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Un viernes diferente

Normalmente, como ustedes saben, yo dedico los viernes a posts relajados como inauguración del fin de semana en ciernes. Pero esta vez, utilizo este día para subir el link a un post que sí es de carácter técnico, pero que no llevo a un lunes porque ese día de la semana sólo subo contenidos originales míos.

En el caso de la fecha, les invito a descargar un paper en el que se describen muy bien las características de los microscopios modernos. En este caso se refieren al uso de ese instrumento en Microbiología, pero casi todos esos rasgos se comparten con los que usamos en Mineralogía, Petrología y Sedimentología. De allí que les propongo que lo lean como información básica, y ya habrá tiempo para ver similitudes y diferencias, a través de mis propios contenidos.

El link es de la red Academia.edu, pero como la suscripción básica es gratuita, todos pueden acceder al trabajo.

Un abrazo y hasta el lunes con un post de los míos. Graciela.

Norman Bowen y sus importantes aportes a la Petrología

Hoy hablaremos de un científico que revolucionó tanto la Petrología como la Geología en general, y al que ya he presentado antes, a través de una parte culminante de su obra, su Serie de Reacción, tema que pueden consultar en este post.

¿Qué sabemos de la vida de Bowen?

Norman Levis Bowen nació hace más de un siglo en Canadá, más específicamente en Kingston, Ontario, el 21 de junio de 1887, y sorprende la vigencia de sus conclusiones hasta el día de la fecha.

Era hijo de un panadero, a quien ya desde niño ayudaba en el reparto. A partir de su adolescencia practicaba patinaje sobre hielo en invierno y natación en verano, llegando a participar en carreras de velocidad. En otro aspecto de sus actividades, cantaba en el coro de la Iglesia Anglicana de su localidad. Todo esto nos muestra su carácter inquieto y desestructurado. Completados los estudios secundarios, su objetivo fue la formación universitaria.

En el primer momento, Bowen se había inscripto en un curso de arte en la Universidad de Queens, luego de aprobar los exá¡menes de ingreso, con la intención de ser maestro. No obstante, como muchos jóvenes, sentía la necesidad de conocer un poco su país y de ganar algún dinero. Fue por eso que ingresó al equipo de mapeo geológico del Ontario Bureau of Mines (Oficina Minera de Ontario), con el que trabajó en Larder Lake bajo las órdenes de R. W. Brock, que llegaría a ser Director del Servicio Geológico de Canadá.

Brock muy rá¡pidamente reconoció las capacidades no sólo intelectuales sino también pragmáticas de Bowen, por lo cual le permitió realizar solo buena parte del trabajo. Fue esa campaña, en la que hubo que remontar corrientes en canoa, lidiar con toda clase de insectos, realizar mediciones y hasta cocinar por sí mismos, la que definió el rumbo posterior de la carrera de Bowen.

Efectivamente, fue en ese trabajo que la diferenciación de las diabasas atrapó su atención por primera vez, decidiéndolo a cambiarse a la Escuela de Minería de la Universidad de Queen, donde cursó Mineralogía y Geología.

Después de dos campañas más en los lagos Abitibi y Gowganda, donde aprendió más sobre las diabasas, ganó un premio de 25 U$A, y la medalla de Oro Presidencial, otorgados por el Instituto Minero Canadiense, por su trabajo «Diabase and aplite of the cobalt-silver area», que fue considerado el mejor trabajo realizado por un estudiante.

En 1909 se graduó como B.S. (Bachiller en Ciencias), y en 1910 obtuvo un cargo de asistente de investigación en el Laboratorio de Geofísica del Instituto Carnegie de Washington (CIW).

Durante ese tiempo, Bowen se casó con Mary Lamont, el 3 de octubre de 1911, con quien tuvo una hija a la que llamaron Catherine.

En 1912, y ya con su título de Ph.D. otorgado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), ingresó allí mismo como empleado del Laboratorio. Allí sus mentores fueron Reginald A. Daly, quien le transmitió la idea de que los fluidos basálticos eran el magma primario y que todos los demás derivaban de él;  y Charles H. Warren que lo introdujo en los principios de la físico-química, aplicados a los problemas mineralógicos y petrológicos. Estas influencias definieron el rumbo de su trabajo posterior.

Hacia 1915, Bowen había reunido información experimental suficiente como para publicar «The Later Stages of the Evolution of the Igneous Rocks», trabajo que lo posicionó como una figura de relevancia internacional a la edad de 28 años.

En 1919, Bowen renunció para ejercer como profesor de Mineralogía en la Universidad de Queen, pero lo suyo era la investigaciión y luego de dos años regresó al laboratorio de Washington, donde permaneció 16 años.

En la primavera de 1927, Bowen dictó un curso para estudiantes avanzados en la Universidad de Princeton, cuyas clases madistrales fueron el germen para su publicación de 1928 titulada «The Evolution of the Igneous Rocks». Nuevamente interesado en la docencia, retomó las clases en la Universidad de Chicago por el lapso comprendido entre 1937 y 1947, momento en que regresó al MIT Laboratory donde permaneció hasta retirarse en 1952. No obstante ess retiro no duró mucho porque en 1954 regresó como Investigador Asociado hasta su muerte acontecida el 11 de septiembre de 1956 en Washington, D.C.

¿Qué puntos se destacan en la obra de investigación de Bowen?

Cuando era muy joven, ya su trabajo de 1912, tiulado «The order of crystallization in igneous rocks», fue el precursor de un cambio significativo en la comprensión de la Petrología. Los otros trabajos que ya mencionamos más arriba sólo confirmaron sus teorías, y lo convirtieron en la gigantesca figura que hoy representa en las ciencias.

Pero probablemente su trabajo más importante es el estudio del sistema de dos componentes albita-anortita. Ese sistema ya había sido analizado por Day, Allen, e Iddings hacia 1905, pero fue Bowen quien continuó su desarrollo hasta completarlo e introducirlo en la Serie de Reacción que lleva su nombre.

¿Por qué es tan relevante su aporte a las ciencias geológicas?

Norman Levi Bowen puede ser considerado como el petrólogo más relevante del Siglo XX, pues fue uno de los pioneros en el campo de la Petrología experimental.

Él recomendaba la solución de la petrología de campo a través de la aplicación de principios deducidos de diagramas de fases de los minerales petrogénicos. Condujo sus investigaciones desde un abordaje cuantitativo, absolutamente novedoso en un campo que hasta entonces se reducía a la observación y clasificación.

En el ya mencionado libro de 1928 «The Evolution of the Igneous Rocks», que es todavía libro de consulta en todo el mundo, Bowen estableció seis principios que hoy son indiscutibles:

  1. Reconocimiento de un conjunto de observaciones de campo que parezcan relacionarse entre sí.
  2. Simplificación de esas relaciones hasta poder diseñar un conjunto de experimentos que de algún modo repliquen las condiciones que se supone que existieron en la naturaleza.
  3. Ejecución de esos experimentos de manera tan incuestionable como sea posible.
  4. Aplicación de los principios derivados de los resultados experimentales, a situaciones específicas en el campo.
  5. Re-examen de las relaciones de campo, y prueba de las nuevas conclusiones a través de observaciones adicionales.
  6. Reiteración de la secuencia mencionada hasta aquí, hasta que se encuentren soluciones satisfactorias, asumiendo que cada nueva observación que implique una inconsistencia debe reiniciar todo el proceso.

Por supuesto, una teoría que tiene ya casi cien años, ha sido actualizada por otros científicos como Yoder lo hizo en 1979.

En definitiva, el legado de Bowen, más allá de su Serie de Reacción aún en uso, es la construcción de las bases experimentales y teóricas para la interpretación y documentación de la diversidad de las rocas ígneas y metamórficas.

¿Podemos agregar algo más a todo lo dicho?

Como nota adicional, la American Geophysical Union ha instituido el Premio Norman L. Bowen, que se otorga anualmente, a las contribuciones sobresalientes en los campos de la Vulcanología, Geoquímica y Petrología.

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

¿Por qué es importante la velocidad de enfriamiento de los magmas? Parte 2.

File:ObsidianOregon.jpgEste post es continuación del que subí hace dos lunes, de modo que deberían ir a leer esa parte primero y recién adentrarse en el texto de hoy. De hecho mi idea era subir un post a continuación del otro, pero como ya ha pasado otras vaces, la Naturaleza impuso otro tema como prioritario, y debí por eso reprogramar mis textos.

En la primera parte de este tema, en el post a que me refiero,he respondido a las siguientes preguntas:

¿Sobre qué procesos relacionados incide la velocidad de enfriamiento?

¿Qué importancia tiene la velocidad de enfriamiento sobre las rocas resultantes?

¿Qué es el patrón textural?

¿Qué se entiende por texturas especiales?

¿Qué se entiende por textura general?

¿Qué es el grado de cristalinidad?

Y a partir de este punto retomamos el post.

¿Cómo se clasifican las rocas según su grado de cristalinidad?

Ya les había comentado la semana pasada que no necesariamente todos los minerales que componen una roca ígnea alcanzan el mismo estado de cristalización, razón por la cual, hay una manera de distinguir las rocas según qué proporción de ellas se han organizado en red, y qué parte no lo ha conseguido.

Siguiendo ese criterio, las rocas pueden ser:

  • Holohialinas, cuando la parte amorfa o vítrea es igual o superior al 90 % del volumen.
  • Hialocristalinas, cuando ninguna de las partes, ni la vítrea ni la organizada alcanzan el 90% del volumen. Si es posible, en esos casos, se estiman los respectivos porcentajes, y se los incluye en la descripción.
  • Holocristalinas. Como ustedes son muy inteligentes, ya se habrán dado cuenta de que estas rocas presentan 90% o más de su volumen en estado cristalino.

¿Qué es el tamaño de grano?

En el caso de las rocas ígneas, es más correcto referirse al tamaño de los cristales que al de los granos, en realidad, pero se acepta el uso de ambas expresiones. Originalmente la expresión procede de las rocas sedimentarias clásticas, es decir que se trata de fragmentos desprendidos de rocas preexistentes, que vuelven a reunirse en una nueva generación petrológica. Por eso se llama granos a las partículas individuales.

Pero en las rocas ígneas de enfriamiento, lo que ocurre en realidad es el crecimiento de un cristal, a medida que los átomos se ordenan y se inmovilizan en lugares preestablecidos del espacio, al solidificarse.

De allí, que en el patrón textural de rocas ígneas sea más correcto hablar de tamaño de cristales que de granos, a excepción de las fragmentarias o piroclásticas, claro.

¿Cómo se clasifican las rocas según el tamaño de grano?

En todo caso hay por lo menos dos nomenclaturas en las que los términos a veces se intercambian y también a veces generan alguna confusión, pero que pueden usarse como sinónimos.

Son rocas faneríticas o macrogranudas, aquéllas en las que los cristales se observan a simple vista, o con una lupa de mano.

Son afaníticas o microgranudas, en cambio, cuando los cristales sólo pueden ser vistos con microscopio.

Existe una tercera categoría, denominada porfírica, en la que coexisten dos tamaños de cristales, unos bien visibles a los que se conoce como fenocristales, y otros microscópicos, a los que se incluye en la denominación de pasta o hasta matriz, por semejanza con las rocas sedimentarias.

Cabe aclarar, que a veces la pasta tiene también cristales observables a simple vista, pero en ese caso, algunos minerales alcanzan un desarrollo claramente mayor, y en tal caso, la textura sigue siendo porfírica.

¿Qué información adicional pueden extraer los geólogos de los rasgos resultantes de la velocidad con que se enfría un magma?

Mucha, y la veremos en sucesivos posts con mucho mayor detalle, pero en general, lo que un geólogo puede deducir es cuál fue su historia aproximada desde el tiempo de su fusión inicial hasta el de su nueva solidificación, respondiendo a preguntas como: ¿permaneció el magma siempre en la cámara o en profundidades próximas? ¿se movilizó mucho, poquito o nada, (no estoy deshojando margaritas, conste) ? ¿llegó a salir al exterior? ¿hubo pulsos diferenciales? ¿cuáles fueron? ¿digirió otras rocas en su camino ascendente? etc. ,etc.

Por supuesto que para dar tantas respuestas también aportarán información las texturas especiales de las que en estos dos posts no hemos hablado todavía más que de pasadita, pero es la zanahoria que les agito adelante para que no dejen de correr hacia el blog de vez en cuando. 😀

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post la he tomado de Wikipedia, y es una obsidiana, típico vidrio volcánico, es decir que en ese caso la velocidad de enfriamiento ha impedido el ordenamiento de los átomos de los minerales que componen la roca, en una red cristalina.

¿Por qué es importante la velocidad de enfriamiento de los magmas? Parte 1.

Es probable que a ustedes les haya llamado la atención el hecho de que hace un tiempo yo me haya tomado el trabajo de analizar los factores que inciden en la velocidad con que los magmas pasan del estado fundido al sólido.

Obviamente, por algo lo hice, y hoy veremos por qué el tema importa.

¿Sobre qué procesos relacionados incide la velocidad de enfriamiento?

Sobre muchos más de los que uno podría pensar en primera instancia, y por esa razón, no todos quedarán completamente agotados en su tratamiento en este post. Por el contrario, deberemos volver muchas veces a mencionarlos, cada vez con más detalle y profundidad.

Pero comencemos hoy, al menos con una enumeración introductoria:

  • Sobre la movilidad del magma, y por ende sobre la distancia desde la cámara en la cual pueden encontrarse rocas derivadas de ese magma original.
  • Sobre la posibilidad de generar erupciones volcánicas y fenómenos postvolcánicos.
  • Sobre las posibilidades de generar o no, sismos de origen volcánico.
  • Sobre la extensión a lo largo de la cual puede eventualmente ocurrir generación de rocas metamórficas de contacto.

Puede generalizarse que todos estos fenómenos requieren la presencia de magmas, razón por la cual, cuanto más lento sea el enfriamiento, más crecen las posibilidades de ocurrencia de los fenómenos concomitantes, y mayor la distancia a la cámara magmática, en la cual pueden tener lugar. O en todo caso, más amplio el sector afectado.

Pero digo que es una generalización, porque en muchas situaciones, el magma permanece por miles de años en estado fundido, y sin embargo casi no se aleja de su sitio de origen, ya que hay numerosos factores en juego, y la velocidad de enfriamento es sólo uno de ellos.

Por eso, recuerden una vez más, que las circunstancias geológicas son casi siempre irrepetibles, y cada caso debe analizarse en su propio contexto, resultando riesgosas todas las extrapolaciones.

Y sí, les guste o no les guste, volvemos a caer en el tema de los sistemas complejos. Por algo se los expliqué casi al comenzar con el blog.

Vuelvo a recordarles que los temas arriba enumerados serán motivo de sucesivos posts más adelante, mientras que hoy el tema central será el de la siguiente pregunta.

¿Qué importancia tiene la velocidad de enfriamiento sobre las rocas resultantes?

Básicamente la velocidad de enfriamiento define algunos rasgos que quedan impresos de manera definitiva en las rocas que se generan en ese magma.

Cualquiera sea el tipo de roca de que hablamos, sean ellas ígneas o no, resulta identificable un patrón textural, que incluye a su vez, tanto propiedades macroscópicas como microscópicas.

De entre ellas, las más importantes son: textura general y texturas especiales, estructura, fábrica, microestructura y fábrica cristalográfica.

Algunas de las mencionadas son observables solamente en el microscopio y requieren bastantes conocimientos previos, (entre ellos el manejo del instrumento mismo) de modo que ahora les presentaré con algo de detalle, únicamente las propiedades macroscópicas relevantes en rocas ígneas.

¿Qué es el patrón textural?

El concepto de patrón textural, debido a que no se aplica únicamente a las rocas ígneas, sino a todas en general, varía ligeramente de unas a otras.

Entonces debe quedar claro que todo lo que se diga hoy de él es aplicable específicamente a las rocas que son producto de solidificación de magmas, es decir, las ígneas.

La expresión patrón textural también se aplica de manera diferencial según se trate de rocas ígneas derivadas del enfriamiento, o de rocas ígneas fragmentarias, pero de eso también vendrán otros posts.

De todas maneras, como todavía estoy en esa frontera entre los fenómenos magmáticos s.s. y los plutónicos, sólo profundizaré más en el patrón textural cuando estemos mejor informados sobre la dinámica del plutonismo.

Hoy va una muestra gratis, nada más.

Volviendo al patrón textural, pues, podemos considerarlo como una herramienta en el diagnóstico de las rocas, que no requiere el conocimiento de su composición química ni mineral. Por esa misma razón es muy expeditiva y útil pero no alcanza por sí misma para determinar o clasificar las rocas. El diagnóstico sólo estará completo cuando la composición sea también conocida.

En el caso de las rocas ígneas no fragmentarias, el análisis no composicional (patrón textural) se refiere a la textura general y a las texturas especiales.

¿Qué se entiende por texturas especiales?

Las texturas especiales son múltiples, muchas veces afectan solamente a algunas de las fases de la roca analizada, y requieren tanto macroscopía como observación microscópica, razones suficientes para no meternos en ese terreno, por hoy al menos.

Pero sepamos que incluyen, entre otros, los siguientes tipos: textura gráfica, poiquilítica, perlítica, dendrítica, etc., y serán comentadas en algún momento al avanzar en nuestro conocimiento de las rocas.

Por hoy concentrémonos en otros dos rasgos que componen la textura general y que la mayoría de las veces, junto con la composición mineral son suficientes para determinar la roca.

¿Qué se entiende por textura general?

La textura general se define por la combinación de dos propiedades resultantes de la velocidad de enfriamiento del magma: el grado de cristalinidad y el tamaño del grano.

¿Qué es el grado de cristalinidad?

Para entender claramente estos conceptos, resulta muy recomendable que repasen primero aquel post en el que les hablé del estado cristalino de los minerales en general.

Para que los minerales alcancen un estado de cristalización, los átomos requieren un tiempo suficiente para poder migrar hasta ordenarse en una red preestablecida, lo cual es típico de magmas que se han enfriado lentamente, dentro de la misma cámara o a distancia de ella, pero todavía en profundidad.

Ese ordenamiento, en cambio, es imposible en solidificaciones extremadamente rápidas como las que ocurren cuando el magma, convertido en lava sale al exterior y en poco tiempo (segundos a veces) se enfría en contacto con el agua o el aire mismo.

Muy comúnmente los minerales en estado cristalino coexisten con otros en estado amorfo en la misma roca, porque no todos tienen el mismo punto de fusión, lo cual implica que al enfriarse hasta una temperatura dada, algunos podrán mantenerse fundidos y otros no.

Esto nos lleva a las siguientes preguntas, que debido a la longitud de este post, serán respondidas en la segunda parte, el próximo lunes.

¿Cómo se clasifican las rocas según su grado de cristalinidad?

¿Qué es el tamaño de grano?

¿Cómo se clasifican las rocas según el tamaño de grano?

¿Qué información adicional pueden extraer los geólogos de los rasgos resultantes de la velocidad con que se enfría un magma?

Si este post les ha gustado como para llevarlo a su blog, o a la red social, por favor, mencionen la fuente, porque esta página está registrada con IBSN 04-10-1952-01.

Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post la he tomado de Últimas Noticias New.

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