Geología Fundamental: Esfuerzos, Fallas, Pliegues, Rocas y Procesos Terrestres

Esfuerzos y Deformaciones Geológicas

Tipos de Esfuerzo

• Compresión: Fuerzas que tienden a acortar o aplastar un cuerpo.
• Distensión o Tracción: Fuerzas que tienden a alargar o estirar un cuerpo.
• Cizalla: Fuerzas paralelas que actúan en direcciones opuestas, causando deformación por corte.

Fallas Geológicas

Las fallas son fracturas en las que ha existido un desplazamiento significativo de los bloques rocosos. Si no se ha producido tal desplazamiento, la fractura se denomina diaclasa.

Elementos de una Falla

• Plano de falla: La superficie de fractura que separa los bloques desplazados.
• Bloque de techo (o labio superior): El bloque de roca situado por encima del plano de falla.
• Bloque de muro (o labio inferior): El bloque de roca situado por debajo del plano de falla.
• Estrías: Arañazos o surcos producidos en el plano de falla por la fricción durante el desplazamiento.
• Salto: La distancia o magnitud del desplazamiento relativo entre los bloques.

Tipos de Fallas por Salto (Movimiento Vertical)

• Normal: El bloque de techo desciende con respecto al bloque de muro, debido a esfuerzos de distensión.
• Inversa: El bloque de techo asciende con respecto al bloque de muro, debido a esfuerzos de compresión.
• Vertical: El desplazamiento es predominantemente vertical, sin un claro bloque de techo o muro inclinado.

Tipos de Fallas de Desgarre (o Transcurrentes)

El movimiento es predominantemente horizontal y paralelo al plano de falla.

• Sinistral (izquierda): El bloque opuesto se mueve hacia la izquierda.
• Dextral (derecha): El bloque opuesto se mueve hacia la derecha.

Pliegues Geológicos

Los pliegues son deformaciones plásticas de las rocas, generalmente causadas por esfuerzos compresivos.

Elementos de un Pliegue

• Eje del pliegue: La línea de máxima curvatura en una capa plegada.
• Charnela: La zona de máxima curvatura de un estrato dentro del pliegue.
• Flancos: Los lados o alas del pliegue, que se extienden desde la charnela.
• Plano axial: La superficie imaginaria que une los ejes de las charnelas de los diferentes estratos plegados.
• Estrato: Cada una de las capas de roca que forman el pliegue.
• Núcleo: La parte más interna del pliegue.

Clasificación de Pliegues por Sentido de la Curva

• Antiforme: Pliegue con la concavidad hacia abajo (forma de 'A').
• Sinforme: Pliegue con la concavidad hacia arriba (forma de 'U').
• Neutro: Pliegue cuya forma no permite clasificarlo claramente como antiforme o sinforme.

Clasificación de Pliegues por Inclinación del Plano Axial

• Recto: Plano axial vertical.
• Inclinado: Plano axial con una inclinación moderada.
• Volcado: Plano axial muy inclinado, con uno de los flancos invertido.
• Tumbado: Plano axial horizontal o casi horizontal.

Clasificación de Pliegues por Apertura de los Flancos

• Suave: Flancos con una curvatura muy abierta.
• Abierto: Flancos con un ángulo intermedio.
• Apretado o Cerrado: Flancos muy próximos entre sí.
• Isoclinal: Flancos paralelos entre sí.

Clasificación de Pliegues por Edad de los Materiales

• Anticlinal: El material del núcleo es más antiguo que el de los flancos. Generalmente antiformes.
• Sinclinal: El material del núcleo es más joven que el de los flancos. Generalmente sinformes.

Ciclo Petrológico y Formación de Rocas

El Ciclo Petrológico describe la formación, alteración y destrucción de los tres tipos principales de rocas:

Rocas Sedimentarias (metamorfismo) > Rocas Metamórficas (anatexia) > Rocas Magmáticas o Ígneas (meteorización, erosión, transporte, sedimentación) > Sedimentos (diagénesis) > Rocas Sedimentarias.

Conceptos Clave del Ciclo Petrológico

• Magma: Roca silicatada fundida que se encuentra en el interior de la Tierra.
• Diagénesis: Conjunto de procesos físicos y químicos que transforman los sedimentos en rocas sedimentarias. Incluye:
  • Compactación.
  • Cementación.
  • Pérdida de agua.
  • Formación de nuevos minerales.
• Metamorfismo: Cambios mineralógicos y/o estructurales que sufre una roca en estado sólido por efecto de la presión y/o de la temperatura.
  Ejemplos: Pizarra (de arcilla) y Mármol (de caliza).
• Anatexia: Fusión parcial de rocas preexistentes, que da origen a magma.

Tipos de Rocas Magmáticas (Ígneas)

Clasificadas según su lugar de solidificación:

• Rocas Plutónicas: Solidifican lentamente en el interior de la corteza terrestre, formando cristales grandes y visibles.
• Rocas Filonianas: Solidifican en grietas o filones, con cristales de tamaño intermedio.
• Rocas Volcánicas: Solidifican rápidamente en la superficie terrestre, con cristales pequeños o textura vítrea.

Ejemplo de Metamorfismo Progresivo

Un aumento gradual de temperatura y presión puede transformar:

Pizarra > Esquisto > Neis

Textura de las Rocas

La textura de la roca es la relación de forma, tamaño y disposición que se da entre los componentes minerales de una roca.

Tipos de Texturas Ígneas Comunes

• Granuda (o Fanerítica): Característica de rocas plutónicas. Los cristales son visibles a simple vista y de tamaño similar, debido a una solidificación lenta en el interior de la corteza terrestre.
• Porfídica: Característica de rocas volcánicas o filonianas. Presenta cristales grandes (fenocristales) inmersos en una matriz de grano fino o vítrea (microlitos), indicando dos fases de enfriamiento.
• Vítrea (o Afanítica): Característica de rocas volcánicas. La solidificación es tan rápida que no se forman cristales, resultando en una masa amorfa similar al vidrio (ej. Obsidiana).

Agentes y Procesos Geológicos Externos

Agentes Geológicos Externos

Factores que modelan la superficie terrestre:

• Atmósfera.
• Viento.
• Seres vivos.
• Aguas:
  • Marinas (océanos, mares).
  • Continentales:
    • Subterráneas (acuíferos).
    • Superficiales:
      • Aguas fluviales (ríos, arroyos).
      • Lagos.
      • Glaciales (glaciares).

Procesos Geológicos Externos

Acciones que modifican el relieve:

• Meteorización: Descomposición y desintegración de las rocas in situ.
• Erosión: Desgaste y arranque de material rocoso por agentes externos.
• Transporte: Desplazamiento de los materiales erosionados.
• Sedimentación: Depósito de los materiales transportados.

Procesos Geológicos Internos: Magmatismo y Tectónica de Placas

Causas de la Fusión Magmática

La fusión de las rocas para formar magma puede deberse a:

• Aumento de la temperatura: Producida, por ejemplo, por fricción en zonas de subducción o por ascenso de material caliente del manto.
• Descenso de la presión: Reduce el punto de fusión de las rocas, común en dorsales oceánicas.
• Presencia de fluidos (volátiles): La adición de agua o dióxido de carbono reduce la temperatura de fusión de las rocas, típico en zonas de subducción.

Tipos de Metamorfismo

• De Contacto: Causado principalmente por un aumento de temperatura debido a la intrusión de magma.
• Regional: Afecta grandes volúmenes de roca, causado por un aumento significativo de presión y temperatura, asociado a procesos orogénicos.
• De Alta Presión: Predomina el aumento de presión sobre el de temperatura, común en zonas de subducción.

La presión puede ser dirigida (esfuerzo diferencial) o litostática (uniforme en todas direcciones).

Isostasia

La isostasia es el equilibrio de flotación entre la litosfera (corteza y parte superior del manto) y el manto plástico (astenosfera). Si la masa de la litosfera aumenta (ej. por acumulación de hielo o sedimentos), tiende a hundirse en el manto; si se reduce (ej. por deshielo o erosión), tiende a ascender.

Teorías Geológicas Históricas

Teoría del Contraccionismo

Esta teoría postulaba que:

• La Tierra estuvo inicialmente fundida.
• Al enfriarse, la corteza se contrajo y formó "arrugas", dando origen a las cordilleras.

Nota: La teoría actual que explica la formación de cordilleras y la dinámica terrestre es la Tectónica de Placas.

Eras Geológicas Principales

La historia de la Tierra se divide en grandes intervalos de tiempo:

• Precámbrico: El eón más antiguo y largo, abarca desde la formación de la Tierra hasta el inicio del Paleozoico.
• Paleozoico (Era Primaria): Caracterizado por la explosión de vida marina y la aparición de los primeros vertebrados y plantas terrestres.
• Mesozoico (Era Secundaria): La "Era de los Dinosaurios", con la aparición de mamíferos y aves.
• Cenozoico (Era Terciaria y Cuaternaria): La "Era de los Mamíferos", que incluye la aparición de los humanos.

Tipos de Volcanes

Clasificados según la viscosidad del magma y el contenido de gases:

• Hawaiana: Erupciones efusivas con magma de muy baja viscosidad y bajo contenido de gases, formando volcanes en escudo.
• Vulcaniana o Estratovolcanes: Erupciones explosivas e intermitentes con magma de viscosidad intermedia y contenido de gases moderado, formando conos volcánicos compuestos.
• Peleana: Erupciones extremadamente explosivas con magma de muy alta viscosidad y alto contenido de gases, generando domos de lava y flujos piroclásticos.

Riesgo Sísmico

El riesgo sísmico es la probabilidad de que un terremoto cause daños en un lugar determinado. Se calcula como:

Riesgo Sísmico = Peligrosidad x Exposición x Vulnerabilidad

• Peligrosidad: La probabilidad de que ocurra un sismo de cierta magnitud en un lugar y tiempo determinados (mayor en los bordes de placa).
• Exposición: El número de personas y bienes materiales que pueden verse afectados por el sismo.
• Vulnerabilidad: El porcentaje de pérdidas humanas o materiales esperadas con respecto a la exposición total ante un determinado riesgo.

Principales Cinturones Sísmicos

• Cinturón Circumpacífico (Anillo de Fuego).
• Cinturón Mediterráneo-Asiático.

Rocas Sedimentarias

Rocas Sedimentarias Detríticas

Proceden de la acumulación de fragmentos de rocas preexistentes (sedimentos detríticos) que han sufrido transporte en estado sólido.

• Conglomerados: Si el tamaño de grano es superior a 2 mm.
  • Pudinga: Con cantos redondeados.
  • Brecha: Con cantos angulosos.
• Areniscas: Si el tamaño de grano está entre 2 mm y 1/16 mm.
• Rocas Arcillosas (Lutitas, Arcillitas): Si el tamaño de grano es inferior a 1/16 mm.

Rocas Sedimentarias No Detríticas (Químicas y Bioquímicas)

Formadas por precipitación química o actividad biológica.

• Caliza: Compuesta principalmente por carbonato cálcico (calcita). Reacciona con ácido clorhídrico (no sulfúrico, que es más peligroso y menos común en pruebas de campo).
• Marga: Roca intermedia entre las calizas y las arcillas, con proporciones significativas de carbonato cálcico y minerales de arcilla.

Nota: Si una arenisca se somete a presión y temperatura elevadas, se transforma en cuarcita (roca metamórfica). Un conglomerado, bajo las mismas condiciones, se convertiría en un metaconglomerado.