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1 5 El relieve terrestre Contenidos Índice La corteza terrestre El ciclo de las rocas Rocas magmáticas Rocas metamórficas Deformaciones de las rocas 1. La corteza terrestre En el planeta Tierra se pueden distinguir diferentes capas según el estado físico de los materiales que la forman. La parte sólida de nuestro planeta es la geosfera, y su parte más externa se llama corteza. La corteza terrestre es la capa superficial sólida de la Tierra. Está en contacto directo con la atmósfera y la hidrosfera, y está habitada por los seres vivos de la biosfera. Como ya has estudiado en la unidad anterior, la corteza no es una capa homogénea ni en grosor ni en composición, por lo que se pueden distinguir dos tipos básicos de corteza: continental y oceánica. En la corteza terrestre tienen lugar las principales manifestaciones de la energía interna de la Tierra (volcanes, terremotos, choques tectónicos, etc.). Estas manifestaciones son las que han provocado el cambio de aspecto de la corteza terrestre a lo largo de la historia, por lo que el relieve de la Tierra ha ido variando de forma lenta pero continua en los últimos 4600 millones de años. editores, S. A El relieve de la corteza terrestre Se llama relieve al conjunto de accidentes geográficos que constituyen la superficie de la corteza terrestre. Esos accidentes geográficos no solo se encuentran a la vista por encima del nivel del mar, sino que también están presentes bajo las aguas oceánicas. 1

2 Los accidentes geográficos de la corteza terrestre son muy diversos. En ocasiones el relieve submarino es tan espectacular como el terrestre, y puede presentar grandes cordilleras o profundos valles. Tipos de corteza, accidentes geográficos y procesos geológicos internos Arco de islas volcánicas Fosa Valle de rift en oceánica dorsal oceánica Llanura abisal Terremotos Talud continental Plataforma continental Llanura continental Cordillera Volcán Magma Astenosfera Litosfera Terremotos Magma Corteza oceánica Corteza continental Ente los principales accidentes geográficos encontramos: > > Cordilleras: elevaciones de la corteza continental que agrupan a numerosas montañas. Son propias de los bordes destructivos, tanto de subducción como de obducción. Las montañas más elevadas son propias de zonas de obducción. > > Llanura continental: extensión de terreno emergido perteneciente al continente, plana y de grandes dimensiones. > > Plataforma continental: parte sumergida de los continentes. Está cubierta por sedimentos procedentes de la erosión continental. > > Talud continental: zonas de fuerte pendiente entre la plataforma continental y la llanura abisal. > > Dorsales oceánicas: son cordilleras submarinas con gran actividad volcánica y sísmica. Están asociadas a los bordes constructivos propios de límites divergentes entre placas. En ellas tiene lugar la salida de magma. > > Llanura abisal: grandes extensiones planas de corteza oceánica situadas a unos 4000 m de profundidad. > > Fosas oceánicas: son franjas de muchos kilómetros de longitud en las que la corteza oceánica se hunde hacia el interior. Se caracterizan por su actividad sísmica. Son propias de las zonas de subducción en los límites convergentes destructivos de cortezas oceánicas. > > Islas volcánicas: volcanes submarinos cuyos conos han llegado a emerger por encima del nivel del mar. editores, S. A. 2

3 2. El ciclo de las rocas En la corteza terrestre existe una gran variedad de rocas. Las rocas son materiales inorgánicos de origen natural compuestos por grupos de uno o varios minerales que se unieron durante el mismo proceso de formación. Al igual que los minerales, las rocas se consideran materiales terrestres, y se pueden clasificar según su color, su textura, su composición, su aspecto, y sobre todo, por su origen. Por esto último, se pueden distinguir tres tipos de rocas: > > Sedimentarias: rocas formadas a partir de fragmentos de rocas preexistentes que han sufrido erosión, transporte y sedimentación. El proceso por el cual los sedimentos se transforman en rocas se denomina diagénesis, e incluye la compactación y cementación de los materiales. > > Ígneas o magmáticas: se forman a partir del enfriamiento de un magma. Se denomina magmatismo al proceso por el cual se producen las rocas magmáticas. > > Metamórficas: rocas formadas a partir de la transformación de otras rocas sometidas a gran presión o elevadas temperaturas sin llegar a fundir. El conjunto de procesos que dan lugar a las rocas metamórficas se llama metamorfismo. A menudo las rocas se suelen agrupar en dos grandes grupos según el origen de la energía necesaria para su formación: > > Exógenas: rocas formadas por la acción de los procesos geológicos externos que son movidos por la energía externa procedente del Sol. En esta categoría se agrupan las rocas sedimentarias. > > Endógenas: son aquellas rocas que se forman a partir de la acción de los procesos geológicos internos. En este grupo se encuentran las rocas magmáticas y metamórficas. Clasificación de las rocas según su origen Origen de las rocas ENDÓGENAS EXÓGENAS editores, S. A. Las rocas están continuamente formándose y destruyéndose. El conjunto de procesos que se establecen entre unas rocas y otras a lo largo del tiempo geológico se denomina ciclo de las rocas. El ciclo de las rocas funciona gracias a la acción combinada de los procesos geológicos externos (energía solar) e internos (calor terrestre). 3

4 Unidad 5: El relieve terrestre El ciclo de las rocas 4 Rocas magmáticas filonianas 5 Rocas magmáticas volcánicas 6 Proceso de meteorización, erosión, transporte y sedimentación 3 Rocas magmáticas plutónicas 7 Rocas sedimentarias Magma 8 Rocas fundidas 9 1. El magma se produce a partir de materiales fundidos en las capas más profundas del manto terrestre. 2. El magma asciende hacia la superficie a través de grietas. 3. Cuando el magma se enfría lentamente bajo la superficie terrestre da lugar a las rocas magmáticas plutónicas. 4. Si el magma se enfría rápidamente en el interior de las grietas cerca de la superficie se forman las rocas magmáticas filonianas. 5. Cuando el magma termina por brotar hacia el exterior se originan los volcanes. Estos, durante su erupción, producen la salida de gases, piroclastos y lava. La lava se enfría rápidamente al entrar en contacto con la atmósfera y da lugar a las rocas magmáticas volcánicas. 6. Cuando las rocas quedan expuestas a la acción de los agentes geológicos externos (aguas, viento o temperatura), sufren procesos de meteorización, erosión, transporte y sedimentación. 4 Rocas metamórficas foliadas Rocas metamórficas no foliadas 7. Los sedimentos depositados en las cuencas de sedimentación son sometidos a diagénesis, dando lugar a las rocas sedimentarias. 8. Debido a los materiales que tienen encima, las rocas enterradas a grandes profundidades sufren además aumentos de temperatura y grandes presiones. Las rocas sometidas a gran presión presentan capas paralelas o láminas; son las denominadas rocas metamórficas foliadas. 9. Si la roca queda enterrada a gran profundidad dentro de la tierra estará sometida a calor intenso. Cuando las rocas son sometidas a temperaturas elevadas sus minerales sufren alteraciones y dan lugar a rocas metamórficas no foliadas. 10. Cuando las rocas se someten a temperaturas enormes terminan por fundirse, dan lugar a nuevo magma y vuelve a comenzar el ciclo. editores, S. A. El magma asciende a la superficie a través de grietas.

5 3. Rocas magmáticas Como ya has estudiado, las rocas magmáticas, o rocas ígneas, se forman a partir del magma solidificado que procede del interior de la Tierra. El conjunto de procesos que tienen lugar desde que se produce la fusión de los materiales hasta que se da la solidificación de los mismos se denomina magmatismo. El magmatismo es otra de las manifestaciones del calor interno de la Tierra, y se suele localizar tanto en los bordes constructivos como en los destructivos (subducción) Características de las rocas magmáticas A la hora de identificar y clasificar las rocas magmáticas se pueden emplear criterios basados en sus principales características: textura, composición, contenido en sílice del magma del que proceden y color. Textura Los minerales que forman las rocas cristalizan en distintos tamaños y formas. Según el tamaño y la forma de los cristales que constituyen las rocas magmáticas, y las relaciones que establecen entre ellos, se pueden establecer tres tipos de texturas: granuda, porfídica y vítrea. Textura de las rocas magmáticas Granuda: es aquella en la que los cristales son tan grandes, incluso de varios milímetros, que se pueden ver a simple vista. Para que se formen cristales tan grandes el enfriamiento ha de ser tan lento que dura millones de años. Granito. Textura granuda. Porfídica: se caracteriza por ser una mezcla de cristales grandes (macrocristales) y cristales microscópicos (microcristales). Esto se debe a que el enfriamiento comienza siendo lento y posteriormente se acelera. Pórfido. Textura porfídica. editores, S. A. Vítrea: en ella no llegan a formarse verdaderos cristales debido a que el proceso de cristalización no es lo suficientemente lento. Las rocas están formadas por una masa amorfa. A las rocas que presentan este aspecto se les puede llamar vidrios volcánicos. Obsidiana. Textura vítrea. 5

6 Composición química: contenido en sílice La sílice o dióxido de silicio (SiO 2 ) es el componente mayoritario del magma. Según el porcentaje que contenga la mezcla de materiales fundidos que dan lugar a las rocas magmáticas, se puede hablar de rocas ácidas (más de un 65 % de contenido en sílice), rocas intermedias (entre un 52 y un 65 %), rocas básicas (entre 52 y 45 %) o rocas ultrabásicas (menos de un 45 %). En general, los magmas más ácidos (con más silicio) son muy viscosos, mientras que los más básicos (bajo contenido en sílice) son más fluidos. Las rocas procedentes de magmas ácidos presentan colores claros, mientras que las básicas son más oscuras Clasificación de las rocas magmáticas Según el lugar donde se consolida el magma, las rocas magmáticas se clasifican en tres grandes grupos: > > Plutónicas: se forman en el interior de cámaras magmáticas de gran tamaño. En ellas, el magma se enfría muy lentamente y da lugar a grandes masas rocosas llamadas plutones. Dado que el enfriamiento del magma es lento, los cristales que se forman son grandes y visibles a simple vista. Estos cristales confieren a la roca una textura granuda. Son ejemplos de este tipo de roca el granito o la sienita. > > Filonianas: se producen cuando el magma que asciende a la superficie se enfría en grietas o fisuras en contacto con rocas de la corteza más frías. En estas rocas encontramos grandes cristales rodeados de otros pequeños, por lo que se dice que son de textura porfídica. Como ejemplos se pueden citar la pegmatita y los pórfidos. > > Volcánicas: se forman por enfriamiento muy rápido al estar en contacto la lava con el aire o el agua de la superficie terrestre. Al enfriarse bruscamente en el exterior del volcán, no llegan a formarse verdaderos cristales, y las rocas tienen textura vítrea. Si el magma contiene muchos gases, las rocas formadas contienen muchos poros. Las rocas volcánicas más características son el basalto (muchos poros) o la obsidiana (estructura vítrea). Según los tipos de depósitos que se produzcan se puede hablar de: > > Depósitos intrusivos: son propios de rocas plutónicas y filonianas, conocidas también como rocas intrusivas por originarse en zonas profundas de la corteza terrestre. Este tipo de rocas dan lugar a plutones de muy diversas formas y tamaños: batolitos, stocks, lacolitos y diques. > > Depósitos extrusivos: son propios de las rocas volcánicas, ya que la lava alcanza el exterior de la corteza terrestre. Este tipo de rocas genera dos clases de depósitos: mantos (de gran extensión) y coladas (más pequeñas). editores, S. A. 6

7 Unidad 5: El relieve terrestre Tipos de depósitos de rocas magmáticas Cráter Textura de las rocas magmáticas Granuda Porfídica Vítrea Plutónicas Filonianas Volcánicas Cono volcánico Derrame de lava Chimenea Lenta Intermedia Rápida Velocidad de enfriamiento Colada de lava Manto de lava Dique Zona de contacto Stock Lacolito Techo Dique Batolito 3.3. Ejemplos de rocas magmáticas Rocas ígneas o magmáticas Granito Sienita Diorita Roca ígnea intermedia de grano grueso, compuesta por cuarzo, plagioclasa, piroxeno y hornblenda. Tiene tonalidades blancas y negras. Riolita Andesita Roca ígnea extrusiva de grano fino y color oscuro compuesta por plagioclasa, piroxeno y magnetita. Es de textura porfídica. Roca ígnea extrusiva, de grano fino y compuesta por cuarzo y feldespato como minerales principales. editores, S. A. Basalto Pegmatita Pórfido 7

8 4. Rocas metamórficas El metamorfismo es un proceso de transformación producido por un aumento de la presión o de la temperatura, o ambos a la vez. Como resultado de este proceso se originan las rocas metamórficas. Las rocas metamórficas son rocas formadas a partir de la transformación de rocas ya existentes de cualquier tipo, sometidas a procesos de metamorfismo sin que las rocas originales lleguen a fundirse. El metamorfismo es un proceso muy lento que puede durar millones de años. Según las condiciones de presión y temperatura se pueden establecer diversos tipos de metamorfismo: > > Metamorfismo local: afecta a zonas de pequeña extensión dentro de la corteza terrestre. Según sus causas se puede hablar de: Metamorfismo de alta presión: se debe al aumento de la presión sobre rocas ya existentes. Metamorfismo térmico o de contacto: se debe al aumento de temperatura que soportan las rocas debido a la temperatura (gradiente geotérmico) o a la presencia de magma (plutones), sin llegar a fundirse. > > Metamorfismo regional: es aquel que se produce en extensiones enormes de la corteza terrestre cerca de los bordes de las placas. Se caracteriza por las condiciones combinadas de presiones muy grandes y elevadas temperaturas. Esta combinación se denomina metamorfismo termodinámico Características de las rocas metamórficas Las rocas metamórficas se pueden identificar y clasificar según los cambios que se han producido en las características de las rocas de las cuales proceden. Así, durante el proceso de metamorfismo se producen cambios en la textura y composición de los minerales de las rocas. Cambios en la textura Cuando aumenta la presión, los minerales presentes en una roca pueden reorientarse y quedar situados en bandas o capas paralelas entre sí y perpendiculares a la dirección de la presión. Esta nueva disposición de los minerales hace que las rocas adquieran una textura completamente diferente a la de la roca original. En función de si la roca presenta estos minerales reorientados o no, se puede hablar de dos grandes tipos de texturas: > > Texturas con foliación: son propias de las rocas que sufren altas presiones y que tienen cristales orientados siguiendo planos paralelos en capas. Dependiendo del grado de metamorfismos se puede hablar de: Pizarrosa: cristales pequeños no visibles a simple vista que se disponen en capas planas. Esquistosa: cristales grandes y visibles dispuestos en capas onduladas. Gneísica: los cristales son grandes y están en bandas claras y oscuras. editores, S. A. 8

9 > > Textura sin foliación: se llama también granoblástica, ya que los cristales aparecen como granos regularmente dispuestos en todas direcciones, es decir, sin capas. Es propia de metamorfismo de alta temperatura. Cambios en la composición mineralógica Cuando aumenta la temperatura, las rocas sufren cambios como la pérdida de agua, la modificación del color y la transformación de los minerales originales. Se originan nuevos minerales por recristalización y reciben el nombre de minerales metamórficos. Estos nuevos minerales son característicos de cada tipo de roca metamórfica, según el tipo de mineral inicial y las condiciones de metamorfismo a las que se somete. Grados de metamorfismo Condiciones de presión y temperatura Baja presión Incremento del grado de metamorfismo Alta presión Grado bajo (200 ºC) Grado intermedio Grado alto (800 ºC) Tipo de roca Sin alteración Pizarra Esquisto Gneis Arcilla Pizarra Esquisto Gneis editores, S. A Clasificación de las rocas metamórficas Según la textura que presentan, en las rocas metamórficas se pueden distinguir dos grandes grupos: > > Foliadas: presentan minerales dispuestos en láminas que han sido reorientados debido a las grandes presiones a las que se someten las rocas. Estas fuertes presiones dan como resultado rocas con texturas foliadas (pizarrosa, esquistosa o gnéisica) dependiendo del grado de metamorfismo. Como ejemplos tenemos la pizarra, el esquisto y el gneis. > > No foliadas: son aquellas rocas con textura granoblástica (sin foliación) en las que los minerales no están orientados en ninguna dirección. Como ejemplos tenemos el mármol y la cuarcita. Según el tipo de metamorfismo que las origina, las rocas metamórficas se pueden agrupar en las siguientes categorías: > > Metamórficas de origen regional: son aquellas que se forman gracias a la acción combinada de altas presiones y temperaturas. Pueden dar lugar tanto a rocas foliadas como no foliadas. > > Metamórficas de origen térmico: se producen gracias a la acción de las elevadas temperaturas en el metamorfismo de contacto. Se originan rocas no foliadas. > > Metamórficas de origen dinámico: se originan debido a las altas presiones. Son características las rocas foliadas. 9

10 Unidad 5: El relieve terrestre 4.3. Ejemplos de rocas metamórficas Rocas metamórficas Pizarra Filita Esquisto Gneis Roca formada por cuarzo, ortosa y biotita. Sufre un grado de metamorfismo elevado. La variedad más característica es la que presenta bandas negras y blancas alternas. Mármol Cuarcita 5. Deformaciones de las rocas Los cambios en la estructura de las rocas pueden ser de tres tipos según se trate de deformaciones plásticas, elásticas o por fractura. Las rocas tienen un comportamiento muy distinto ante las presiones. Así, las rocas metamórficas muestran una gran rigidez, mientras que las sedimentarias y las magmáticas tienen mayor plasticidad. Las rocas plásticas, capaces de aguantar grandes esfuerzos, dan lugar a deformaciones conocidas como pliegues. Sin embargo, las rocas más rígidas no soportan dichos esfuerzos y sufren fracturas conocidas como fallas. 10 editores, S. A. Las fuerzas que tienen su origen en la energía interna de la Tierra hacen que el relieve se modifique al provocar cambios en la estructura de los materiales de la corteza.

11 Tipos de materiales según su comportamiento ante los esfuerzos Esfuerzo Deformaciones Elásticas Plásticas ELÁSTICOS PLÁSTICOS MATERIALES Fracturas RÍGIDOS Según el comportamiento de los materiales ante los esfuerzos, podemos clasificarlos en elásticos, plásticos y rígidos. Los materiales elásticos son aquellos que cambian su forma durante un esfuerzo y recuperan su forma original al cesar dicha fuerza. Por su parte, los materiales plásticos no recuperan su forma cuando cesa la fuerza y conservan la forma alcanzada durante el esfuerzo. Por último, los materiales rígidos son los que se rompen ante los esfuerzos sin alterar su estructura original Plegamientos Cuando las rocas son plásticas producen deformaciones permanentes de mayor o menor tamaño dependiendo de las fuerzas ejercidas. Los pliegues son deformaciones permanentes del terreno en forma de ondulaciones provocadas por fuerzas de compresión de gran intensidad y larga duración que actúan sobre rocas plásticas, que se doblan sin llegar a romperse. Elementos de un pliegue Plano axial Plano imaginario que pasa por las charnelas de los diferentes estratos (capas del terreno). Divide al pliegue en dos mitades con inclinaciones opuestas. Según su inclinación existen distintos tipos de pliegues. Eje Lugar de la superficie terrestre por el que pasa el plano axial. Indica la dirección del pliegue. Charnela Punto de máxima curvatura en cada estrato del pliegue. Flancos Cada uno de los dos lados en los que el plano axial divide al pliegue. editores, S. A. Flanco Núcleo Parte más interna del pliegue. La antigüedad de los materiales que lo ocupan determina que el pliegue sea anticlinal (los materiales más antiguos ocupan el núcleo) o sinclinal (los materiales más modernos ocupan el núcleo). 11

12 Unidad 5: El relieve terrestre 5.2. Fracturas Cuando las rocas son rígidas no pueden deformarse ante los esfuerzos y producen fracturas del terreno. Las fallas son fracturas en las que las rocas quedan divididas en dos bloques llamados labios que sufren desplazamiento uno con respecto a otro. Este desplazamiento puede ser horizontal, vertical o en un plano inclinado. Elementos de una falla Salto de falla Desplazamiento producido entre los dos labios o bloques. Escarpe Distancia entre las superficies de los bloques tomada en la vertical. Labio levantado Bloque que se encuentra desplazado hacia arriba respecto al otro. Plano de falla Superficie sobre la que se produce la fractura y el desplazamiento de los labios. Labio hundido Bloque que queda por debajo del labio levantado. Tipos de fallas Según las direcciones de los esfuerzos que originan las fracturas se puede hablar de tres tipos básicos de fallas: falla normal, falla inversa y falla horizontal o de desgarre. Asociaciones de fallas editores, S. A. A menudo se produce la combinación de fallas normales en una misma zona. De esta forma se pueden elevar montañas o hundir terrenos según se produzcan movimientos verticales de levantamiento (pilar) o hundimiento (fosa) en los llamados macizos tectónicos. 12

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