¿Cúal es la importancia de estudiar las rocas?

El planeta bajo nuestros pies…

Por Andrés Ulloa

Geólogo, explorador, consultor

¿Cómo es el planeta bajo nuestros pies? Caminamos sobre rocas y suelo presente en la corteza de nuestro planeta. Esta superficie sólida es donde a lo largo de la historia se han desarrollado las diversas civilizaciones que conocemos (y posiblemente algunas que desconocemos). Vivimos sobre rocas, superficies sólidas compuestas por minerales, que al degradarse por diversos procesos, se transforman y paulatinamente forman parte de los suelos. Las rocas a su vez, están constituidas por minerales, que tienen una composición química definida y una estructura cristalina, entre otras características. Las rocas también tienen sus ciclos de vida (en tiempo geológico) y cuando una roca es sometida a altas presiones y temperaturas, se puede deformar (sufrir metamorfismo) o incluso fundirse hasta llegar a formar magma. Por otro lado, temperaturas bajas nos puede llevar a la formación de un mineral bastante común, el hielo (sí, el hielo es un mineral) el cual es bastante abundante en nuestro planeta y está presente en los casquetes polares (que cada vez son de menores dimensiones  por cierto) y en forma de glaciares.

El ciclo de las rocas. Tomado de este enlace.

Cada roca o mineral tiene sus características físicas o químicas particulares que lo caracterizan y que van a influir de alguna manera en el medio y en la infraestructura que desarrollamos sobre estas. Por ejemplo, existen minerales solubles, como la halita o la calcita. También hay minerales que cambian su volumen (por procesos de hidratación y deshidratación). Asimismo, algunas rocas son endurecidas por procesos como alteración hidrotermal (fluidos a muy alta temperatura) o metamorfismo de contacto (reemplazo de minerales que cambia las propiedades originales de la roca). Todos estos procesos, o variaciones en los tipos de rocas, deben ser contempladas al de aprovechar el entorno y desarrollar infraestructura.

Algunas rocas son solubles, donde las velocidades de disolución están en función de las propiedades físicas del entorno (e.g., temperatura, presión) o químicas del agua (pH, iones disueltos). Las rocas más solubles son las evaporitas (depósitos de sales por la evaporación del mar), pero por lo general, estas se encuentran en climas muy áridos donde el agente disolvente (agua) es escaso. Las rocas carbonatadas son bastante solubles y pueden llegar a formar geomorfologías asociadas a la disolución como cuevas o dolinas. Es de vital importancia realizar estudios espeleológicos y kársticos detallados cuando desarrollamos obras en rocas susceptibles a la disolución, para así comprender el terreno de la mejor manera posible y conocer los complejos sistemas de cuevas que se pueden desarrollar bajo la superficie. Algunas dolinas se forman por colapsos, que incluso  pueden llegar a ser repentinos, tal y como ocurrió justo debajo del museo nacional de corvettes en Kentucky, Estados Unidos.

Ejemplos de disolución de rocas carbonatadas (calizas). A y B) Ejemplo de colapso de una dolina por disolución justo bajo el museo nacional de Corvette en Bowling Green, Kentucky en Estados Unidos. Enlaces de referencia de fotografías A y B. C) Ejemplo de una cueva formada por disolución de una roca carbonatada en Venado de San Carlos. Fotografía por Andrés Ulloa.

Por otra parte, las arcillas son silicatos de aluminio hidratados (contienen agua en su estructura cristalográfica) lo cual le da propiedades y usos muy particulares, desde usos estéticos hasta ser utilizados en fabricación de cerámicas y vasijas. Existen arcillas que tienen la capacidad de cambiar el volumen por variaciones en las condiciones de humedad, las cuales se conocen como “suelos expansivos”. Esto ocurre porque las arcillas tienen capacidad de incorporar agua en su estructura cristalina y cambiar así su volumen. En este caso al realizar una infraestructura también es de vital importancia caracterizar el tipo de suelo donde se va a desarrollar la obra para evitar problemas a futuro, ya que la expansión y contracción de las arcillas puede llegar a dañar seriamente alguna infraestructura si no se toman las medidas adecuadas. En Costa Rica existen varios sitios en los que los suelos presentan estas características. Por otro lado, los climas tropicales propician el desarrollo de importantes espesores de suelos, los cuales pueden inducir el desarrollo de deslizamientos.

 Algunos productos volcánicos más bien son muy favorables para el desarrollo de infraestructuras. Un claro ejemplo son las coladas de lava masivas, las cuales presentan una muy alta resistencia y pueden mantenerse estables en taludes prácticamente verticales. Un ejemplo de esto se da en el cañón del río Reventazón donde se encuentra la represa de Cachí.

 Nuestro planeta se mueve, y este movimiento se transforma en esfuerzos que pueden llegar a deformar las rocas. Esta deformación se puede ver reflejada en fallas. Costa Rica se encuentra en un entorno tectónico activo  bastante complejo, donde coexistimos con cientos de fallas. Las fallas más importantes a tener en cuenta al  desarrollar infraestructuras son las fallas potencialmente activas, es decir, aquellas que presentan movimientos con rupturas superficiales recientes. Estas fallas pueden producir deformaciones considerables en la zona de ruptura y cuando se trata de fallas superficiales la energía que liberan puede ocasionar importantes aceleraciones sísmicas sobre la infraestructura.

Vivimos en un planeta rocoso, por lo tanto, es vital comprender la historia escrita en las rocas, no solo por su valor a nivel de conocimiento geocientífico, sino también para construir sobre bases firmes nuestra civilización.