RESUMENEn este anteproyecto llevamos a cabo la simulacin del intemperismo o meteorizacin de las rocas que forma parte del ciclo de las rocas; se produce cuando la roca es fragmentada mecnicamente o alterada qumicamente. En el intemperismo mecnico la roca se rompe en trozos sin alterar la composicin qumica de esta. Un agente que induce la fragmentacin es la expansin trmica y fue el que realizamos al someter a la roca a cambios bruscos de temperatura y esta presento fracturas.INTRODUCCIONLas rocas son slidos o agregados naturales de uno o ms minerales; son el material ms comn y abundante de la tierra ya que forman parte de la capa rocosa ms externa que envuelve a la tierra conocida como litosfera o esfera de roca; sus caractersticas proporcionan a los gelogos las pistas que necesitan para determinar los procesos geolgicos que las formaron as como la evidencia para la reconstruccin de la vida en el pasado.INTEMPERISMOLa destruccin fsica (desintegracin) y la alteracin qumica (descomposicin) de las rocas y minerales en la superficie de la tierra o cerca de ella se conoce como intemperismo; comprende procesos por los cuales las rocas y minerales son alterados fsica y qumicamente, de modo que se acercan ms al equilibrio con un nuevo conjunto de condiciones ambientales. Muchas rocas se forman dentro de la corteza, donde no hay oxigeno ni agua, o hay poco de ambos y donde las temperaturas y presiones son altas. En la superficie o cerca de ella, las rocas estn expuestas tanto a bajas temperaturas como a presiones y son atacadas por los gases atmosfricos, el agua, los cidos y los organismos. El intemperismo es parte esencial del ciclo de las rocas; el material original o las rocas que se estn intemperizando, se desmenuza en pedazos menores y algunos de sus constituyentes minerales se disuelven o alteran y son eliminados del sitio de erosin. A la eliminacin de los materiales intemperizados se le conoce como erosin. El agua corriente, el viento o los glaciares generalmente transportan los materiales intemperizados a otra parte, donde los depositan como sedimentos, el cual puede convertirse en roca sedimentaria. Ya sean erosionados o no, los materiales de la roca intemperizada pueden modificarse aun mas para formar el suelo.Las rocas no se intemperizan al mismo ritmo, aun dentro de una misma capa de roca, debido a ligeras diferencias en su composicin y estructura. Por ejemplo, es ms intenso el intemperismo en las fracturas que en las zonas adyacentes de roca no fracturada. Como resultado de estas variaciones tiene lugar un intemperismo diferencial, lo cual significa que las rocas se intemperizan a diferentes ritmos produciendo superficies desiguales y formas peculiares.Se reconocen dos tipos de intemperismo, el mecnico y el qumico. Ambos actan simultneamente en el sitio de intemperismo, durante la erosin y el transporte, e incluso en ambientes donde se depositan materiales meteorizados.~El intemperismo mecnico tiene lugar cuando las fuerzas fsicas rompen o desmenuzan los materiales de la roca en pedazos ms pequeos de granito, o su desintegracin puede liberar granos minerales individuales. Los procesos fsicos responsables del intemperismo mecnico comprenden la congelacin, la liberacin de presin, la expansin y la contraccin trmicas, el crecimiento del cristal salino y la actividad de los organismos. Expansin y contraccin trmicaDurante la expansin y contraccin trmica el volumen de los slidos, como las rocas, cambia en respuesta al calentamiento y enfriamiento. En un desierto donde la temperatura puede variar hasta 30C en un da, las rocas se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enran. La roca es un mal conductor del calor, as que su exterior se calienta ms que su interior, creando tensiones que pueden causar fractura. Ms aun, los minerales oscuros absorben el calor ms rpidamente que los claros, as la expansin diferenciada ocurre incluso entre los granos minerales de algunas rocas. Congelacin: La congelacin del agua en un espacio confinado ejerce una tremenda presin hacia afuera sobre las paredes del lugar donde se encuentra. El agua se abre camino a travs de las grietas de las rocas y, tras su congelacin, expande y aumenta el tamao de esas aberturas. Despus de muchos aos de congelacin deshielo, la roca se rompe en fragmentos angulares.Liberacin de presin: Cuando grandes masas de roca gnea, en particular granito, quedan expuestas a la erosin, empiezan a soltarse losas concntricas. El proceso que genera estas capas semejantes a las de una cebolla se denomina lajea miento.Actividad de los organismos: Las actividades de los organismos, entre ellos las plantas, los animales excavadores y los seres humanos, son agentes que provocan intemperismo. Las races vegetales crecen entre las fracturas en busca de nutrientes y agua, y conforme crecen, resquebrajan la roca. Los animales excavadores descomponen aun ms la roca desplazando material fresco hacia la superficie. Crecimiento de cristales de sal: Los cristales de sal que se forman de una solucin pueden causar la disgregacin de las rocas. Los cristales crecientes ejercen la fuerza suficiente para ensanchar las grietas y cavidades o desalojar partculas en rocas porosas y granulares. ~El Intemperismo qumico: Es el proceso mediante el cual los componentes de las rocas se descomponen por alteracin qumica del material original. Varios minerales arcillosos por ejemplo, se forman como producto de la alteracin qumica de otros minerales. Algunos minerales se descomponen por completo durante el intemperismo qumico pero otros, que son mas resistentes se liberan simplemente del material original. El intemperismo qumico es efectuado por la accin de los gases atmosfricos, en especial el oxigeno, el agua y los cidos. Los factores que provocan el intemperismo qumico son: Hidrlisis, oxidacin y solucin.Solucin: Uno de los minerales mas hidrosolubles es la halita, que est compuesta de iones sodio y cloro. La halita se disuelve fcilmente en agua porque, aunque este compuesto mantiene una neutralidad elctrica general, sus iones individuales conservan sus cargas respectivas. Adems las molculas de agua circundantes son polares, es decir, el oxigeno de la molcula tiene una gran pequea carga negativa residual; y el hidrogeno positiva. Cuando las molculas de agua entran en contacto con la halita, sus extremos negativos se aproximan a los iones sodio y los positivos se agrupan alrededor de los iones cloro; esto altera las fuerzas de atraccin existentes en el cristal de halita y libera los iones a la solucin acuosa. Aunque la mayora de los minerales son para todos los efectos practico insolubles en agua pura, la presencia de una cantidad pequea de acido aumenta de una manera notable la fuerza corrosiva del agua. En la naturaleza los cidos se producen por una serie de procesos, con independencia de la fuente de donde proceda el acido, esta sustancia enormemente reactiva descompone con facilidad la mayora de las rocas.Oxidacin: En los minerales ricos en hierro; el proceso de oxidacin se produce cuando el oxigeno se combina con el hierro para formar el oxido frrico. Este tipo de reaccin qumica se produce cuando se pierden electrones de un elemento durante la reaccin. En este caso; decimos que el hierro se oxido porque perdi electrones a favor del oxigeno. Aunque la oxidacin del hierro progresa muy lentamente en un ambiente seco, la adicin de agua aumenta enormemente la velocidad de reaccin.

Hidrlisis: El grupo mineral ms comn, el de los silicatos, se descompone sobre todo mediante hidrlisis, que consiste bsicamente en la reaccin de cualquier sustancia con agua. Idealmente la hidrlisis de un mineral podra tener lugar en agua pura conforme algunas de las molculas de agua se disocian para formar los iones muy reactivos hidrogeno e hidroxilo. Son los iones de hidrogeno los que atacan y sustituyen a otros iones encontrados en el retculo cristalino. Con la introduccin de los iones hidrogeno en la estructura cristalina, se destruye la disposicin ordenada original de los tomos y se descompone el mineral.OBJETIVO: Analizar las alteraciones fsicas que sufre una roca gnea debido a los cambios bruscos de temperatura repetitivos.HIPOTESIS: El ciclo de temperatura diario a los cuales una roca est expuesta; puede intemperizarla, debido a que la dilatacin y contraccin repetida de minerales produce ruptura. Sometiendo a la roca gnea a cambios bruscos de temperatura repetitivos, con esto esperamos que la roca presente rotura de cantos o por lo menos ligeras descamaciones en su superficie.Variable Independiente: Numero de ciclos de cambio de temperatura, tipo de roca y tamao.Variable Dependiente: Cambio en su peso debido al desgaste, numero de rotura de cantos que presentara, peso de los grnulos de la roca por la descamacin.Desarrollo:Lo primero que haremos ser revisar las condiciones iniciales de cada roca que usaremos para el experimento.RocaColorFracturaDurezaPesoForma

gnea

1Negro y CafNo presenta fractura solo algunas pequeas cavidades

6

150.370 g

Irregular

gnea

2

Negro y AmarilloNo presenta fractura pero es porosa666.106 gPresenta una cara rectangular casi plana

gnea

3Negro Amarillo y RojizoPresenta pequeas fracturas como ranuras

6

75.188 g

Aforme

Roca 2: Es muy porosaRoca 1: Podemos notar que presenta pequeas cavidades.

Presenta fracturas bastante notables.

En un soporte universal con un anillo de hierro, colocaremos un triangulo de porcelana para sostener a la roca; despus de que la roca este sobre el triangulo de porcelana acercaremos un mechero de Fisher para calentar a la roca. La primera roca ser sometida al calor durante 10 minutos con unas pinzas para crisol tomaremos a la roca y rpidamente la colocaremos en un recipiente que va a contener hielos, los suficientes para cubrirla y la dejaremos ah 6 minutos despus de esto repetiremos el mismo proceso durante tres ciclos en este estar experimentando cambios bruscos de temperatura; con las siguientes dos rocas: la segunda tambin va a tener tres ciclos pero de 25 minutos y la tercer roca de 30 minutos. Para comprobar que efectivamente la roca estar sufriendo dilatacin y contraccin constantemente con las pinzas para crisol tomaremos medida de una parte de la roca y la mediremos con una regla la primera medicin ser mientras la roca este expuesta al calor en el mechero de Fisher y la segunda cuando este en el recipiente con hielos.

1 2

RESULTADOSRoca 1Roca 2Roca 3

Primer Ciclo:Comenz a presentar un ligero cambio en su coloracin.

Primer Ciclo:Mientras se calentaba la roca, presento ligeras descamaciones.Primer Ciclo:Cambio en su coloracin y descamaciones

Segundo Ciclo:Al colocarla en el hielo se quedaban en el fondo del recipiente pedazos pulverizados de roca descamados (grnulos).Segundo Ciclo:Al ser calentada la medida de la roca era de 4.6 cm en una de sus caras cuando la retiramos para colocarla en hielo media 4.5 cm es decir experimento una dilatacin y contraccin.Segundo Ciclo:

Comenz a tener ms descamaciones y pareca haber una ligera fractura en la roca

Tercer Ciclo:En este ltimo despus de estar cierto tiempo en el agua desprendi un pequeo fragmento.

Tercer Ciclo:Despus de haber sido sometida a los 3 ciclos de cambios de temperatura una parte de la roca se fragmento.Tercer Ciclo:Cuando estuvo en contacto con el frio se desprendieron unos pedazos de roca.

R

Despus de que la tercer roca fue sometida a cambios en su temperatura, notamos que las ranuras o fracturas que tena como una de sus caractersticas antes de haber sido expuesta se hicieron ms grandes y un pedazo de esta se desprendi.Al someter la segunda roca a cambios en la temperatura agregamos una arandela que colocamos al lado de ella para ver los cambios que presentaban al ser sometida igual a cambios de temperatura y su similitud en cuanto a sus cambios con respecto a los cambios de la roca. Los ciclos de la primera roca: en la primera imagen observamos que la roca est comenzando a presentar un cambio en su coloracin al igual que un gis que se encuentra al lado hasta llegar a la tercera imagen en donde casi toda la cara de la roca estaba completamente negra; cuando las sumergimos en hielo (gis y roca) y despus los volvimos a exponer al calor el gis se fracturo, mientras que la roca pareca no haber sufrido cambio alguno.

Anlisis y ConclusinLos cambios fsicos en la roca debido al intemperismo por expansin y contraccin trmica fueron los esperados, descamacin y rotura de las rocas algunas con un grado ms pero de todas obtuvimos estos resultados. La primera roca cuando fue sometida a expansin trmica sometimos tambin a un gis (Tiza); es tambin conocido como yeso, es una arcilla blanca proveniente de la caliza que es una roca sedimentaria, que tiene una dureza en la escala de Mohs de 3; a diferencia de la roca, el gis se roturo en el primer ciclo; esto debido a que es un material ms suave comparado con la roca que tena una dureza de 6. La segunda roca junto a una arandela experimentaron contraccin y expansin trmica; pero cmo podramos saber si en realidad estos slidos estaban experimentando contraccin y expansin? Medimos un lado ms o menos plano de la roca mientras esta se calentaba y cuando la colocamos en hielo; en la toma de datos la longitud del lado cambiaba, e hicimos lo mismo con la arandela; el registro de datos al compararlos indicaban que la arandela de calor a frio disminuyo 2 cm mientras que la roca solo 1 cm esto se debe a que el material del que est hecho (metal);la dilatacin por calentamiento del metal demuestra que al absorber energa los tomos del metal se ponen a "vibrar" mas vivamente y "chocan" con sus vecinos aumentando la separacin que hay entre ellos y cuando se enfra, la energa absorbida se devuelve al medio, los tomos se tranquilizan, ya no chocan tanto y la arandela vuelve a tener el tamao original. En la roca podramos suponer que algunos de los componentes de los que estn hechos contienen pequeas cantidades de metal pero no tanto como la arandela. Sin embargo la arandela no se fracturo debido a que tiene ms resistencia comparada con la roca, solo presento oxidacin. En la tercera roca cuando observamos sus caractersticas iniciales pareca que ya haba pasado por procesos de intemperismo debido a las fracturas que presentaba en su superficie y al seguir con este proceso al exponerla a diferentes cambios de temperatura, estas fracturas aumentaron su tamao, hasta que un pedazo de roca sufri ruptura. Esta ultima los ciclos a los que fue expuesta duraron ms tiempo adems de que si tomamos en cuenta el hecho de que ya haba sufrido un grado de intemperismo facilito a que un pedazo de esta se desprendiera ms rpido; comparado con las otras rocas que no haban sufrido intemperismo y por lo tanto solo sufran descamaciones y algunos pequeos desprendimientos de roca. Se ha comprobado en otros laboratorios que si una roca sufre intemperismo qumico la debilita y cuando es sometida al fsico la roca puede llegar a desintegrarse por completo.BIBLIOGRAFIATarbuck y Lutgens Ciencias de la Tierra Introduccin a la geologa fsica. Espaa,Ed. Prentice Hall. Wicander & Monroe fundamentos de Geologa, Mxico, 2 Edicin, 1999, Editorial International Thomson Edition.