Ciclo de Rocas y Procesos Geológicos
Sistema de Equilibrio Dinámico
El ciclo de rocas no es un sistema cerrado, sino un sistema abierto impulsado por energía solar, calor interno terrestre y energía gravitacional. Flujos de materiales, balance energético y tasas de meteorización química controlan la dinámica general.
Jerarquía de Escalas Temporales
Escalas temporales multicapa desde procesos a corto plazo (actividad volcánica: días~años) hasta procesos a largo plazo (orogenesis: decenas de millones de años) interactúan. Mecanismos de retroalimentación conectan procesos de diferentes escalas temporales.
Integración de Escalas Espaciales
Escalas espaciales multicapa desde cambios de red cristalina a nivel atómico hasta circulación de materiales a escala global están integradas. Procesos locales crean patrones regionales, e inversamente, forzamientos regionales controlan procesos locales.
Mecanismos de Generación de Magma
La fusión parcial es inducida por aumento de temperatura, disminución de presión y adición de componentes volátiles. Convección del manto, subducción de placas y actividad de puntos calientes son mecanismos principales de generación de magma. La relación entre grado de fusión y composición del magma ha sido elucidada por petrología experimental.
Procesos de Diferenciación
Cristalización fraccionada, diferenciación gravitacional y separación de componentes volátiles forman diversas composiciones de rocas a partir de magma primario. La serie de reacción de Bowen, relaciones de liquidus y diagramas de equilibrio de fases proporcionan la base teórica para procesos de diferenciación.
Emplazamiento y Solidificación
Texturas y estructuras determinadas por ascenso de magma, emplazamiento y procesos de enfriamiento. Tasa de enfriamiento, presión de volátiles y secuencia de cristalización controlan las propiedades finales de la roca. Modos de emplazamiento intrusivo, extrusivo y explosivo forman diferentes cuerpos rocosos.
Mecanismos de Reacción Metamórfica
Cambios de fase mineral, recristalización y reequilibrio químico por reacciones de estado sólido. Las reacciones metamórficas son impulsadas por gradientes de temperatura, presión y potencial químico, donde la velocidad de reacción está controlada por difusión o interfaz.
Facies Metamórficas y Condiciones
Las facies metamórficas representan asociaciones minerales bajo condiciones P-T específicas. Facies de metamorfismo de contacto (facies de cornubianita), facies de metamorfismo regional (facies de esquisto verde ~ facies de eclogita) y facies de metamorfismo de alta presión (facies de esquisto azul) caracterizan ambientes metamórficos principales.
Deformación y Desarrollo de Texturas
La deformación dúctil desarrolla foliación, lineación y estructuras de pliegues. Deformación plástica cristalina, migración de límites de grano y recristalización forman texturas características de rocas metamórficas y registran historia de deformación y trayectoria presión-temperatura.
Meteorización y Erosión
Meteorización física (cambios de temperatura, ciclos de congelación-descongelación, meteorización salina) y meteorización química (oxidación, disolución, hidrólisis) descomponen rocas. Clima, tipo de roca, topografía y vegetación controlan tasas de meteorización y determinan características de productos de meteorización.
Transporte y Sedimentación
Transporte de materiales y clasificación por agua corriente, viento, glaciares y gravedad. Distancia de transporte, energía y medio cambian distribución de tamaño de grano, redondez y composición mineralógica. Ambientes sedimentarios forman estructuras sedimentarias y facies características.
Diagénesis y Litificación
Sedimentos no consolidados se transforman en rocas sólidas por compactación por enterramiento, cementación y recristalización. Química del agua intersticial, historia de temperatura y campo de estrés controlan procesos diagenéticos y determinan propiedades físicas como porosidad y permeabilidad.
Control Estructural
La tectónica de placas se convierte en la fuerza motriz fundamental del ciclo de rocas. Diferentes trayectorias P-T-t en dorsales medio-oceánicas, zonas de subducción y zonas de colisión desarrollan asociaciones de rocas y estructuras características.
Papel de los Fluidos
Fluidos como agua, CO₂ e hidrocarburos causan aceleración de velocidad de reacción, transporte de materiales y cambios de estabilidad de fases. Interacciones fluido-roca promueven migración de elementos, formación de depósitos minerales y procesos de alteración.
Acoplamiento de Procesos Superficiales
Cambio climático, fluctuaciones del nivel del mar y actividad biológica influyen en el ciclo de rocas. Interacciones con atmósfera, hidrosfera y biosfera acoplan cambios ambientales superficiales con procesos de la Tierra sólida.