Magmatismo

El magmatismo es el conjunto de procesos que comprende la formación de magmas, su evolución y su consolidación. Da lugar a las rocas magmáticas.

¿Qué es el Magma?

El magma es roca fundida, compuesta por silicatos fundidos y otros minerales (óxidos, sulfuros o sulfatos metálicos en bajas proporciones). Siempre contiene una proporción de fluidos, principalmente H₂O y CO₂, que son vitales y proporcionan mayor fluidez.

Tipos de Magma

Existen tres tipos principales de magmas:

• Magma basáltico o básico: Es el más abundante y fluido. Se forma por fusión parcial de las rocas del manto terrestre a mayor temperatura. Es el de mayor densidad y está compuesto por silicatos de Fe, Mg y Ca.
• Magma granítico o ácido: Es más viscoso y se funde a menor temperatura. Se produce por fusión de la corteza continental. Es el menos denso y está formado por silicatos de Al, Na, K y Fe (con menor Ca).
• Magma andesítico o intermedio: Es el menos abundante. Se forma por fusión parcial de la corteza oceánica o por mezcla de magmas basálticos y graníticos.

Creación del Magma

Aunque el manto y la corteza son predominantemente sólidos, existen condiciones idóneas para que parte de sus materiales se fundan y generen magma.

Factores que Provocan la Fusión

• Aumento de la temperatura.
• Disminución de la presión (descompresión).
• Aumento del contenido de H₂O, que ayuda a romper enlaces en los silicatos y reduce el punto de fusión.

La fusión parcial del manto, causada por uno o varios de estos factores, genera magma basáltico. Este magma, al ser menos denso que las rocas circundantes, asciende hasta encontrar niveles de igual densidad, donde se acumula formando cámaras magmáticas.

Un aporte continuo de magma puede generar sobrepresión en la cámara, impulsando parte del magma hacia la superficie, lo que resulta en una erupción volcánica y la formación de rocas volcánicas al solidificar rápidamente. El magma que solidifica lentamente en el interior de la cámara magmática forma rocas plutónicas. Aquel que asciende por fracturas y solidifica a profundidades intermedias da lugar a rocas filonianas.

Evolución Magmática

En la cámara magmática tiene lugar una lenta consolidación del magma por pérdida de temperatura. Como el magma no es una sustancia pura, sus componentes no cristalizan a la misma temperatura. Los minerales con puntos de fusión más altos cristalizan primero, después los de punto de fusión bajo, hasta que el magma se consolida.

Procesos que Influyen en la Evolución

• Diferenciación gravitatoria: Se da una fase sólida y otra líquida. Los minerales densos pueden hundirse en la cámara magmática, mientras que la fase líquida puede ascender, dando lugar a rocas de distinta composición.
• Asimilación magmática: El magma funde y asimila parte de las rocas encajantes. Si estas son de distinta composición, se forman rocas diferentes en las zonas de asimilación.
• Mezcla de magmas: El contacto entre magmas de diferente composición da lugar a rocas distintas en la zona de contacto.

Fases de Consolidación

• Fase ortomagmática: Cristaliza la mayor parte del magma, rellenando casi la totalidad de la cámara magmática. Casi todos los minerales que cristalizan son silicatos.
• Fase pegmatítica-neumatolítica: Presencia de agua en estado gaseoso y gran variedad de minerales de bajo punto de fusión. El fluido magmático presiona las paredes de la cámara magmática y tiende a escapar, formando filones y venas ricas en cuarzo, ortosa, etc.
• Fase hidrotermal: Presencia de agua líquida con minerales disueltos. El fluido trata de escapar hacia la superficie y la alcanza en algunos puntos, originando fuentes termales.

Emplazamientos Magmáticos

Las rocas magmáticas pueden formar diversas estructuras:

• Batolitos: Masas de rocas plutónicas, con forma de cúpula y discordantes con la roca encajante. Son cámaras magmáticas donde se ha producido la mayor parte de la cristalización del magma.
• Sill: Masas tabulares de rocas magmáticas, concordantes con la roca encajante, generalmente horizontales. Se forman por inyección forzada de magma en planos de estratificación.
• Filón o dique: Masas tabulares de rocas magmáticas, verticales o próximas a la vertical. Se forman por inyección forzada de magma en planos de fracturas.
• Pipa o chimenea volcánica: Conducto de salida del magma en los volcanes. Se suele formar en el cruce de fracturas.
• Coladas de lava: Formas típicas de las rocas volcánicas, mantos de lava solidificada en las laderas del cono volcánico. Magma fluido da lugar a lavas cordadas; magma viscoso da lugar a lavas en bloque.

Rocas Magmáticas

• Plutónicas: Rocas cristalizadas lentamente en el interior de la Tierra. Presentan buena cristalización y textura granuda o pegmatítica. Ejemplos: peridotitas, dioritas, granitos.
• Volcánicas: Solidifican rápidamente en la superficie. No presentan estructura interna cristalina visible a simple vista (textura vítrea o microcristalina). Ejemplos: andesitas, basaltos, riolitas.
• Filonianas: Enfriamiento del magma rápido en zonas próximas a la superficie, formando filones. Textura porfídica o microcristalina. Ejemplos: diabasas, pórfidos.

Magmatismo y Tectónica de Placas

Los magmas se forman principalmente en los límites de placas (dorsales oceánicas y zonas de subducción) y en menor cantidad en grandes fallas o puntos calientes.

Magmatismo en Bordes Constructivos o Dorsales

Supone el 80% del magmatismo terrestre. Se produce por disminución de presión (esfuerzos de tensión) y en menor medida por aumento de temperatura. El tipo de magma es basáltico:

• 65% solidifica en profundidad (roca plutónica: gabro).
• 35% solidifica en superficie (roca volcánica: basalto).

Magmatismo en Bordes Destructivos (Zonas de Subducción)

Supone el 12% del magmatismo terrestre. Se produce por aumento de temperatura (por rozamiento) y presencia de agua por deshidratación de los minerales que subducen. Los tipos de magma varían con la profundidad:

• Zonas superficiales: magmas basálticos (rocas volcánicas).
• Zonas intermedias: magmas andesíticos (roca volcánica: andesita; roca plutónica: diorita).
• Zonas profundas: cristalización por viscosidad, magmas graníticos (roca plutónica: granito).

Magmatismo en el Interior de Placas

• Vulcanismo de intraplaca por presencia de puntos calientes en el manto. Zonas oceánicas (Hawái: temperatura elevada y menor espesor cortical); zonas continentales (Yellowstone).
• Ligado a grandes fallas con fases distensivas (Islas Canarias).

Metamorfismo

El metamorfismo son los cambios físico-químicos que sufren las rocas en estado sólido cuando, al profundizar en la corteza, se alteran las condiciones de presión y temperatura que tenían en el momento de su formación. El metamorfismo puede ocurrir sobre rocas sedimentarias, metamórficas y magmáticas. Metamorfismo significa ‘cambio de forma’, pero este proceso también trae consigo un cambio en la composición mineral de las rocas.

Factores que Intervienen en el Metamorfismo

• Temperatura: El aumento de temperatura debido al gradiente geotérmico o por contacto con magmas calientes. El aumento de temperatura produce cambios químicos por reacciones entre los minerales.
• Presión: El aumento de presión debido al peso de los materiales (presión litostática), a la presión de los fluidos entre granos, o a esfuerzos de compresión (presión tectónica). El intervalo típico es de 2 a 15 kbar. Se producen cambios físicos o estructurales.
• Fluidos o volátiles: Agua (H₂O) y CO₂ (por deshidratación y descarbonatación) favorecen las reacciones químicas entre los minerales.

Procesos Metamórficos

Cambios Físicos

• Brechificación o rotura: Se produce por presiones dirigidas o tectónicas en los alrededores de las fallas. Las rocas se rompen y adquieren textura cataclástica (Brechas de falla).
• Recristalización: A partir de 300 °C, las partículas minerales se movilizan y se reagrupan para formar minerales de mayor tamaño, dando a la roca una textura más cristalina, sin producir cambio mineralógico. Ejemplo: transformación de Caliza a Mármol.
• Formación de estructuras orientadas: Los minerales hojosos o planares (como las micas y arcillas) y los minerales aciculares o alargados se orientan perpendicularmente a los esfuerzos de compresión, dando lugar a foliación o esquistosidad.

Cambios Químicos

• Deshidratación y descarbonatación: Minerales hidratados (como arcillas) y carbonatos, expuestos a temperaturas mayores a las de formación, pierden agua y dióxido de carbono, que se incorporan a los fluidos que rodean a los minerales, facilitando las reacciones metamórficas.
• Reajustes mineralógicos o formación de nuevos minerales: A ciertos valores de presión y temperatura, los minerales de las rocas se vuelven inestables y reaccionan para originar nuevos minerales, llamados minerales metamórficos. Estos cambios pueden ser totales o parciales y suelen ir acompañados de un aumento de temperatura.

Tipos de Metamorfismo

• Metamorfismo dinámico o de presión: Ocurre en zonas poco profundas por aumento de la presión (esfuerzos dirigidos) y no tanto de la temperatura, típicamente alrededor de grandes fallas. Produce brechificación, vitrificación y orientación de minerales (Brechas y milonitas).
• Metamorfismo de contacto o térmico: Causado por un aumento de la temperatura y no tanto de la presión, al contacto con magmas calientes. Se forma una aureola de contacto cuyo espesor depende de la temperatura y tamaño del magma. Produce recristalización parcial (pizarras mosqueadas) o total (cornubianitas). Ejemplos de transformaciones: Areniscas a Cuarcitas, Calizas a Mármol.
• Metamorfismo regional: Se produce por aumento simultáneo de la presión y la temperatura en grandes volúmenes de roca, típico de zonas de subducción y orogenias. Afecta a grandes masas de rocas. En las rocas aparecen estructuras orientadas y nuevos minerales. Se clasifica por grado: grado bajo (pizarras), grado medio (esquistos), grado alto (Gneis y migmatitas).

Tipos de Rocas Metamórficas

• Rocas orientadas: Son el resultado del metamorfismo regional, donde los minerales se alinean. Incluyen pizarras, esquistos, gneises y migmatitas. Las rocas sedimentarias silíceas (como arcillas, limolitas y areniscas) por metamorfismo regional dan lugar a la serie de la arcilla, ordenada de menor a mayor grado de metamorfismo: Pizarra → Esquisto → Gneis → Migmatita.
• Rocas no orientadas: Se forman típicamente por metamorfismo de contacto o por metamorfismo regional donde la roca original no contenía minerales que puedan orientarse. Incluyen el Mármol (formado por recristalización de calcita a partir de calizas), la Cuarcita (formada por recristalización de cuarzo a partir de areniscas) y la Cornubianita (formada por metamorfismo de contacto de rocas pelíticas).

Deformación de las Rocas

Las rocas, sometidas a esfuerzos, pueden deformarse.

Tipos de Esfuerzo

• Presión confinante: Debida a la carga de las rocas suprayacentes. Es uniforme en todas las direcciones.
• Esfuerzos diferenciales: Las fuerzas actúan con diferente magnitud en distintas direcciones. Incluyen:
  • Esfuerzos compresivos: Tienden a acortar los materiales.
  • Esfuerzos tensionales: Tienden a estirar los materiales (distensivos).
  • Esfuerzos de cizalla: Fuerzas paralelas que actúan en direcciones opuestas, causando deslizamiento.

Tipos de Deformación

Cuando una roca sufre un esfuerzo, puede experimentar diferentes tipos de deformación:

• Deformación elástica: Los materiales recuperan su forma inicial al cesar el esfuerzo.
• Deformación plástica: Es permanente, la roca cambia de forma sin romperse. Ocurre cuando se supera el límite elástico pero no el límite de rotura. Da lugar a Pliegues.
• Deformación frágil: La roca se rompe al sobrepasar su resistencia (límite de rotura). Da lugar a Fracturas (fallas y diaclasas).

Pliegues

Los pliegues son deformaciones plásticas, en forma de ondas, de las rocas. Son producidos principalmente por esfuerzos de compresión en rocas sedimentarias y metamórficas.

Fallas y Diaclasas

Son deformaciones por rotura que se producen cuando se supera el límite de plasticidad. Cuando los bloques resultantes permanecen en el mismo lugar, se forman diaclasas (fracturas sin desplazamiento). Las fallas se producen cuando hay un desplazamiento relativo de los bloques separados por la fractura.

Tipos de Fallas (Ejemplos)

• Cabalgamiento: Es una falla inversa de bajo ángulo (muy tendida) y con gran desplazamiento horizontal.
• Manto de corrimiento: Estructura compleja (plástica-de rotura) en la que un gran bloque de roca (alóctono) se desplaza decenas o cientos de kilómetros sobre otro (autóctono), generalmente a lo largo de un cabalgamiento de muy bajo ángulo.

Riesgos Geológicos Internos

Se denomina riesgo geológico a toda circunstancia, proceso o suceso geológico que, debido a su localización, severidad y frecuencia, suponga una amenaza potencial para la salud, seguridad o bienestar de un grupo de ciudadanos o para el buen funcionamiento de una comunidad o economía.

Los riesgos geológicos internos más peligrosos son los asociados a la geodinámica interna: terremotos y volcanes. Ambos causan muchas víctimas y daños a la humanidad. Se producen fundamentalmente en las zonas de subducción, en las dorsales oceánicas y en las grandes fallas.

Medidas de Mitigación

Para aminorar sus efectos catastróficos existen:

• Medidas predictivas: Muy difíciles en los terremotos, más factibles en volcanes (monitorización).
• Medidas preventivas:
  • Construcciones sismorresistentes.
  • Ordenación del territorio (evitar construir en zonas de alto riesgo).
  • Sistemas de alerta temprana (para tsunamis generados por terremotos, o erupciones volcánicas).
  • Planes de evacuación de la población.
  • Información y educación de la población sobre cómo actuar.
  • Contratación de seguros.