¿Cómo se forman los minerales y rocas?

Cuando el magma bajo la superficie terrestre se enfría lo suficiente, los minerales se acoplan entre sí, formando rocas sólidas. Veamos cómo sucede este proceso geológico.
Cómo forman minerales rocas

La Tierra es un sistema dinámico, un planeta que está en continuo cambio. Un mundo vivo. Y eso queda claramente demostrado cuando analizamos los distintos ciclos geológicos que suceden en la superficie terrestre.

Y es que, ¿alguna vez te has preguntado de dónde vienen las rocas, piedras y distintos minerales que vemos por todas partes? Desde las piedras que te encuentras caminando por el campo hasta las esmeraldas o los zafiros.

Todos estos minerales tienen un origen concreto. Y dependiendo de las condiciones que se den en su formación, estos adoptarán unas características específicas. Como veremos, el calor y la presión son dos factores muy importantes en estos procesos de formación.

Por ello, en el artículo de hoy, además de definir exactamente qué es un mineral y ver qué ciclos siguen en la Tierra, analizaremos los principales mecanismos por los que estos se forman.

¿Qué es un mineral?

Un mineral es, a grandes rasgos, un sólido inorgánico de origen geológico (no de origen biológico, por lo que si hay átomos de carbono, estos no proceden de la actividad de los seres vivos) que presenta una estructura química y física determinada, es decir, está compuesto por unos elementos químicos determinados que se agrupan en una estructura específica, generalmente de tipo cristalina, que les da una gran solidez.

En otras palabras, un mineral es todo aquel sólido inorgánico presente en la corteza terrestre que ha tenido distintos orígenes (los veremos más adelante), pero que procede de los elementos químicos que originaron el planeta Tierra hace 4.500 millones de años.

Los átomos de estos elementos se unen entre ellos formando estructuras química y físicamente muy estables, aunque normalmente carentes de una geometría interna clara. Es el caso de las piedras y rocas que vemos por los ecosistemas, que son amorfas. En algunos casos, sin embargo, siempre que se den las condiciones adecuadas, los minerales pueden desarrollar patrones geométricos, momento en el que pasan a denominarse cristales.

Estos cristales, que no dejan de ser “simples” minerales en los que sus átomos se han estructurado siguiendo una geometría más ordenada, adquieren unas propiedades de color, brillo, dureza y aspecto que hacen que los humanos las hayamos catalogado de piedras preciosas.

De igual modo, no podemos pensar únicamente en los minerales como piedras, cristales o rocas. De hecho, los elementos químicos que los constituyen (potasio, hierro, magnesio, zinc, fósforo…) también son imprescindibles a nivel microscópico y celular. En otras palabras, las partículas minerales pueden disolverse en agua y hacer posibles las reacciones químicas de nuestro cuerpo.

Estos microminerales (algunos se los conoce como macrominerales, pero siguen estando disueltos en agua) son parte vital de la biología y fisiología de todos los seres vivos, pues permiten que las células estén activas metabólicamente.

En resumen, un mineral es todo aquel compuesto químico sólido formado por elementos de origen inorgánico que pueden solidificarse formando rocas y piedras o bien diluirse en agua y comportarse como sales, las cuales son utilizadas por las células de los seres vivos para estimular el metabolismo.

El ciclo litológico: ¿qué es?

Como decíamos al principio de este artículo, el mundo está más vivo de lo que a simple vista puede parecer. Por ello, antes de analizar en detalle cómo se forman los minerales, debemos entender que este proceso no es unidireccional. Es decir, no es que se formen las rocas y ya está. Todos los minerales fluyen dentro de un círculo, el cual tiene duraciones de millones de años y se conoce como ciclo litológico o ciclo de las rocas.

En resumen, ya que tienes acceso a un artículo donde lo explicamos en profundidad, el ciclo litológico es uno de los sucesos geológicos más importantes de la Tierra y explica cómo los minerales se van formando y destruyendo en un ciclo que nunca termina.

Desde el fósforo hasta los metales pesados, pasando por el calcio, el zinc, el magnesio, el azufre, el hierro e incluso las piedras preciosas, todos los minerales pasan por una serie de transformaciones químicas que se repiten una y otra vez en un ciclo que dura millones de años y que se repite una y otra vez.

En este ciclo litológico, los elementos químicos (que formarán estos minerales) están almacenados y estructurados de distintas formas dependiendo de la fase en la que nos encontremos. Y son las condiciones climatológicas y geológicas las que estimularán que se salte de una etapa a otra, consiguiendo que el mineral pase a adoptar una nueva forma.

Todo empieza con los minerales disueltos en forma de magma bajo la superficie terrestre. Como veremos a continuación, el origen de todos ellos está aquí. Pero dependiendo de en qué fase del ciclo nos encontremos, un mineral puede tener este origen magmático o formarse en otra fase del ciclo litológico.

Los 3 procesos de formación de rocas

Como venimos diciendo, todos los minerales, rocas y piedras de la superficie terrestre proceden del magma, que es básicamente roca fundida a muy altas temperaturas.

Dependiendo de si la roca en cuestión se ha formado por enfriamiento de este magma o si lo ha hecho en alguna otra fase posterior del ciclo, tendrá uno de estos tres orígenes. Por lo tanto, cualquier piedra (e incluso los minerales presentes en nuestras células) que veamos se ha formado por uno de estos tres procesos.

1. Origen magmático

El magma es un estado semifluido de la materia en el que la roca (y, por lo tanto, todos los minerales presentes en ella) están fundidos a unas temperaturas de, aproximadamente, 1.200 ºC. Como bien sabemos, cuanto mayor sea la temperatura en el medio, mayor será el movimiento entre las partículas de toda aquella materia presente en ese lugar.

Por ello, con temperaturas tan elevadas, es normal que incluso los minerales se fundan y adquieran esta consistencia similar a la de un líquido. Sin embargo, el magma que está más cerca de la corteza terrestre es más probable que empiece a sufrir un descenso en la temperatura.

Este enfriamiento, es decir, disminución de la temperatura, hace que el movimiento de los elementos se ralentice, lo que acaba ocasionando la formación de estructuras sólidas. En este momento tenemos material solidificado, el cual, como vemos, es magma enfriado.

Este es el origen de toda la corteza terrestre, pues toda ella viene de una solidificación del magma, un proceso que ocurrió hace miles de millones de años y que sigue ocurriendo, si bien a menor escala, en la actualidad, con la consecuente formación de rocas.

Si este enfriamiento sucede en las profundidades del magma y de forma lenta, es posible que, debido a las altas presiones, la estructura química sea más geométrica, por lo que se favorece la cristalización y la consecuente formación de piedras preciosas. En el caso del diamante, por ejemplo, su formación requiere de presiones altísimas que suelen darse cerca de los 200 km de profundidad. Después, por los movimientos de las placas tectónicas, subirán más a la superficie.

Este es el origen de todos los minerales de la Tierra, aunque después, es posible que pasen por otros fenómenos, los cuales veremos a continuación.

Origen magmático

2. Origen sedimentario

El origen sedimentario hace referencia a todos aquellos minerales que se forman por impacto de las condiciones ambientales. En otras palabras, las rocas sedimentarias fueron algún día minerales de origen magmático que sufrieron un fuerte proceso de erosión, ya sea por el viento, el agua o por acción de la gravedad. Este proceso de erosión hace que las rocas se descompongan en partículas cada vez más pequeñas.

Sea como sea, dependiendo de cómo sea de dura la roca y de qué grado de erosión sufra, las piedras pueden ver alterado su tamaño y forma. La mayoría de piedras y rocas que vemos tienen este origen, pues llevan millones de años estando expuestas al clima, lo que ha hecho que alteraran mucho sus características desde que salieron del magma. Cabe destacar también que cuando la erosión es muy fuerte y prolongada, las partículas sólidas pueden llegar a ser tan pequeñas que adquieren la propiedad de diluirse en agua, lo que permite su entrada en los seres vivos.

Origen sedimentario

3. Origen metamórfico

El origen metamórfico hace referencia a todos aquellos minerales magmáticos o sedimentarios que han sido expuestos a altas temperaturas y/o presiones. Son, seguramente, las rocas menos conocidas, pero tienen unas características y origen muy marcados, por lo que deben conformar su propio grupo.

En resumen, los minerales metamórficos son aquellos que han visto alterada su estructura química al exponerse a fenómenos térmicos o relacionados con la presión, dos factores que determinan enormemente las propiedades de las rocas.

3.1. Metamorfismo tectónico

El metamorfismo tectónico hace referencia a las rocas que alteran su composición por acción de la presión. En este sentido, los minerales se desplazan hacia capas más profundas de la superficie de la Tierra debido a los movimientos tectónicos de las placas que conforman la corteza terrestre (de ahí el nombre).

Ahí son expuestas a presiones muy elevadas. De hecho, lo más lejos que hemos llegado son 12 km bajo la corteza, pues más allá de esto, todas las máquinas de las que disponemos se rompen. Pues bien, hay minerales que llegan a estar a más de 20 km bajo la superficie, estando así expuestos a unas presiones tan altas que terminan por convertirse en cristales.

Origen tectónico
El granito es un ejemplo de mineral formado a altas presiones.

3.2. Metamorfismo térmico

El metamorfismo térmico, como su propio nombre indica, hace referencia a las rocas que alteran su composición por acción de la temperatura. En este caso, los minerales no se desplazan bajo la superficie terrestre, sino que quedan en contacto con el magma. Esto generalmente se debe a las conocidas como intrusiones magmáticas, que son “escapes” de magma.

Sea como sea, pese a que es un caso muy particular, las rocas ven alteradas su estructura química ya que pasan de tener una superficie fría a estar expuestas a temperaturas de más de 1.000 ºC. Un ejemplo de ello es el granate.

Origen térmico
Granate, una piedra preciosa formada por la incidencia de altas temperaturas.
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