{"id":13511,"date":"2023-03-29T09:32:24","date_gmt":"2023-03-29T09:32:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.icog.es\/TyT\/?p=13511"},"modified":"2023-03-31T08:14:56","modified_gmt":"2023-03-31T08:14:56","slug":"ni-las-rocas-ni-los-minerales-son-lo-que-parecen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.icog.es\/TyT\/index.php\/2023\/03\/ni-las-rocas-ni-los-minerales-son-lo-que-parecen\/","title":{"rendered":"Ni las rocas, ni los minerales, son lo que parecen.<\/strong>"},"content":{"rendered":"\n

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Rogelio Mel\u00e9ndez Tercero. Colegiado n\u00ba 601<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Introducci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Sin duda alguna muchas personas consideran muy dif\u00edcil de explicar la existencia de rocas fuertemente plegadas, pero a la vez tan firmes como el hormig\u00f3n. Se trata de un fen\u00f3meno, dif\u00edcil de entender. No obstante, desde el siglo XIX se han realizado experimentos que han contribuido a esclarecer porqu\u00e9 sucede esto. Por otra parte, es bien conocido que las rocas que hoy vemos en la superficie terrestre, estuvieron en un pasado m\u00e1s o menos remoto (en t\u00e9rminos de tiempo geol\u00f3gico) a una cierta profundidad , lo que supone que tanto la presi\u00f3n como la temperatura a la que estuvieron sometidas fue muy  superior a la que actualmente se hallan. En esas condiciones, las rocas hoy firmes pudieron fluir como la arcilla que modelan los alfareros, aunque deben hacerlo a velocidades mucho m\u00e1s lentas. El tiempo es un factor importante. No es lo mismo doblar una capa en unas horas que hacerlo en miles  o millones de a\u00f1os. Hace muchos a\u00f1os (Weaver y Griggs en los a\u00f1os 30 del siglo pasado por ejemplo), que incluso se han descrito ecuaciones matem\u00e1ticas que se\u00f1alan la importancia del tiempo. Como en muchos otros aspectos en la geolog\u00eda el tiempo es un elemento clave. Los humanos tendemos a usar como unidad de medida del tiempo, la escala de nuestra experiencia. Baste recordar que hasta el siglo XVIII, seg\u00fan indic\u00f3  por ejemplo I. Asimov en 1993(\u201dNueva gu\u00eda de la Ciencia\u201d), la mayor\u00eda de los eruditos  aceptaban con naturalidad que no s\u00f3lo la Tierra, si no incluso el Universo se hab\u00edan formado o mas bien creado hace unos 6 \u00f3  7 miles de a\u00f1os. Lorenzo Vilas Minondo (uno de mis antiguos profesores) en la lecci\u00f3n   inaugural del Curso Acad\u00e9mico 2004-2005, en la U. Complutense de Madrid, analiz\u00f3 este asunto. La lecci\u00f3n tiene por t\u00edtulo: \u201cEl tiempo en geolog\u00eda\u201d.<\/p>\n\n\n\n

No obstante y al margen de los anteriormente se\u00f1alado, est\u00e1 bien claro que a\u00fan considerando per\u00edodos de tiempo normales en la vida cotidiana (minutos, horas, d\u00edas\u2026)  y presiones y temperaturas a las que vivimos habitualmente los humanos, las rocas y los minerales no son, ni mucho menos, objetos tan r\u00edgidos como parecen. Tampoco tan compactos y uniformes.<\/p>\n\n\n\n

Elasticidad de las rocas y sus consecuencias.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Experimentos llevados a cabo en laboratorios, desde hace muchas d\u00e9cadas, han demostrado que una roca aparentemente firme (ver fig 1) en realidad se comporta como una goma de borrar de esas que utilizan los escolares. Como es sabido, cualquier roca sometida una presi\u00f3n (esfuerzo en t\u00e9rminos geol\u00f3gicos), se deforma y si ese esfuerzo no supera un cierto umbral, ocurre algo curioso y es que la roca vuelve a recuperar su forma inicial. En estos casos, ocurre que la deformaci\u00f3n es directamente proporcional al esfuerzo. La roca se comporta pues  como un cuerpo el\u00e1stico y no como un cuerpo r\u00edgido.<\/p>\n\n\n\n

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Fig.1.- Cuarcita procedente de una terraza fluvial, dadas sus caracter\u00edsticas.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Hay una relaci\u00f3n comprobada y medida que se expresa de modo matem\u00e1tico entre el esfuerzo y la deformaci\u00f3n. Es el llamado m\u00f3dulo de Young o m\u00f3dulo de elasticidad. Cada tipo de roca tiene uno propio. Por otra parte cualquier roca al ser comprimida o estirada en una direcci\u00f3n, experimenta una deformaci\u00f3n en las direcciones perpendiculares. La relaci\u00f3n entre esas deformaciones producidas en direcciones perpendiculares y de signo opuesto es el conocido por los ge\u00f3logos como coeficiente de Poisson. Al igual que el m\u00f3dulo de Young su magnitud ha sido medida en multitud de ocasiones.<\/p>\n\n\n\n

Podemos decir pues que una roca, en determinadas condiciones, se comporta como un muelle. Hace ya muchos a\u00f1os  que el comportamiento el\u00e1stico de las rocas, se expres\u00f3 de modo matem\u00e1tico, mediante una serie de f\u00f3rmulas, en mi opini\u00f3n bastante complejas, que en definitiva lo que expresan es que una roca se comporta (dentro de ciertos l\u00edmites), como lo har\u00eda por ejemplo una pelota de tenis (John G. Ramsay ,1977). Una forma, digamos pr\u00e1ctica, de comprobarlo sin necesidad de conocimiento geol\u00f3gico alguno, consiste en golpear fuertemente con una maza por ejemplo una roca (cuarcita) como la de la figura 1. Es f\u00e1cil comprobar que la maza rebota como si la roca fuese en realidad de goma.<\/p>\n\n\n\n

Ahora bien si el esfuerzo al que se somete a una roca, sobrepasa cierto limite la deformaci\u00f3n no se recupera. Se deforma como lo hace por ejemplo la plastilina. Obviamente tambi\u00e9n una roca se puede romper, pero esta circunstancia ya es de dominio p\u00fablico. No as\u00ed  el tema de la  elasticidad y la plasticidad. La plasticidad explicar\u00eda perfectamente los curiosos plegamientos que aparecen en multitud de lugares. En una roca hay un comportamiento el\u00e1stico, pero tambi\u00e9n uno pl\u00e1stico y por supuesto fr\u00e1gil. No obstante centrar\u00e9 la atenci\u00f3n en el comportamiento el\u00e1stico.<\/p>\n\n\n\n

Una roca a menudo se comporta de modo el\u00e1stico (es decir recupera su forma inicial al retirar el esfuerzo aplicado) tanto ante esfuerzo de cizalla, como ante esfuerzo normal que puede ser a su vez de compresi\u00f3n o de tracci\u00f3n. En el caso de esfuerzos de cizalla la deformaci\u00f3n es proporcional al esfuerzo y la constante que los relaciona es el modulo de rigidez o de cizalla, concepto que tiene cierta similitud con el modulo de Young.  Para describir la relaci\u00f3n entre el cambio de volumen de una muestra rocosa y el esfuerzo de tipo hidrost\u00e1tico al que es sometida, se utiliza tambi\u00e9n un n\u00famero llamado coeficiente de comprensibilidad.<\/p>\n\n\n\n

El hecho de que las rocas tengan un comportamiento el\u00e1stico tiene importantes consecuencias, entiendo que en varios aspectos. Como simple ejemplo, citar\u00e9 uno que es la transmisi\u00f3n de las ondas s\u00edsmicas a trav\u00e9s del terreno. Esta propagaci\u00f3n es la causante de graves da\u00f1os en amplias zonas de la superficie terrestre. Asimismo, en el interior de una mina el paso de las ondas s\u00edsmicas podr\u00eda provocar serios problemas. Hace ya muchos a\u00f1os que se han indicado f\u00f3rmulas matem\u00e1ticas, que relacionan la velocidad de las ondas primarias (P) con el modulo de comprensibilidad y con el de rigidez o cizalla. Si el valor de ambos m\u00f3dulos fuese cero, es f\u00e1cil de deducir a partir de esas f\u00f3rmulas que la velocidad de propagaci\u00f3n de las ondas s\u00edsmicas por el interior y por la superficie del terreno ser\u00eda nula, algo que por otra parte parece obvio, sin recurrir a f\u00f3rmulas matem\u00e1ticas.  Las ondas P son longitudinales y m\u00e1s r\u00e1pidas que las S que son transversales y cuya velocidad tiene asimismo una relaci\u00f3n matem\u00e1tica con el m\u00f3dulo de rigidez o de cizalla. Es l\u00f3gico que as\u00ed sea. Ambos tipos de ondas se propagan en un frente esf\u00e9rico a partir de un punto o de una zona.<\/p>\n\n\n\n

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Fig.2.- Probeta similar a las utilizadas para cuantificar el comportamiento de las rocas al ser sometidas a determinados esfuerzos.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Si las rocas no tuviesen un comportamiento el\u00e1stico, no habr\u00eda propagaci\u00f3n de ondas s\u00edsmicas a trav\u00e9s las mismas. Los terremotos podr\u00edan dar lugar a fallas o a deformaciones en el relieve, pero nada m\u00e1s. La energ\u00eda se emplear\u00eda toda ella en producir una falla (comportamiento totalmente fr\u00e1gil sin elasticidad alguna) o una deformaci\u00f3n (comportamiento totalmente d\u00factil) y no se generar\u00edan ondas s\u00edsmicas que har\u00edan vibrar a las rocas a enormes distancias del hipocentro. El modelo de generaci\u00f3n de movimientos s\u00edsmicos llamado rebote el\u00e1stico, ya conocido desde principios del siglo XX, s\u00f3lo tiene explicaci\u00f3n si se admite un movimiento de vibraci\u00f3n de las rocas que se va propagando, constituyendo as\u00ed lo que son las ondas s\u00edsmicas. A grandes profundidades (m\u00e1s de 20 km por ejemplo) la presi\u00f3n y temperatura hacen que la matera sea pl\u00e1stica y por tanto a esas profundidades las fallas son as\u00edsmicas, mientras que en superficie esas mismas fallas son s\u00edsmicas. (Luis I. Gonz\u00e1lez de Vallejo-Mercedes Ferrer-Luis Ortu\u00f1o-Carlos Oteo. 2005).<\/p>\n\n\n\n

L\u00f3gicamente, la elasticidad y la plasticidad de las rocas, s\u00f3lo se comprueba f\u00e1cilmente en los laboratorios. A simple vista no, ya que nos parecen totalmente r\u00edgidas. Es as\u00ed entre otros motivos porque se nos presentan como fragmentos de materia totalmente compactos, siempre que elijamos un tama\u00f1o libre de fisuras, diaclasas y otras discontinuidades visibles a simple vista. Un cristal de cuarzo o una pirita y multitud de otros minerales que tanto aprecian los coleccionistas aparentemente son masas continuas pero\u2026.aqu\u00ed tampoco la realidad es lo que parece.<\/p>\n\n\n\n

La estructura cristalina<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A partir del siglo XVIII ya se empez\u00f3 a sospechar, que los minerales estaban formados por diminutas part\u00edculas que se dispon\u00edan de forma ordenada, tal y como muestran lo textos mas elementales de geolog\u00eda (cristalograf\u00eda). En Espa\u00f1a, tenemos la costumbre de llamar cristal al vidrio. Incluso llamamos al cuarzo \u201ccristal de roca\u201d, como si fuese un vidrio natural cuando no lo es. El vidrio no tiene una estructura cristalina. Es amorfo y por tanto la denominaci\u00f3n de cristal no parece la mas adecuada.<\/p>\n\n\n\n

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Fig.3.- Un texto cl\u00e1sico para entender la estructura interna de rocas y minerales.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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A afectos did\u00e1cticos, se representan los \u00e1tomos formando  estructuras ordenadas de  diversos modos (sistemas cristalinos perfectamente conocidos por los ge\u00f3logos) y se dibujan como diminutas bolitas esf\u00e9ricas, que  est\u00e1n separadas unas de las otras. Ver figura 3. En realidad no existe tal separaci\u00f3n. Los \u00e1tomos considerados como diminutas esferas (de radio conocido) est\u00e1n en contacto y de hecho las capas m\u00e1s externas de un \u00e1tomo, a veces comparten alg\u00fan o algunos electrones que puede pertenecer tanto a un \u00e1tomo como a otro. Se tratar\u00eda de esferas empotradas unas en otras. En todo caso, es evidente que debe haber huecos entre esas \u201cesferas\u201d en contacto.<\/p>\n\n\n\n

No obstante, lo dicho ha de ser matizado. Como es bien sabido, los \u00e1tomos no son en modo alguno esferas con l\u00edmites definidos. Un \u00e1tomo tiene un cierto parecido con un sistema planetario. Cornelius S. Hurlbut Jr. (1974) autor de un conocid\u00edsimo libro de mineralog\u00eda habla del \u201cmodelo planetario\u201d de los \u00e1tomos. Por si esto no fuese ya suficiente, hay que tener en cuenta (principio de incertidumbre de Heissenberg) que no es posible determinar la posici\u00f3n de un electr\u00f3n que se esta moviendo en torno al n\u00facleo, del mismo modo que determinamos la posici\u00f3n de un autom\u00f3vil o de un planeta. Lo \u00fanico que se puede determinar es la forma y las medidas de la llamada nube de probabilidad. Es este un espacio f\u00edsico tridimensional en torno al n\u00facleo del \u00e1tomo, que se\u00f1ala la probabilidad en cada una de sus partes de hallar un electr\u00f3n buscado. La ecuaci\u00f3n de Schr\u00f6dinger indica la probabilidad de hallar un electr\u00f3n en un espacio dado. Las zonas de probabilidad m\u00e1xima, se encuentran a distancias del n\u00facleo, que coinciden  con los radios de las \u00f3rbitas explicadas por  Bohr.<\/p>\n\n\n\n

Pero aqu\u00ed no termina todo. Resulta que los \u00e1tomos no ocupan posiciones fijas. Est\u00e1n vibrando continuamente (Cornelius S. Hurlbut Jr. (1974)  a cualquier temperatura. Estas vibraciones se producen sin que los \u00e1tomos reciban impulso alguno del exterior. Las posiciones at\u00f3micas que el cristal\u00f3grafo determina son por tanto posiciones medias.<\/p>\n\n\n\n

Otro asunto muy importante, es el hecho de que el \u00e1tomo sea en su conjunto un espacio que adem\u00e1s de tener l\u00edmites poco definidos, es b\u00e1sicamente un espacio vac\u00edo. La materia se concentra pr\u00e1cticamente toda ella en el n\u00facleo, pero los electrones est\u00e1n a tales distancias del n\u00facleo que se ha calculado que a muchos efectos el 99% \u00f3 quiz\u00e1 m\u00e1s del \u00e1tomo es un espacio vac\u00edo. Un ejemplo muy ilustrativo a este respecto lo hall\u00e9 en un libro de qu\u00edmica antiguo, (\u201cQu\u00edmica General \u201c de Juan Sancho G\u00f3mez. A\u00f1o 1967), al se\u00f1alar que si un \u00e1tomo fuese una esfera de 200 metros de radio, el n\u00facleo del mismo ocupar\u00eda el tama\u00f1o de una cereza. Por otra parte se ha se\u00f1alado C.S. Hurlbut Jr.(1974), que la masa de un electr\u00f3n es solamente  1\/1850 de la el n\u00facleo m\u00e1s ligero.<\/p>\n\n\n\n

Por todo ello es inevitable que surja una pregunta. Si la materia es pr\u00e1cticamente hueca, \u00bfporqu\u00e9 no se puede atravesar?. Las ramas de un \u00e1rbol por ejemplo se cruzan sin m\u00e1s  con las de otros pr\u00f3ximos, dos escuadrillas de aviones en formaci\u00f3n pueden cruzarse perfectamente e incluso las bandadas de p\u00e1jaros pueden tambi\u00e9n hacerlo sin problema. La respuesta m\u00e1s convincente que he o\u00eddo, debi\u00f3 hallarse ya en el siglo XIX gracias (seg\u00fan cuenta I. Asimov) principalmente a Michel Faraday y J.C. Maxwell. Es la actuaci\u00f3n de fuerzas a distancia. Campos de fuerza.<\/p>\n\n\n\n

Faraday y los campos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Hasta el siglo XVIII la visi\u00f3n mecanicista del universo, consideraba que un cuerpo influ\u00eda sobre otro a trav\u00e9s del contacto. Una piedra mov\u00eda a otra solo cuando chocaba con ella. Sin embargo desde hac\u00eda siglos hab\u00eda fundadas razones, para considerar la acci\u00f3n de fuerzas a distancia. Los imanes conocidos desde la \u00e9poca de los griegos (Tales de Mileto) y las leyes gravitatorias mostraban, que no hac\u00eda falta el contacto de la materia y que un cuerpo pod\u00eda influir en otro desde la distancia. Gracias a los estudios de Faraday y Maxwell, se puso de manifiesto que para la una masa empuje a otra no hace falta que ambas colisionen y adem\u00e1s se realiz\u00f3 la correspondiente formulaci\u00f3n matem\u00e1tica (ecuaciones de Maxwell).<\/p>\n\n\n\n

El contorno de un \u00e1tomo est\u00e1 rodeado por una nube de electrones que generan un campo electromagn\u00e9tico, un campo de fuerza. Cuando dos objetos (dos rocas) se aproximan los campos de fuerza de los \u00e1tomos de sus superficies, se empujan aunque la materia en si es decir los electrones y el n\u00facleo de los \u00e1tomos no se toquen para nada. El campo de una roca es el que empuja al de la otra haciendo que se mueva. En base a esta idea y aunque en la vida cotidiana hablamos chocar o tocar, lo que choca o se toca son campos de fuerza y no la materia. Asimov y siguiendo su habitual l\u00ednea de explicaciones did\u00e1cticas, escribi\u00f3 que \u201ccuando empujamos una barca o tiramos de una cuerda no tocamos en realidad nada s\u00f3lido.\u201d Aprovechamos los campos electromagn\u00e9ticos de nuestra mano y la cuerda. Parece incre\u00edble pero\u2026<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo  se\u00f1alo que si hay un caso (al menos) en el que la materia colisiona. Sucede, por ejemplo, cuando se  rompe el n\u00facleo de un \u00e1tomo al chocar con un neutr\u00f3n. Pero este ya es otro tema y un asunto singular adem\u00e1s de espinoso por sus consecuencias.<\/p>\n\n\n\n

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REFERENCIAS BIBLIOGR\u00c1FICAS<\/em><\/p>\n\n\n\n

AMOR\u00d3S J. L. El cristal<\/strong> Ed. Urania S.A. ISBN: 84-85218-03-5. Barcelona 1975.<\/a><\/p>\n\n\n\n

<\/a> ASIMOV I. Grandes ideas de la ciencia<\/strong><\/a>.<\/em><\/strong> ISBN 84-206-9956-X Alianza Editorial. Madrid 1994.Pag. 52 y sigtes.<\/p>\n\n\n\n

CORNELIUS S. HURLBUT, J. Manual de mineralog\u00eda de Dana. <\/strong>Ed. Revert\u00e9 S.A. A\u00f1o 1974.<\/p>\n\n\n\n

 GONZ\u00c1LEZ DE VALLEJO LUIS I.-FERRER M.- ORTU\u00d1O L.- OTEO C. ingenier\u00eda geol\u00f3gica<\/strong><\/a>Madrid 2005. ISBN 84-205-3104-9 Pearson Educaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

 GRIFFITHS D.H.- KING R.F. Geof\u00edsica aplicada, para ingenieros y ge\u00f3logos.<\/strong> Ed. PARANINFO Madrid 1972.<\/p>\n\n\n\n

RAMSAY J.G. Plegamiento y fracturaci\u00f3n de rocas<\/strong>. H. Blume Ediciones. Madrid 1977.<\/p>\n\n\n\n

VILAS MINONDO L. El tiempo en geolog\u00eda.<\/strong> ISBN 84-6888082-5. Lecci\u00f3n inaugural del Curso Acad\u00e9mico 2004-2005. Madrid.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Sin duda alguna muchas personas consideran muy dif\u00edcil de explicar la existencia de rocas fuertemente plegadas, pero a la vez tan firmes como el hormig\u00f3n. Se trata de un fen\u00f3meno, dif\u00edcil de entender. No obstante, desde el siglo XIX se han realizado experimentos que han contribuido a esclarecer porqu\u00e9 sucede esto. Por otra parte, es bien conocido que las rocas que hoy vemos en la superficie terrestre, estuvieron en un pasado m\u00e1s o menos remoto (en t\u00e9rminos de tiempo geol\u00f3gico) a una cierta profundidad , lo que supone que tanto la presi\u00f3n como la temperatura a la que estuvieron sometidas fue muy\u00a0 superior a la que actualmente se hallan.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":13516,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"tdm_status":"","tdm_grid_status":"","footnotes":""},"categories":[1509],"tags":[],"class_list":{"0":"post-13511","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-tt-61"},"yoast_head":"\r\nNi las rocas, ni los minerales, son lo que parecen. - Tierra y Tecnolog\u00eda<\/title>\r\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\r\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.icog.es\/TyT\/index.php\/2023\/03\/ni-las-rocas-ni-los-minerales-son-lo-que-parecen\/\" \/>\r\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\r\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\r\n<meta property=\"og:title\" content=\"Ni las rocas, ni los minerales, son lo que parecen. - Tierra y Tecnolog\u00eda\" \/>\r\n<meta property=\"og:description\" content=\"Sin duda alguna muchas personas consideran muy dif\u00edcil de explicar la existencia de rocas fuertemente plegadas, pero a la vez tan firmes como el hormig\u00f3n. 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