Litología: historia, qué estudia, tipos de rocas
La litología es la rama de la geología que estudia las rocas, incluyendo su origen, edad, composición, estructura y distribución en la Tierra. En general los términos litología y petrología se consideran sinónimos, aunque algunos autores establecen ciertas diferencias.
Tanto la litología como petrología tiene sus orígenes en la antigüedad, con aportes de griegos, chinos y árabes entre otras civilizaciones. En el mundo occidental destacan los aportes de Aristóteles y sobre todo de su discípulo Teofrasto con su obra Sobre las rocas.
Esta obra es reconocida como el punto de inicio de la mineralogía y la litología en Occidente. La litología terminó de consolidarse con los trabajos de diversos investigadores en el siglo XIX.
Esta disciplina clasifica las rocas a partir del estudio de sus propiedades físicas y químicas, así como de los procesos que les dan origen. Así, establece tres grandes tipos de rocas, que son las ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Índice del artículo
La historia de la litología como disciplina científica esta estrechamente vinculada a la geología y esta a la geografía. Los antiguos griegos no separaban el estudio de la composición rocosa y estructura de las capas terrestres (geología), del estudio del paisaje y relieve (geografía). Los aportes más relevantes en la antigüedad son los de Aristóteles con sus descripciones de minerales y rocas.
Sin embargo, fue Teofrasto (372-287 a. C.), discípulo de Aristóteles, con su obra Peri liton (Sobre las rocas), quien sentó las bases de la litología. En ella describió los tipos de mármoles y las calizas, siendo el trabajo de referencia en el mundo occidental por 2.000 años.
Paralelamente hubo aportes en otras culturas, como los estudios de Shen Kuo (1031-1095) en la China imperial. En tanto que en el mundo árabe, estudiosos como Avicena (981-1037) profundizaron los aportes de los griegos.
En el siglo XVIII se consolida la geología como ciencia y con ella la rama que estudia las rocas o piedras, la litología o petrología. Sin embargo, la litología ya aparecía como disciplina definida en el siglo XVII con la polémica entre plutonistas y neptunistas.
En este debate unos investigadores sustentaban que todas las rocas se formaron de sedimentos en un antiguo océano universal. A estos se les denominó neptunistas en alusión a Neptuno, dios de los océanos, y su mayor exponente fue Abraham Werner.
Mientras que otros señalaban que las rocas se originaron de los volcanes, por lo que se les llamó plutonistas, por el dios del fuego Plutón. De estos su máximo exponente fue James Hutton (1795), quien estableció el origen de las rocas ígneas a partir del magma.
Hutton es reconocido como el padre de la geología moderna a raíz de su obra Theory of the Earth (Teoría de la Tierra). Más tarde, en el siglo XIX siguieron los estudios de investigadores como Hall (1805 y 1826) y Levy (1894).
El primero estableció la litología o petrología experimental y el segundo estudió en detalle el granito. Otro avance fue el empleo del microscopio de luz polarizada para el estudio de rocas por Sorby (1858) y Zickel (1870).
También destacan los estudios de la química de los magmas realizados por Bunsen (1851), quien estableció dos tipos de rocas ígneas, ácidas y básicas. Y así hasta la litología contemporánea con el empleo de potentes microscopios y diversas técnicas para el estudio estructural, químico y mineralógico de las rocas.
Aunque en general los términos litología y petrología se consideran sinónimos, hay quienes establecen sutiles diferencias. En este caso, el término litología se refiere al estudio de la composición rocosa de un área definida, es decir los tipos de rocas presentes. Mientras que petrología se restringe al estudio de cada tipo de roca en particular.
Según los que los consideran términos separados, estudiar la secuencia de rocas que aparecen en un área determinada sería litología. En tanto que estudiar la composición de minerales de una roca específica sería petrología. Para aquellos que las consideran sinónimos, la litología o petrología abordaría todos estos aspectos.
La litología o petrología se encarga del estudio de las propiedades físicas y químicas de las rocas (agregados minerales), incluyendo su composición química y su mineralogía. De igual forma, su estructura o como se arreglan entre sí sus distintos componentes.
Asimismo, aborda aspectos cronológicos (origen y la edad de las rocas), incluyendo los procesos que dan origen a las rocas, además de su clasificación en distintos tipos según diversos criterios.
Las rocas que se encuentran en la corteza terrestre se clasifican de acuerdo a los procesos que les dieron origen. Esto forma tres grandes clases de rocas posibles, las ígneas, las sedimentarias y las metamórficas.
Las rocas ígneas se forman al enfriarse el magma (material fundido que constituye el manto terrestre), mezcla de roca fundida con gases y líquidos. Este magma se encuentra a grandes profundidades y aflora a la superficie a través de las erupciones volcánicas.
Allí pierde gases formando la lava y al enfriarse forma rocas. Estas rocas que se forman del enfriamiento exterior del magma (lava) se llaman rocas volcánicas, efusivas o extrusivas.
También el magma puede solidificarse lentamente a mitad de camino en las grietas profundas formando rocas ígneas llamadas intrusivas o plutónicas. Todas estas rocas son denominadas ígneas y se consideran de origen endógeno, por formarse del magma que proviene de grandes profundidades.
Ácidas y básicas
A su vez existen dos tipos generales de rocas ígneas basadas en su composición, las ácidas y las básicas.
Las rocas ígneas ácidas están formadas por alta proporción de sílice (52 a 80%), presentan cuarzo libre y escaso hierro y magnesio. En tanto las básicas incluyen una menor proporción de sílice (40 a 52%), no poseen cuarzo y tienen abundante hierro y magnesio.
Luego se clasifican también según su estructura en granulares, porfídicas y vítreas. Las granulares están compuestas de cristales de igual tamaño todos agregados.
En tanto las porfídicas presentan cristales evidentes pero separados entre sí por una masa uniforme de cristales microscópicos. Mientras que las vítreas presentan una masa amorfa de cristales solo visibles al microscopio.
Ejemplos de rocas ígneas son el granito, el glabro, la diorita (rocas plutónicas), el basalto, la andesita, la riolita y la dacita (rocas volcánicas).
Las rocas sedimentarias se forman a partir de sedimentos que se van depositando en la superficie terrestre provenientes de la erosión de rocas preexistentes. Por este motivo también son llamadas rocas de origen exógeno, por formarse a partir de materiales de la superficie de la corteza.
En la formación de muchas de estas rocas participan minerales de origen orgánico, como el calcio de las conchas marinas o lacustres (rocas calcáreas). Los sedimentos son las partículas minerales que se producen en el proceso de erosión de las rocas ya existentes.
Estas son partículas desprendidas de rocas por la combinación de agua, temperatura y viento, arrastradas y depositadas en determinado lugar. Los depósitos de sedimentos van formando capas sobre capas (por ejemplo en el fondo de lagos) y las capas superiores comprimen a las inferiores.
Tras millones de años, el lago se habrá colmatado y secado, formándose capas de sedimentos de kilómetros de profundidad. Aquí actúan la presión por el peso de las capas superiores, la alta temperatura generada y la agregación de sustancias cementantes.
Todo esto consolida la formación de rocas llamadas sedimentarias que luego los movimientos tectónicos hacen aflorar a la superficie. Por otra parte, también forman parte de los sedimentos que forman estas rocas, los restos de seres vivos como las conchas o el carbón orgánico. Así, las rocas sedimentarias se caracterizan por ser estratificadas, es decir mostrar capas o estratos.
Ejemplos de rocas sedimentarias son las calizas con restos de conchas, las areniscas y las lutitas. También el carbón mineral es una roca sedimentaria en la que se acumuló gran cantidad de carbono orgánico.
Este tipo de rocas se forma a partir de los dos tipos anteriores, ocurriendo a gran profundidad en la corteza terrestre o más superficialmente. Se trata en un caso de rocas formadas en la base de formaciones sedimentarias, sometidas a una gran presión y altas temperaturas.
Además, se presenta también la acción de gases del magma, especialmente vapor de agua. Esta es la denominada metamorfosis profunda o abisal, pero también puede ocurrir a menor profundidad e incluso casi superficialmente.
Por ejemplo, el metamorfismo por contacto, cuando el magma y rocas volcánicas actúan sobre rocas sedimentarias transfiriéndoles calor y gases. Así como también el metamorfismo por dislocación, cuando el movimiento de las placas tectónicas presiona sobre rocas sedimentarias o ígneas.
De ahí su nombre, ya que metamorfosis quiere decir transformación, es decir una roca existente que se transforma en otra. En este caso producto de la acción de los agentes transformadores referidos como la presión, temperatura y gases.
Esto origina rocas con características combinadas de rocas sedimentarias e ígneas, ya que muestran un aspecto estratificado y también cristalizado. Por tanto, están formadas por cristales como las ígneas pero dispuestos en capas como en las sedimentarias.
Por esta razón son también llamadas esquistosas, pizarrosas, cristalofílicas o estratocristalínas. Ejemplos de rocas metamórficas son el mármol originado de calizas, cuarcitas formadas a partir de areniscas y pizarras formadas a partir de lutitas.
Por otra parte, el gneis es una roca metamórfica formada por la presión de placas tectónicas que chocan (convergentes), presionando capas de arenisca y lutitas. Sin embargo, algunos gneis se forman a partir de rocas ígneas como el granito.
- Cepeda, D. (1986). Apuntes de Petrología ígnea. UNAM, México.
- Duque-Escobar. G. (2019). Manual de Geología para ingenieros. Universidad Nacional de Colombia. Manizales. Disponible en: bdigital.unal.edu.co
- Hernández-Escobar, A.A. (1999). Un enfoque de la didáctica de la Petrología: modelo para la estructuración de los contenidos. Tesis Doctoral. Universidad de Pinar del Río “Hermanos Saíz Montes De Oca “.
- Orozco-Centeno, W.P.;, Branch-Bedoya, J.W. y Jiménez-Builes, J.A. (2014). Clasificación de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas en secciones delgadas a través programación estructurada Boletín de Ciencias de la Tierra, núm. 36. Universidad Nacional de Colombia Medellín, Colombia.
- Pettijhon, F.J., Potter, P.E. and Siever, R. (1973). Sand and sandstones. Ed. Springer-Verlag, Berlín-Heidelberg- New York.
- Tarbuck, E.J., Lutgens, F.K. y Tasa, D. (2005). Ciencias de la Tierra.