Locos por la Geología

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Este trabajo debe citarse como:

Zahn, E.; Argüello, G.L.; Sanabria, J. 2014. Análisis mineralógico de arenas y granulométrico en perfiles de suelos y paleosuelos de pampas de altura, Departamento de Punilla, Provincia de Córdoba, Argentina. XIX Congreso Geológico Argentino. Córdoba, Junio de 2014. En CD.

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Esta cartera estaba en el catálogo de asos.com hace muchos años. Como ya no aparece en él, la subo como una nota de color, porque en su momento fue una idea muy creativa.  ¿No lo creen? Como no quiero desaprovechar la oportunidad de meter algo de Geología, les cuento que el dino que parecen haber querido representar podría ser un estegosaurio, del que ya vendrá un post específico. Y espero que no aparezcan los pedantes eruditos de siempre, pretendiendo discutir la taxonomía de una simple fantasía de la moda. ;D ; tal como ya lo hicieron con el dibujito animado de Sid y de Gliptoboy.

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leer ése antes de internarse en el de hoy.

La semana pasada respondí a las siguientes preguntas:

¿Qué se entiende por diferenciación magmática?

¿Cómo es que cambian las características de la mezcla fundida?

¿Hay objeciones y nuevas aproximaciones a esta explicación?

A partir de allí retomamos hoy con las restantes.

¿Alcanza la diferenciación magmática para explicar la gran variedad de rocas ígneas que existe?

Tal como adelanté en la pregunta final de la semana pasada, se requiere al menos algún proceso que complemente lo ya analizado hasta allí, para dar cuenta de la gran cantidad de rocas diferentes que se originan esencialmente en el conjunto de los procesos ígneos.

¿Qué proceso complementa a la diferenciación?

Así como dijimos que desde un mismo magma se podían formar diferentes rocas (diferenciación) también puede ocurrir que diversas rocas aporten elementos a un magma preexistente, con lo cual su composición cambia y da lugar a otra variedad de rocas, distintas de las que inicialmente cabía esperar.

Ese proceso en el que la composición magmática cambia debido a la incorporación de material extraño, no necesariamente ígneo en origen, se denomina asimilación, y no sólo complementa a la diferenciación sino que casi podría pensarse como su opuesto.

Durante su ascenso, pero todavía en ambientes profundos, el magma puede con su elevada temperatura fundir y «digerir» (asimilar) algunas de las rocas con las que se encuentra en el camino hacia la superficie. Por supuesto, para eso deben darse las condiciones requeridas para la fusión, que ya hemos analizado antes.

También puede suceder que un cuerpo magmático cruce su camino con otro diferente y al mezclarse ambos generar una composición diferente a la original, o a la correspondiente a la etapa de la serie de reacción en que cualquiera de ellos se encuentre en ese momento.

¿Qué es un xenolito?

Cuando el magma ya se encuentra en una situación próxima a la superficie, donde las fracturas son comunes, el ascenso de magma inyectándose en la roca de caja, puede llegar a romper bloques de roca que son incorporados al propio cuerpo magmático. Si éste ya no tiene la temperatura necesaria para fundir la roca que ha caído en él, simplemente queda como un cuerpo extraño, que se verá como la figura que ilustra el post, cuando todo el magma que lo incluye se haya solidificado a su alrededor.

El término xenolito deriva del griego, en el cual xénos (ξένος) significa «extraño» y líthos (λίθος) se traduce como piedra. Es en definitiva, una «piedra extraña» dentro de un cuerpo ígneo de otra composición.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Como ya estamos avanzando en la Tectónica Global, debo detenerme un momento para aclarar algunos conceptos que nos serán necesarios para comprender todo el tema de manera más completa.

Por eso hoy hablaremos de dos procesos opuestos y complementarios: la diferenciación magmática y la asimilación. Como el tema es extenso, dividiré el post en dos partes. Hoy veremos los siguientes puntos:

¿Qué se entiende por diferenciación magmática?

Ya hemos visto con anterioridad el tema de la Serie de reacción de Bowen, que indica que hay una secuencia natural de solidificación para los materiales que originalmente se encuentran fundidos en un magma, y que formarán minerales según un orden bien establecido en función de sus puntos de fusión decrecientes. Una vez formados, siguen reaccionando con la mezcla, para crear nuevos minerales estables en el nuevo entorno de presión y temperatura.

Uno podría esperar que dado el tiempo suficiente, todos los elementos presentes en el magma terminarían conformando rocas de composición semejante.

Sin embargo, desde el mismo magma pueden, en sucesivas erupciones aparecer rocas volcánicas muy diferentes, y aun los intrusivos originados pueden presentar litologías diferentes.

Se habrán dado cuenta entonces de que ése es precisamente el proceso de diferenciación magmática. Y de él vamos a ocuparnos ahora. Para decirlo brevemente, es el proceso por el cual, desde un mismo magma se generan roca diferentes en su composición.

¿Cómo es que cambian las características de la mezcla fundida?

Los primeros minerales en cristalizar, como ya expliqué en el post en que presenté la serie de reacción, son los de alto punto de fusión, que dan origen a rocas denominadas máficas, pues tienen gran abundancia de Mg y Fe. Los últimos, de bajo punto de fusión, originan rocas félsicas en las que dominan los feldespatos y la sílice.

Pero, en lugar de terminar siendo todas las rocas de este último tipo, las máficas son bastante abundantes. ¿Por qué no llegan a reaccionar hasta ser félsicas? La primera explicación fue que los primeros compuestos dejan de reaccionar con la mezcla residual porque se separan de ella, y la primera causa esgrimida para esa separación fue la denominada sedimentación cristalina, que es muy lógica ya que los primeros minerales de la serie son más densos que el magma y tienden a hundirse en la cámara, donde permanecen en estado sólido.

Sin embargo, muchas rocas máficas llegan a la superficie, lo que puede ocurrir porque se van solidificando en el camino de ascenso a favor de las fracturas de las rocas circundantes, y en algún momento alcanzan la superficie o son descubiertas posteriormente por ascenso tectónico y consecuente erosión.

Estos procesos pueden ocurrir en cualquier etapa de la evolución del magma, con lo cual se produce la diferenciación magmática que genera primero magmas químicamente distintos, y desde ellos una gran variedad de rocas ígneas, tal como se ilustra en la figura que encabeza el post. En ella se observa en el esquema A, un cuerpo magmático con actividad ígnea asociada que genera rocas con una composición similar a la del magma inicial. En B, después de un tiempo, la cristalización y la sedimentación acompañante modifican tanto la composición del magma restante, como la de las rocas resultantes, proceso que se acentúa en C.

¿Hay objeciones y nuevas aproximaciones a esta explicación?

Dos fueron las principales objeciones al modelo inicial de diferenciación magmática basado en sólo los dos mecanismos mencionados hasta aquí, es decir la sedimentación cristalina y la separación por ascenso a lo largo de fracturas.

Esas objeciones fueron, en primer lugar, que el descenso de los cristales ya sólidos en el seno de un magma viscoso, hasta alcanzar el fondo de la cámara sería tan lento que se requerirían muchos millones de años para formar una roca máfica de cierto tamaño. Es por eso que se investigaron otros mecanismos que pudieran segregar los primeros minerales de la serie ya cristalizados, impidiendo que se transformaran en los que les siguen en la secuencia.

Esos mecanismos, además de los mencionados, fueron:

• En una misma cámara magmática la velocidad del enfriamiento no es homogéneo, ya que depende de determinadas condiciones que ya les he relatado en otro post. Eso implica que en determinadas partes de la cámara pueden permanecer fundidos materiales que ya han solidificado en otras.
• También lo inverso es cierto. Grandes masas de rocas pueden fundirse sólo parcialmente en determinadas etapas de su evolución, con lo cual son posibles diferentes composiciones originales como punto de partida del proceso general, y por ende las rocas resultantes también pueden variar en el tiempo. Las razones por las cuales los materiales se funden también fueron explicadas en otro post, y es obvio que en un gran volumen, los puntos críticos de fusión pueden no alcanzarse en el mismo momento geológico.
• Algunos magmas resultan inmiscibles químicamente, y al no mezclarse, cada uno de ellos sigue su propio camino de generación de rocas, con puntos de partida diferentes.
• Algunos magmas que sí se mezclan entre sí, al hacerlo en diferentes momentos pueden complicar todo el curso de la serie de reacción.

La gran conclusión es casi obvia, cada cámara magmática constituye un sistema complejo, con lo cual un modelo lineal no puede explicarlo todo.

La segunda objeción es con relación al origen de los granitos, ya que en el modelo inicial, cabría esperar que bajo un cuerpo granítico extenso, existiera el cuerpo máfico resultante de la sedimentación cristalina de la que hablamos al comienzo. Esto no pudo probarse, salvo en casos muy puntuales.

De allí que se recurriera a otras explicaciones para justificar la existencia de los enormes volúmenes de granito sin relación comprobable con mafitos subyacentes. Esas explicaciones fueron:

• Siendo las áreas subductivas las más proclives a fundir rocas, no debe perderse de vista que en ellas hay un descenso de materiales litosféricos que incluyen sedimentos, metamorfitas y eventualmente también vulcanitas preexistentes, cuya fusión genera nuevamente sistemas muy complejos.
• En el ascenso de materiales magmáticos, habrá siempre un cierto grado de contaminación con los materiales con los que se encuentra en su camino a la superficie, lo cual nos lleva a las preguntas que responderé la semana próxima y que son las siguientes:

¿Alcanza la diferenciación magmática para explicar la gran variabilidad de rocas ígneas que existe?

¿Qué proceso complementa a la diferenciación?

¿Qué es un xenolito?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de:

Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K. (1999). «Ciencias de la Tierra». Prentice Hall, Madrid. 616 Pág.

En este post nos encontraremos con el contexto general que interrelaciona los procesos de modelado del paisaje entre sí. Es un intento de esquematizar uno de los sistemas más complejos que se puedan imaginar, de modo que habrá algunas simplificaciones absolutamente necesarias, pero que no debemos perder de vista que lo son.
En algunos casos ya he conversado con ustedes sobre determinados agentes y procesos, de modo que este post servirá de repaso.

En otros temas, de los que aún no hemos hablado, la función de este aporte será preparatoria, y servirá para darles el marco general a los procesos que más adelante vamos a discutir en detalle.
Encontré este diagrama de flujo entre los slides de antiguas presentaciones, y me pareció muy interesante subirlo al blog, aunque debo aclarar que fue tomado de una vieja lámina en cartulina que circulaba en la Escuela de Geología de Río Cuarto, e ignoro quién es el autor del original.
Por supuesto, hay modificaciones mías, sobre todo en el agregado de algunas flechas que me parecieron importantes para conectar fenómenos que en el original aparecían menos integrados.

¿Cómo interpretar este diagrama?

El diagrama está construido según las siguientes pautas:

• Mirando al pie de la figura ven una flecha que conecta todo y que representa el tiempo. Apunta en ambas direcciones porque los procesos pueden moverse de un lado al otro en ciclos casi siempre cerrados y bastante repetitivos.
• Las dos llaves horizontales indican las fuentes de energía involucradas. Arriba la energía externa, procedente del calor solar. Abajo la energía térmica del interior de la Tierra, de cuya producción ya hemos hablado antes.
• En el lado derecho y arriba se observa cómo los agentes externos causan los procesos exógenos que pueden generar un relieve primario. Un ejemplo podría ser una cubierta loéssica.
• Del mismo lado, y procediendo desde abajo, es decir del interior de la Tierra, se ve cómo los procesos endógenos conforman una litología y una estructura que definen también un relieve primario, como podría ser un afloramiento granítico, una colada volcánica, etc.
• Todo el sector izquierdo indica procesos y relaciones que modifican ese relieve primario generando sistemas estables o inestables que se relacionan también entre sí.
• Si volvemos a mirar el vector tiempo, con sus dos sentidos, el ciclo se cierra ya que cada uno de los lados puede correrse hacia el otro extremo en el transcurso de siglos, milenios o miles de milenios. Ocasionalmente también se suman algunos fenómenos casi instantáneos que no podemos ignorar. Ejemplos son erupciones, sismos, avalanchas, etc.

¿Qué ocurre a partir de los fenómenos endógenos?

Si bien se entiende que el propio diagrama ya lo expresa, repasemos que todos los fenómenos que tienen lugar en profundidad, de los que ya hemos analizado los que se generan en el magma, pero que también incluyen el metamorfismo y las transiciones, construyen las rocas y las estructuras, que según dije más arriba constituyen una forma posible de relieve primario.

¿Qué ocurre a partir de los fenómenos exógenos?

Los agentes exteriores: atmósfera, hidrósfera y biósfera interactúan (como señalan las flechitas que van y vienen) generando los procesos de meteorización y de erosión que producen nuevos materiales a los que denominamos sedimentarios, que son también un relieve primario.

Cualquiera sea el origen dominante del relieve primario, vemos que llegan a él flechas desde arriba y desde abajo, porque los dos subsistemas no están aislados uno de otro y se modifican y condicionan mutuamente.

¿Qué sucede con el relieve primario?

Ya sea de origen dominantemente endógeno, dominantemente exógeno, o lo que es más corriente, resultante de convergencia de causas, el relieve primario (nos corremos a la izquierda en el diagrama) se ve modelado por todos, casi todos o sólo algunos de los mismos agentes que antes le dieron origen. En determinadas circunstancias, la modificación llega a ser tan intensa que ya se generan formas secundarias con características propias muy diferentes del relieve primario.

Ese relieve, ya modificado, puede tener una relación estable o no con las condiciones del medio, tal como lo indican las flechas. Si ese sistema es estable y permanece como tal un tiempo suficiente, se instala en él la pedogénesis, del modo en que lo expliqué con detalle en el post sobre biostasia y rexistasia.

En algún tiempo, sin embargo, las propias modificaciones que los procesos inducen en el ambiente, o eventos aleatorios, o intervenciones antrópicas, o la suma de todo eso, pueden poner el sistema en condición inestable, con lo que se instala la morfogénesis. Como expliqué en el post que he linkeado más arriba, esas situaciones pueden convertirse la una en la otra.

Es decir un sistema estable pasa a inestable y viceversa, y donde reina la pedogénesis se marcha hacia la morfogénesis y viceversa.

¿Qué son las formas secundarias y cómo evolucionan?

Como bien sntetizan las flechas, las formas secundarias también pueden constituir sistemas estables o inestables, y en cada una de las situaciones, se reproduce la evolución que ya hemos explicitado en el caso del relieve primario, prístino o modelado.

Ojalá puedan seguir y comprender bien el diagrama de flujo, porque eso los preparará para una mirada más holística del paisaje,

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.