Cristalización, Rocas y Ambientes Petrogenéticos: Formación y Evolución

Cristalización

La cristalización es el proceso mediante el cual se forman cristales a partir de un material fundido o de la precipitación de una sustancia disuelta en un fluido. Se distinguen tres tipos principales:

• Solidificación: Materiales en estado fundido sufren un descenso en su temperatura, produciendo un cambio de estado. En las rocas volcánicas no hay cristalización, mientras que en las plutónicas sí, debido al enfriamiento lento.
• Cristalización por saturación: Se produce la formación de cristales a partir de la incorporación de sustancias que componen un fluido, por saturación de algunos componentes. Se distinguen dos modalidades:
  • Precipitación: Cuando el fluido es líquido, por pérdida de evaporación del fluido, y por variación de temperatura o presión.
  • Sublimación: Cuando el fluido es un gas, se produce la cristalización directamente al estado sólido, como en el caso de las fumarolas volcánicas.
• Recristalización: Se forma un nuevo cristal por reorganización interna de los componentes de un cristal preexistente. Al variar las condiciones del medio, un cristal puede desestabilizarse y empezar a variar su estructura o composición por difusión en estado sólido. Son muy frecuentes en el ambiente metamórfico.

Formación de los Cristales

La formación de cristales se inicia con la nucleación, que puede ser:

• Homogénea: Cuando el núcleo es de la misma composición del cristal que se va a formar.
• Heterogénea: Cuando el núcleo es una sustancia diferente y preexistente que favorece el proceso. Las partículas extrañas quedan dentro como impurezas.

La nucleación es un momento delicado, y la inestabilidad del medio puede hacer que su formación sea efímera o no se produzca. A partir de los núcleos iniciales, se produce el crecimiento de los cristales siempre que las condiciones del medio lo permitan. Alrededor del núcleo existen posiciones que aportan mayor energía y adición de nuevos elementos. El crecimiento real de los cristales se separa de este modelo inicial, produciéndose defectos cristalinos.

Defectos Cristalinos

Los defectos cristalinos más comunes son:

• Vacancias: Se producen por la ausencia de un elemento en la red. Pueden desplazarse libremente a lo largo de la red.
• Átomos intersticiales: Se presentan unidos a una vacancia, pues la formación de esta favorece la aparición de un átomo intersticial.
• Sustitución: Entrada en la red de un átomo diferente, pero de similar radio iónico que el que la compone. Pueden dar lugar a series isomorfas.
• Dislocaciones: Aparición de nuevas filas o planos de elementos en la red.

Las Rocas: Clasificación y Origen

Las rocas se clasifican según su origen en:

• Rocas ígneas: Proceden de la consolidación de una masa de rocas fundidas (magma). Se clasifican según el lugar de consolidación en:
  • Plutónicas: El magma consolida en profundidades a alta temperatura.
  • Volcánicas: El magma consolida en superficie.
  • Filonianas: El magma consolida en grietas por las que migró.
• Rocas metamórficas: Han sufrido grandes presiones y temperaturas, pero sin llegar a fundir.
• Rocas sedimentarias: Se forman a partir de sedimentos. Se clasifican en:
  • Detríticas: Formadas por fragmentos de otras rocas.
  • Químicas: Formadas por precipitados químicos.
  • Orgánicas: Formadas por restos de seres vivos.

Las rocas ígneas y metamórficas se agrupan en endógenas, y las sedimentarias en exógenas.

Ambientes Petrogenéticos

Los ambientes petrogenéticos son las condiciones en las que se forman las rocas. Los principales son:

• Ambiente magmático: Determinado por la existencia de magma en el interior de la Tierra. La aparición de minerales y rocas se da por la solidificación del magma al llegar a zonas de menor temperatura.
• Ambiente metamórfico: Determinado por el cambio de condiciones en el que tuvo lugar la génesis de una roca preexistente. Este cambio favorece la recristalización en un proceso metamórfico.
• Ambiente sedimentario: Los agentes geológicos producen sedimentos, ya sea por deposición o por precipitación. También intervienen los seres vivos. Los sedimentos, con el enterramiento, sufren un proceso de diagénesis que culmina con la formación de rocas sedimentarias.

El Ciclo de las Rocas

El ciclo de las rocas describe las transformaciones que pueden sufrir las rocas a lo largo del tiempo geológico:

1. Cualquier roca que alcance la superficie se meteoriza y erosiona.
2. Los sedimentos pueden sufrir el proceso de litificación y formar rocas sedimentarias.
3. Cualquier roca sometida a altas presiones y/o temperaturas sufre metamorfismo y se convierte en una roca metamórfica.
4. Si la temperatura asciende lo suficiente, la roca se funde y da lugar a un magma.
5. La consolidación de un magma da lugar a una roca ígnea.

Supereón Precámbrico

El supereón Precámbrico abarca desde la formación de la Tierra hasta hace aproximadamente 540 millones de años. Se divide en dos eones:

Eón Arcaico (4600 - 2500 millones de años)

• Se originó el campo magnético terrestre.
• Se formaron las primeras cortezas continentales.
• Tuvieron lugar los primeros fenómenos tectónicos.
• Apareció la hidrosfera.
• Aparecieron las primeras bacterias hace unos 3300 millones de años (heterótrofas) y posteriormente las primeras bacterias fotosintéticas.
• Al final de este eón aparecieron las primeras cianobacterias.
• La atmósfera aún carecía de oxígeno (O₂).

Eón Proterozoico (2500 - 540 millones de años)

• Hace 2000 millones de años, la atmósfera pasó a ser oxidante (con O₂) gracias a las bacterias fotosintéticas oxigénicas.
• Aumentó la concentración salina de los océanos.
• Aparecieron los primeros organismos unicelulares eucarióticos (protistas) – Teoría de la endosimbiosis de Margulis.
• Hace unos 1400 millones de años tuvo lugar un gran desarrollo de los estromatolitos.
• Al final del eón aparecieron organismos de cuerpo blando (esponjas, medusas, etc.) y tal vez ya existían algunas especies pluricelulares y líquenes.
• Con respecto a la tectónica global, al final del Precámbrico existía un único supercontinente que acabó rompiéndose en cuatro fragmentos.