Els Minerals i les Roques

Els Minerals

Si mirem les roques de la Terra de prop, podem veure que aquestes estan compostes per cristalls més o menys grans. Els minerals són substàncies sòlides i inorgàniques que s'originen de forma natural i que tenen una composició química i estructura definides. Tots els minerals estan compostos per elements químics. Els que sols tenen un element estan en estat pur, com els elements natius com l'or (Au), la plata (Ag) i el sofre (S). En canvi, la majoria de minerals estan formats per més d'un element, com per exemple el quars (SiO₂).

Menes i Utilitats

Quan un mineral conté un metall explotable econòmicament es tracta d'una mena. Altres minerals s'utilitzen en diversos camps com la sal (alimentació), la calcita (construcció) o els diamants (ornamentació).

Formació

Hi ha molts processos que formen minerals, encara que quatre són els principals:

• Cristal·lització: és la formació pel refredament d'un magma.
• Sublimació inversa: és la formació a partir de vapors emesos per volcans, com per exemple el sofre.
• Evaporació: és la precipitació de sals en dissolució per evaporació de l'aigua, com la sal comuna.
• Metamorfisme: és la formació per alteracions de minerals ja formats degut a condicions extremes de pressió i temperatura.

Identificació

Hi ha uns 4000 minerals diferents, per la qual cosa no és fàcil identificar-los.

Característiques

• Forma: la forma que mostren els cristalls de cada espècie pot ser acicular (agulla), laminar (làmines), dendrítica (ramificat) o massiva (irregular).
• Color i brillantor: el color és una propietat útil per a reconèixer els minerals que tenen una tonalitat característica, però la majoria de minerals poden tenir diversos colors depenent de les impureses que tinguin. La brillantor és l'aspecte de la superfície d'un mineral al reflectir la llum. Pot ser metàl·lica si brilla com els metalls, vítria si brilla com el vidre, sedosa com la seda, resinosa com la resina i mat si no brilla.
• Duresa: La duresa d'un mineral és la resistència que ofereix a ser ratllat per un altre mineral o objecte. Per a mesurar la duresa utilitzem l'escala de Mohs. Està composta per deu minerals des del talc fins al diamant: sense duresa (1 i 2), tous (3 a 5), durs (6 i 7) i molt durs (8 a 10).
• Tenacitat: La tenacitat és la resistència que ofereix un mineral a trencar-se. Si es fragmenta amb facilitat és fràgil, en cas contrari diem que és tenaç.

Les Roques

Les muntanyes, les valls i tota la litosfera estan formades per roques. Aquestes, al seu torn, estan formades per minerals, normalment per més d'un, però també podem trobar algunes formades per un únic mineral com per exemple les roques calcàries que sols tenen calcita.

Tipus

Les roques són diferents depenent de l'origen que tinguin. Podem diferenciar-ne tres:

• Roques sedimentàries: es formen per compactació (litificació) dels sediments dipositats en les conques de sedimentació.
• Roques magmàtiques: formades a partir del refredament del magma.
• Roques metamòrfiques: són l'alteració de qualsevol roca degut a canvis forts en les condicions de pressió i temperatura.

Meteorització

La meteorització és la destrucció i alteració de les roques de la superfície de la Terra per l'acció de l'atmosfera mitjançant processos físics i químics. Les roques es degraden degut a processos físics com la calor i el fred, i de vegades també es deu a processos químics entre les roques i els components de l'atmosfera, sobretot l'aigua i el CO₂. La meteorització actua lentament però de forma molt efectiva, desfent amb el pas del temps grans extensions rocoses, muntanyes... La seva importància és major o menor depenent del tipus de roca i del clima.

Meteorització Física

Molt efectiva en climes extrems, on hi ha temperatures molt altes o baixes, així com fortes oscil·lacions d'aquestes.

• Climes molt freds: la congelació de l'aigua en les fractures de les roques fa pressió en elles i les trenca (gelifracció). (Dibuix 1)
• Climes desèrtics: La variació de la temperatura del dia i la nit és molt forta. Al llarg del dia la calor dilata les roques, i per la nit el fred les contrau. Com que les roques són rígides, de vegades no suporten aquests canvis i es fracturen (expansió diferenciada).

Meteorització Química

L'aigua de la pluja, juntament amb elements que formen part de l'atmosfera com el CO₂, reaccionen amb les roques, desfent-les i convertint-les en materials que són transportats lluny per les aigües. Aquest tipus de meteorització té més repercussió en climes humits amb gran quantitat de pluja, com són els equatorials. Aquest fenomen és més important en zones urbanes i industrialitzades, ja que la gran quantitat d'elements químics que hi ha a l'atmosfera fa que la pluja es carregui d'aquests elements, que reaccionen amb gran violència amb les roques (mal de pedra). (Dibuix 2)

Exemples

• Hidròlisi: és la reacció de l'aigua amb les roques granítiques, que es descomponen en materials més petits.
• Carbonatació: és la reacció de l'aigua carregada de CO₂ que dissol les roques calcàries i produeix els paisatges càrstics.

Estrats

Les roques meteoritzades, que s'alteren i es trenquen, i els fragments resultants d'aquest fenomen (sediments) s'acumularan en les conques sedimentàries formant estrats. Cada estrat té una composició diferent depenent del tipus de sediments que s'ha dipositat. (Dibuix 3)

Roques Sedimentàries

Són roques que es formen a partir de l'acumulació de sediments que s'enfonsen després de la meteorització i el transport. Conforme s'enfonsen en la Terra augmenta la pressió i es formen les roques sedimentàries en forma d'estrats (litificació).

Tipus

• Detrítiques: el resultat de la unió de fragments d'altres roques (conglomerat).
• Origen fisicoquímic: originades per la precipitació de substàncies sòlides dissoltes en líquids (sal).
• Origen orgànic: formades a partir de restes d'éssers vius morts (carbó, petroli).

Combustibles Fòssils

El carbó i el petroli són roques sedimentàries d'origen orgànic de gran importància degut a la seva utilitat com a combustible.

Formació

• Carbó: es va formar per l'acumulació de vegetals morts en regions pantanoses i l'alteració que van exercir els bacteris. (Dibuix 4)
• Petroli: es va formar per l'acumulació de plàncton marí mort en zones poc profundes i l'alteració que van exercir els bacteris també. (Dibuix 5)

Roques Magmàtiques

Es formen a partir del magma que, degut a la seva baixa densitat, tendeix a pujar cap a la superfície, originant les roques magmàtiques.

• Plutòniques: el magma es solidifica abans d'eixir a l'exterior, formant roques a l'interior de l'escorça. Es formen quan, en aproximar-se a l'exterior, baixa la temperatura i es solidifica.
• Volcàniques: per la solidificació del magma a l'exterior de l'escorça, també formades per una baixada de la temperatura. (Dibuix 6)

El Cicle de les Roques

Al igual que l'aigua i molts elements químics, les roques també tenen el seu cicle, condicionat pels agents geològics externs i interns. Aquests agents també determinen l'aspecte, la composició i l'estructura de la Terra. Aquest cicle és un procés lent i continu pel qual unes roques es modifiquen per a formar-ne unes altres.

Processos

• Litificació: procés mitjançant el qual els sediments, degut a l'augment de la pressió, es transformen en roques sedimentàries.
• Metamorfisme: si les roques segueixen enfonsant-se en la Terra, augmentarà la pressió i la temperatura i, en un procés anomenat metamorfisme, es transformen en roques metamòrfiques amb distinta composició química o estructural.
• Fusió: si segueixen enfonsant-se, augmenta encara més la temperatura, arribant les roques a la fusió i convertint-se en magma.
• Solidificació: el magma retorna a l'exterior ascendint pels volcans. Quan ix fora, mitjançant la solidificació es formen roques magmàtiques. Aquestes, quan siguin meteoritzades, formaran sediments que tornaran a començar de nou el cicle. (Dibuix 7)