los registrados en algunos países de África central, donde han generado guerras y disputas territoriales por el control de las fuentes de riquezas, o como fuente para el acceso a tierras raras aparte de China, país que domina y controla la oferta.

La eliminación de aranceles, como se propondría en el marco del acuerdo Mercosur-Unión Europea, resultaría en la posibilidad de transformar la producción minera en territorio argentino su cientemente barata como para ser tentadora para las industrias tecnológicas, que hoy compran a países a pesar de las consecuencias y por la falta de alternativas competitivas.

Video recomendado: Tierras raras El lado oscuro de los metales de alta tecnología

Síntesis: Actualmente los metales llamados tierras raras son de tanta utilidad que se hacen imprescindibles para el avance tecnológico en muchas áreas de diferentes ciencias y disciplinas, pero existen peligros que el hombre por tratar de obtener estos metales esta causando, como es el caso de la contaminación ambiental, el peligro de la extinción de muchas especies (animales y vegetales), y el exterminio de el mismo. Qué debemos hacer ante estos peligros, reflexionemos y tratemos de encontrar soluciones inmediatas a todo esto. Fuente DW. 




Producción de "tierras raras" en China:






                                          Usos y producción mundial de tierras raras:













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