La corteza es la capa rocosa exterior de la Tierra de composición distinta. ¿De qué está hecha la corteza? La respuesta a esta pregunta depende de si queremos saber de qué elementos químicos, minerales o tipos de roca está hecha. Puede resultar sorprendente, pero basta con una docena de elementos químicos, minerales o tipos de roca para describir aproximadamente el 99% de la corteza. Este artículo trata sobre estos elementos realmente comunes y quizás algunos un poco menos comunes, pero dignos de mención, de la tierra bajo nuestros pies.
Rocas comunes de la corteza. Rocas ígneas en la primera fila: granito, gabro, basalto. Rocas metamórficas en la segunda fila: gneis, esquisto, anfibolita. Rocas sedimentarias en la tercera fila: arenisca, pizarra, caliza.
Estas cifras varían entre los diferentes estudios porque realmente no tenemos forma de saberlo con seguridad.
Se trata de una estimación de la composición química de la corteza basada en nuestro conocimiento de las proporciones relativas de los diferentes tipos de roca en la corteza y su composición media.
Nuestra comprensión es limitada seguramente porque la corteza continental media tiene más de 40 kilómetros de espesor pero no tenemos forma de muestrearla directamente. Las minas más profundas alcanzan sólo 4 kilómetros y la perforación más profunda tiene 12 km de profundidad.
| Elemento | Porcentaje de masa | Minerales comunes | Rocas comunes |
|---|---|---|---|
| Oxígeno | 46,6 | Silicatos, óxidos, etc. El oxígeno está muy extendido en la corteza y también es muy reactivo. Una parte volumétricamente insignificante de todos los minerales no contiene oxígeno. | Casi todos los tipos de roca comunes contienen oxígeno. Sólo los cuerpos de mineral de sulfuro y los lechos de evaporita están casi libres de oxígeno, pero son volumétricamente relativamente insignificantes. |
| Silicio | 27,7 | El silicio tiene su propio gran grupo de minerales conocidos como silicatos. Más del 90% de la corteza está compuesta por minerales de silicato. El silicio y el oxígeno son los dos elementos químicos más comunes de la corteza terrestre que, además, se llevan muy bien. El óxido de silicio puro se conoce como cuarzo mineral, que constituye el 12% de la corteza. No hay ningún mineral común no silicatado que contenga silicio – el silicio siempre se combina con el oxígeno. | Los minerales silicatados son los bloques de construcción de los tipos de roca más comunes (basalto, granito, esquisto, gneis, arenisca, etc.). Las rocas carbonatadas (caliza, roca dolomita) y las evaporitas (roca de yeso, sal de roca) son notables excepciones. No contienen silicio si son puras. Los minerales opacos (óxidos y sulfuros) son componentes menores frecuentes de la mayoría de los tipos de roca. También están libres de silicio. |
| Aluminio | 8.1 | Muy extendido en los minerales de silicato (feldespato, minerales de arcilla, mica). Los hidróxidos de aluminio (boehmita, diáspora, gibbsita) son económicamente importantes como minerales de aluminio. | Los feldespatos son minerales muy comunes en la corteza, más de la mitad (51%) de la corteza está formada por este grupo mineral. La mica y los minerales de arcilla también son comunes, ambos comprenden alrededor del 5% de la corteza. Por tanto, el aluminio también está muy extendido. Sin embargo, no suele estar muy concentrado en los minerales de silicato. El aluminio se ha extraído de las rocas de silicato en muy pocas ocasiones. La bauxita, que es una laterita rica en aluminio que se forma en zonas cálidas y húmedas, contiene hidróxidos de aluminio y se extrae principalmente de ella. El aluminio en la bauxita es un residuo de la meteorización química de las rocas de silicato. |
| Hierro | 5.0 | El hierro es un elemento muy extendido en los minerales. Entre los minerales de silicato ricos en hierro destacan los piroxenos, los anfíboles, el olivino, la mica negra biotita, el granate, etc. El hierro es también un elemento importante en las rocas sedimentarias. Al igual que el aluminio, es difícil de disolver y arrastrar con el agua. El hierro es común en los suelos lateríticos y forma el mineral de óxido de hierro de color óxido. La hematita es responsable de la coloración roja de muchos minerales y tipos de roca. El óxido de hierro magnetita es común como mineral accesorio en las rocas metamórficas e ígneas. El sulfuro de hierro pirita es el mineral de sulfuro más común. El hierro también se encuentra en los carbonatos (siderita, ankerita) y en los minerales arcillosos (glauconita, clorita). El hierro es un elemento fuertemente cromóforo, da una coloración oscura a sus minerales anfitriones. Esta es la razón por la que la mayoría de los piroxenos y anfíboles son negros. | El hierro es en realidad el elemento químico más abundante en toda la Tierra, pero la mayor parte se encuentra en el núcleo. El basalto, el gabro, la anfibolita, el greenschist, etc. son las rocas de la corteza más notables que contienen mucho hierro. Hay un gran número de tipos de rocas que contienen una cantidad significativa de hierro, pero la mayor parte del hierro extraído procede de rocas sedimentarias metamorfoseadas conocidas como BIF (banded iron formation). |
| Calcio | 3,6 | El calcio también está muy extendido. Siempre está presente en los feldespatos de plagioclasa (39% de la corteza), pero la cantidad de calcio varía en ellos. Los piroxenos y anfíboles más importantes (augita y hornblenda) contienen calcio. El calcio está presente en muchos otros minerales de silicato como el granate, la epidota, la wollastonita, la titanita, etc. El calcio es un constituyente de la calcita, que es un mineral muy importante, principalmente en ambientes sedimentarios. El fosfato de calcio apatita también es un mineral común. El yeso es un importante mineral evaporítico que es sulfato de calcio químicamente hidratado. El fluoruro de calcio se conoce como mineral fluorita. | Se da con igual éxito en rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. Un tipo de roca portadora de calcio especialmente conocido es la caliza. Su equivalente metamorfoseado es el mármol. El mármol está compuesto de calcita al igual que la caliza. La calcita es un mineral extraordinario. Incluso existe una roca ígnea compuesta de calcita pura. Se conoce como carbonatita, pero es muy rara en comparación con la caliza y el mármol. El calcio suele formar parte de minerales como la plagioclasa, los piroxenos y los anfíboles en las rocas ígneas. La principal roca metamórfica portadora de calcio es la anfibolita (basalto metamorfoseado, el calcio está alojado en la hornblenda y la plagioclasa). La fosforita es otra importante roca sedimentaria portadora de calcio (el calcio está alojado en el mineral fosfato apatita). El calcio también aparece en las evaporitas como mineral yeso. |
| Sodio | 2,8 | El sodio está muy extendido en los minerales de silicato. Es un constituyente importante tanto del feldespato alcalino como de la plagioclasa. Los piroxenos sódicos son relativamente raros. El sodio está algo más extendido en los anfíboles, pero no tanto como el calcio. Un mineral de silicato muy conocido que contiene sodio es la turmalina. El sodio es un componente importante de los feldespatoides, pero tanto los feldespatoides como los minerales del grupo de la turmalina son relativamente raros. El principal mineral portador de sodio en ambientes sedimentarios es la halita (NaCl). | Rocas ígneas y metamórficas que contienen feldespato. Gran parte del sodio de las rocas ígneas y metamórficas erosionadas se disuelve en el agua de mar. La sal gema es la roca sedimentaria más importante que contiene sodio. |
| Potasio | 2,6 | El potasio y el sodio son elementos químicos similares tanto química como geológicamente. El potasio es un componente importante de los feldespatos alcalinos. La mayoría de los feldespatos alcalinos contienen mucho más potasio que sodio, por lo que a menudo se les denomina feldespatos K. Los minerales de silicato portadores de potasio más importantes son las micas (5% de la corteza). La biotita y la moscovita son las micas más importantes y ambas contienen potasio. El mineral sedimentario más importante que contiene potasio es la silvita (KCl). | Los feldespatos alcalinos y las micas son rocas comunes en las rocas ígneas y metamórficas silicatadas (granito, gneis, esquisto, etc.). Gran parte del potasio de las rocas ígneas y metamórficas meteorizadas se disuelve en el agua de mar. La silvita no es una evaporita tan común como la halita (sal de roca) porque se necesita una tasa de evaporación mucho mayor para precipitar la silvita. |
| Magnesio | 2.1 | El magnesio está muy extendido en el manto bajo la corteza. El olivino y el piroxeno son los minerales más importantes que contienen Mg y estos minerales también son constituyentes de algunas rocas de la corteza, especialmente las rocas ígneas de color oscuro. Los anfíboles también contienen magnesio, pero menos que los piroxenos. El ion magnesio tiene un tamaño similar al del hierro y, por tanto, puede sustituirlo fácilmente en el entramado de los minerales. Este es el caso del olivino, los piroxenos, los anfíboles e incluso las micas (la flogopita es una variedad de biotita rica en Mg). Los minerales importantes ricos en Mg en las rocas metamórficas son el talco y la serpentina. El magnesio en el medio sedimentario se encuentra principalmente en los carbonatos dolomita y magnesita. Gran cantidad de magnesio se disuelve en el agua de mar. El magnesio se extrae del agua de mar. | Las rocas ígneas importantes que contienen Mg son las rocas ultramáficas (peridotita, piroxenita). Las rocas que contienen muchos piroxenos, como el basalto y el gabro, también contienen Mg, pero en menor medida. Las rocas metamórficas ricas en Mg son la serpentinita y el esquisto de talco. La roca sedimentaria más importante que contiene Mg es la dolomita, que es una antigua caliza convertida en dolomita por la percolación de agua meteórica rica en Mg. |
| Otros | 1.5 | Otros elementos comunes en la corteza son el titanio, el hidrógeno, el fósforo, el manganeso, el flúor, etc. Su presencia es algo más restringida, pero todos son elementos importantes en minerales y rocas. El hidrógeno es, de hecho, un constituyente extremadamente extendido en una amplia gama de minerales, pero es el elemento químico más ligero y, por tanto, no forma una parte significativa de la corteza en masa. | |
Los minerales más abundantes de la corteza
Si estos minerales son realmente tan comunes, todos deberíamos estar más que familiarizados con ellos. Sí, creo que lo estamos. Aunque no sepamos nombrarlos, seguro que los hemos visto. Para la mayoría de la gente, los silicatos mencionados anteriormente son tan monótonos y comunes que probablemente no nos fijamos en ellos ni les prestamos atención. A continuación se presenta una selección de fotos que muestran estos minerales en sus entornos naturales (afloramientos y muestras de mano). Estoy mostrando intencionadamente minerales dentro de las rocas porque así es como se presentan en la corteza. Las muestras hermosas con caras de cristal perfectas pueden ser agradables de ver, pero son raras en la corteza. No valoro tales cristales como material de enseñanza. Es muy poco probable que los encuentres por tu cuenta y por lo tanto nos enseñan muy poco.
La plagioclasa es el mineral más importante de la corteza. Es común en las rocas ígneas máficas como la muestra de diabasa de arriba. Los fenocristales blancos y alargados en la masa basáltica más fina son cristales de plagioclasa. Los cristales negros pertenecen al piroxeno (mineral augita). Tanto la augita como la plagioclasa se encuentran también en la masa base de grano fino. Los cristales grandes se formaron lentamente antes de la erupción del magma y el resto se solidificó rápidamente. La plagioclasa es tan común porque las rocas basálticas y sus equivalentes metamórficos están muy extendidos. La mayor parte de la corteza oceánica está compuesta por rocas basálticas. La muestra es de Tenerife, Islas Canarias. Ancho de la muestra 14 cm.
Otra muestra de roca basáltica pero esta vez con mucho olivino. El olivino (verde) es más denso que la plagioclasa y el piroxeno (ambos están presentes en la masa del suelo) y por lo tanto se hunde en el fondo de las coladas de lava donde se forman los cúmulos de olivino. Esta muestra de basalto de olivino procede de Oahu, Hawai. La anchura de la muestra es de 6 cm. 
Los minerales de la arcilla son demasiado pequeños para ser mostrados individualmente. Incluso con un microscopio de luz sólo se verá barro o polvo dependiendo de si estos minerales están húmedos o secos. Los minerales de arcilla son silicatos que son el producto de la meteorización de otros minerales de silicato, principalmente feldespatos. La foto fue tomada en una cantera de arcilla en Estonia.
La biotita es uno de los dos principales minerales de mica. El otro es la muscovita de color claro. La muestra es de Evje, Noruega. Ancho de la muestra 11 cm.
Los tipos de roca más abundantes en la corteza
Las rocas se dividen en tres grandes grupos: rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. La corteza oceánica está compuesta en gran parte por rocas ígneas basálticas que están cubiertas por una fina capa de sedimentos cuyo espesor es mayor cerca de los márgenes de las masas continentales. La corteza continental es mucho más gruesa y antigua. La corteza continental es también mucho más variable y estructuralmente muy compleja. Prácticamente todos los tipos de roca conocidos por el hombre se encuentran en la corteza continental. Incluso los meteoritos, los xenolitos del manto y los ofiolitos (fragmentos de la antigua corteza oceánica) son constituyentes de la corteza continental porque es allí donde los encontramos.
Aproximadamente tres cuartas partes de la corteza continental están cubiertas por rocas sedimentarias y casi toda ella por sedimentos sueltos (suelo, arena, tierra, etc.). Lo más probable es que nos encontremos con estos materiales, pero es importante entender que, a pesar de ser tan omnipresentes en la superficie, sólo constituyen un 8% de toda la masa de la corteza. Los sedimentos se consolidan en rocas sedimentarias tras su enterramiento. La arena se convierte en arenisca, el lodo calcáreo en caliza, la arcilla en arcilla. Las rocas sedimentarias sólo son estables en las partes superiores de la corteza. Las altas presiones y temperaturas en las partes más profundas las metamorfosean (los minerales recristalizan) en diversas rocas metamórficas. La mayor parte de la corteza continental está formada por rocas metamórficas. Las rocas ígneas también son comunes en la superficie en las regiones volcánicamente activas, pero también se presentan a mayor profundidad en la corteza como intrusiones graníticas (en su mayoría).
Los sedimentos importantes son la arena, la arcilla, el barro (mezcla húmeda de arcilla y arena fina) y el lodo calcáreo. Las rocas sedimentarias más extendidas son la caliza (2% de la corteza en volumen), la arenisca (1,7%) y la arcilla (4,2%), que son versiones litificadas de los sedimentos sueltos mencionados anteriormente. Los sedimentos químicos como la halita y el yeso también son importantes, pero su volumen total es claramente inferior al 1% de la corteza. Las rocas ígneas importantes son el granito, la granodiorita, el gabro, el basalto, la diorita, la andesita, etc. Es muy difícil decir cuál es el porcentaje de estas rocas. Las rocas metamórficas importantes son equivalentes metamorfoseados de rocas sedimentarias e ígneas muy extendidas. Las rocas metamórficas más comunes son la pizarra (arcilla metamorfoseada), el esquisto (arcilla met., de grado superior a la pizarra), la cuarcita (arenisca met.), el mármol (caliza met.), el gneis (roca ígnea met. o rocas sedimentarias), la anfibolita (rocas basálticas met.).
Sedimentos y rocas sedimentarias
La mayoría de las rocas carbonatadas fueron en su día lodos carbonatados del fondo marino. Este lodo está formado por diminutas conchas carbonatadas de foraminíferos, cocolitóforos, gasterópodos, etc. Esta muestra es una arena coralina de las Bermudas que se compone de trozos de arrecifes de coral y pruebas de foram. Ancho de vista 32 mm.
La arenisca es una arena litificada. Esta muestra de arena es una arena de duna del desierto de Gobi, Mongolia. Ancho de vista 10 mm.
La caliza suele estar compuesta por restos calcáreos de formas de vida marinas. A veces son lo suficientemente grandes como para ser vistos a simple vista. Aquí tenemos una caliza fosilífera de Estonia (Ordovícico) con fósiles de trilobites, braquiópodos, briozoos, etc. Ancho de la muestra 16 cm.
El yeso es un mineral evaporítico. Las evaporitas son sedimentos químicos solubles en agua que cristalizan a partir de agua de mar concentrada (de alta salinidad) en lagunas. Imagen tomada en Chipre.
La arenisca es una arena litificada. El color rojizo se debe al fino polvo de hematita (óxido de hierro) que cubre los granos de cuarzo que forman la mayor parte del sedimento. Un afloramiento de arenisca del Devónico en Estonia.
La caliza es un barro calizo litificado en la mayoría de los casos. Un afloramiento de caliza del Silúrico en Saaremaa, Estonia.
La fangolita (nombres alternativos son pizarra, arcilla y argilita) es un lodo litificado. Un afloramiento en Escocia. Martillo para la escala. Las fangolitas son las rocas sedimentarias más comunes.
Las fangolitas se forman, en la mayoría de los casos, cuando una avalancha subacuática de agua fangosa que se mueve rápidamente desciende por el talud continental. Este flujo de sedimentos se conoce como corriente de turbidez. La secuencia de turbidez se compone normalmente de muchas capas alternas de limo (arenisca muy fina) y lodo. El limo se asienta más rápido que los minerales de arcilla y, por lo tanto, cada corriente se compone de dos capas distintas (puede haber incluso más). Aquí hay una imagen de fangolita de color oscuro y limolita de color claro debajo. Estas muestras son de una corriente de turbidez de España. Las muestras proceden de un mismo afloramiento, pero no se encontraban allí unas junto a otras. La anchura de las muestras es de unos 20 cm.
Un afloramiento de turbidita en Marruecos. Las secuencias sedimentarias de este tipo se conocían anteriormente como flysch. Hoy en día este término apenas se utiliza porque la explicación de cómo se forma el flysch ha quedado claramente obsoleta. Solía ser una parte integral de la teoría geosinclinal que intentaba explicar el proceso de construcción de las montañas antes de que comprendiéramos que existe una explicación mucho mejor conocida como tectónica de placas.
Rocas ígneas
Las rocas ígneas se clasifican según su contenido de sílice. Las rocas que contienen mucho sílice suelen ser de color claro. Los minerales más importantes son los feldespatos y el cuarzo. Estas rocas se denominan rocas félsicas (feldespato + sílice). Las rocas félsicas más comunes son el granito y la riolita. Las rocas máficas tienen un bajo contenido en sílice pero un contenido relativamente alto en magnesio y hierro. Son de color oscuro y se denominan rocas máficas (magnesio + férrico). Sin embargo, independientemente de que sean félsicas o máficas, estas rocas siempre contienen mucho más silicio que magnesio o hierro. Los minerales importantes de las rocas máficas son el piroxeno, la plagioclasa y a veces también el olivino o el anfíbol. También hay rocas de composición intermedia (diorita y andesita).
Las rocas ígneas se clasifican a su vez en intrusivas (plutónicas) y extrusivas (volcánicas). Las rocas intrusivas son de grano grueso y las extrusivas de grano fino. El granito, la diorita y el gabro son rocas intrusivas. La riolita, la andesita y el basalto son rocas volcánicas. Las rocas félsicas son mucho más viscosas y, por tanto, es relativamente raro que salgan a la superficie. Suelen solidificarse como rocas intrusivas. De ahí que el granito sea un tipo de roca muy común, mientras que la riolita no es rara pero no está tan extendida como el granito. En el caso de las rocas máficas es diferente. El magma basáltico es menos viscoso y fluye con relativa facilidad hacia la superficie. El basalto es un tipo de roca muy común, especialmente en la parte superior de la corteza oceánica. La andesita se encuentra en un punto intermedio. Es un tipo de roca bastante común asociado al vulcanismo de la zona de subducción, pero no tan extendido como el basalto.
Por cierto, la composición media de la corteza continental es la de la andesita. Por lo tanto, creemos que nos da una pista de cómo se formó la corteza continental. Es el vulcanismo de la zona de subducción el que crea una lava de composición intermedia que es menos densa que las rocas basálticas de la corteza oceánica y que, por tanto, no puede volver a sumergirse en el manto. Así, la corteza continental no es reciclada por la cinta transportadora de la corteza oceánica y sólo puede crecer más y más con el paso del tiempo.
La riolita es un equivalente volcánico del granito. La muestra de Escocia tiene 8 cm de ancho.
El gabro es una roca intrusiva máfica. La muestra de Chipre (procedente del ofiolito de Troodos, que representa la antigua corteza oceánica) tiene 7 cm de anchura.
El basalto es un equivalente volcánico del gabro. La muestra de Irlanda del Norte tiene 8 cm de ancho.
La andesita es una roca volcánica común cuya composición es intermedia entre las rocas máficas y las félsicas. El mineral blanco es plagioclasa. La anchura de la muestra de Santorini es de 7 cm.
Rocas metamórficas
Este tipo de roca fue en su día arenisca, pero quedó enterrada a tal profundidad que los granos de cuarzo se fusionaron para formar una roca metamórfica resistente conocida como cuarcita. La muestra procede de Irlanda.
El mármol es una caliza metamorfoseada. Se compone de calcita. El afloramiento se encuentra en Carelia, Rusia.
El esquisto es una roca metamórfica fuertemente foliada, muy probablemente una lodolita metamorfoseada. Foto tomada en Escocia.
Una muestra de mano de esquisto de España. Anchura de la muestra 9 cm.
El esquisto de clorita es una roca ígnea máfica metamorfoseada que es rica en clorita, un mineral de silicato de lámina verde que contiene hierro y que le da un corte pizarroso a la roca. Ancho de la muestra 13 cm.
El gneis es una roca metamórfica muy común. Quizás hasta una quinta parte de la corteza está compuesta por rocas gneisicas. Carelia, Rusia. Este espécimen tiene una composición de un granito ordinario: feldespato rosa, cuarzo gris y biotita negra. La anchura de la muestra es de 11 cm.