thumb|Rocas sedimentarias (areniscas con estratificación cruzada en el parque nacional Zion, EE. UU.).
En geología se denomina roca a cada uno de granos materiales sólidos, formados por cristales o granos de uno o más minerales. En la Tierra, la corteza está formada por rocas, al igual que las partes equivalentes de otros cuerpos planetarios similares. En un sentido más concreto, se llama roca a cualquier material constituido como un agregado natural de uno o más minerales o de otros materiales, entendiendo por agregado, un sólido cohesionado. El estudio de las rocas se denomina petrología.
A menudo se clasifican en cuatro grupos fundamentales: rocas ígneas, rocas metamórficas, rocas sedimentarias y meteoritos.
Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o las arenas. Además, aunque las rocas pueden parecer eternas desde una perspectiva humana, están expuestas a cambios efectuados por una serie de procesos geológicos que funcionan sobre periodos muy largos. El ciclo litológico describe una serie de procesos de este tipo, como se forman los diferentes tipos de rocas y cómo se pasa de un tipo a otro. Las rocas ígneas se forman cuando se enfría el magma en la corteza terrestre, o cuando la lava se enfría en la superficie de la Tierra o el fondo del mar. Las rocas metamórficas se forman cuando las rocas existentes se encuentran expuestas a una presión y temperatura tan elevadas que se transforman, lo que se puede producir cuando colisionan las placas tectónicas, por ejemplo. Las rocas sedimentarias se forman mediante la diagénesis o litificación de sedimentos, que a su vez se forman mediante la meteorización, el transporte y la deposición de rocas existentes. Finalmente, los meteoritos son rocas o trozos de metal que caen a la Tierra desde el espacio.
Las rocas se forman mediante varios mecanismos (procesos petrogénicos), según un ciclo cerrado, llamado ciclo litológico o ciclo de las rocas, en el cual pueden intervenir incluso seres vivos.
Las rocas están constituidas, en general, por mezclas heterogéneas de diversos materiales homogéneos y cristalinos, es decir, minerales. Las rocas poliminerálicas están formadas por granos o cristales de varias especies mineralógicas y las rocas monominerálicas están constituidas por granos o cristales de un solo mineral. Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o las arenosas.
En la composición de una roca pueden diferenciarse dos categorías de minerales: Minerales esenciales o minerales formadores de roca — Son los minerales que caracterizan la composición de una determinada roca, los más abundantes en ella.Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. «mineral esencial». Vocabulario Científico y Técnico. Consultado el 4 de febrero de 2017. Por ejemplo, el granito siempre contiene cuarzo, feldespato y mica. La mayor parte del volumen terrestre está formado por un número muy limitado de minerales. Minerales accesorios — Son minerales que aparecen en pequeña proporción (menos del 5 % del volumen total de la roca)Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. «mineral accesorio». Vocabulario Científico y Técnico. Consultado el 4 de febrero de 2017. y que en algunos casos pueden estar ausentes sin que cambien sustancialmente las características de la roca de la que pueden formar parte. Por ejemplo, el granito puede contener zircón y apatito. Aunque los minerales accesorios contribuyen poco a las propiedades fundamentales de la roca, pueden ser muy característicos e importantes para su identificación, afectando a propiedades como el color.
Tipos de rocas
Las rocas se pueden clasificar según sus propiedades, como la composición química, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio más usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias, metamórficas y meteoritos, aunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteración, que se estudian a veces entre las sedimentarias.
Rocas ígneas thumb|Colada de lava.
Las rocas ígneas (nombre derivado de la palabra en latín igneus, que significa fuego) se forman gracias a la solidificación del magma o lava, una masa mineral fundida que incluye volátiles y gases disueltos. Este magma puede derivarse de derretimientos parciales de rocas preexistentes en el manto o la corteza de un planeta. Por lo general, la fusión de las rocas se debe a uno o más de tres procesos: un aumento de temperatura, una disminución de la presión o un cambio en la composición. El proceso es lento, cuando ocurre en las profundidades de la corteza, o más rápido, si aparece en la superficie. El resultado en el primer caso son rocas plutónicas o intrusivas, formadas por cristales gruesos y reconocibles, o rocas volcánicas o extrusivas, cuando el magma llega a la superficie, convertido en lava por desgasificación.
Las rocas ígneas intrusivas son las más abundantes, forman la totalidad del manto y las partes profundas de la corteza. Son las rocas primarias, el punto de partida para la existencia en la corteza de otras rocas.
Dependiendo de la composición del magma de partida, más o menos rico en sílice (SiO2), se clasifican en ultramáficas (ultrabásicas), máficas (básicas), intermedias y félsicas (ácidas), siendo estas últimas las más ricas en sílice. En general son más ácidas las más superficiales.
Los magmas tienden a enriquecerse en sílice a medida que ascienden hacia la superficie de la Tierra, un proceso llamado diferenciación del magma. Esto ocurre tanto porque los minerales bajos en sílice cristalizan fuera del magma cuando comienza a enfriarse (serie de reacciones de Bowen) y porque el magma asimila parte de la roca de la corteza a través de la cual asciende (roca rural), y la roca de la corteza tiende a tener un alto contenido de sílice. sílice. El contenido de sílice es, por tanto, el criterio químico más importante para clasificar las rocas ígneas. El contenido de óxidos de metales alcalinos es el siguiente en importancia.
Las estructuras originales de las rocas ígneas son los plutones, formas masivas originadas a gran profundidad, los diques, constituidos en el subsuelo como rellenos de grietas, y coladas volcánicas, mantos de lava enfriada en la superficie. Un caso especial es el de los depósitos piroclásticos, formados por la caída de bombas volcánicas, cenizas y otros materiales arrojados al aire por erupciones más o menos explosivas. Los conos volcánicos se forman con estos materiales, a veces alternando con coladas de lava solidificada (conos estratificados).
Atendiendo a su grado de cristalización, se distinguen tres tipos de texturas:
Holocristalina: Es la textura que está constituida por pequeños cristales. Hipocristalina: Es la textura que presenta cristales dentro de una matriz vítrea. Vítrea: Es la textura que presenta una masa amorfa con aspecto de vidrio.
Aproximadamente el 65% de la corteza terrestre en volumen consiste en rocas ígneas. De éstas, el 66% son basalto y gabro, el 16% granito y el 17% granodiorita y diorita. Solo el 0,6% son sienitas y el 0,3% ultramáficas. La corteza oceánica es 99% basalto, que es una roca ígnea de composición máfica. El granito y rocas similares, conocidas como granitoides, dominan la corteza continental.
Rocas sedimentarias
thumb|250px|Estratos de rocas sedimentarias.
Los procesos geológicos que operan en la superficie terrestre originan cambios en el relieve topográfico que son imperceptibles cuando se estudian a escala humana, pero que alcanzan magnitudes considerables cuando se consideran períodos de decenas de miles o millones de años. Así, por ejemplo, el relieve de una montaña desaparecerá inevitablemente como consecuencia de la meteorización y la erosión de las rocas que afloran en superficie. En realidad, la historia de una roca sedimentaria comienza con la alteración y la destrucción de rocas preexistentes, dando lugar a los productos de la meteorización, que pueden depositarse in situ, es decir, en el mismo lugar donde se originan, formando los depósitos residuales, aunque el caso más frecuente es que estos materiales sean transportados por el agua de los ríos, el hielo, el viento o en corrientes oceánicas hacia zonas más o menos alejadas del área de origen. Estos materiales, finalmente, se acumulan en las cuencas sedimentarias formando los sedimentos que, una vez consolidados, originan las rocas sedimentarias.
Se constituyen por diagénesis (compactación y cementación) de los sedimentos, materiales procedentes de la alteración en superficie de otras rocas, que posteriormente son transportados y depositados por el agua, el hielo y el viento, con ayuda de la gravedad o por precipitación de disoluciones. También se clasifican como sedimentarios los depósitos de materiales organógenos, formados por seres vivos, como los arrecifes de coral, los estratos de carbón o los depósitos de petróleo. Las rocas sedimentarias son las que típicamente presentan fósiles, restos de seres vivos, aunque estos pueden observarse también en algunas rocas metamórficas de origen sedimentario.
Las rocas sedimentarias se forman en las cuencas de sedimentación, las concavidades del terreno a donde los materiales arrastrados por la erosión son conducidos con ayuda de la gravedad. Las estructuras originales de las rocas sedimentarias se llaman estratos, capas formadas por depósito, que constituyen formaciones a veces de gran potencia (espesor).
Los materiales meteorizados son retirados por los ríos, el viento, los glaciares o el mar y desplazados a otras zonas. El transporte puede realizarse:
En estado sólido. Los materiales viajan desplazados por el viento y por los glaciares, pero también pueden ser transportados por ríos o el mar cuando estos los hacen rodar y moverse por sus respectivos fondos o lechos. En disolución. De este modo viajan algunos materiales, como las sales, que son solubles en agua.
Rocas metamórficas
thumb|250px|Mármol sin pulimentar
En sentido estricto es metamórfica cualquier roca que se ha producido por la evolución de otra anterior al quedar esta sometida a un ambiente energéticamente muy distinto de su formación, mucho más caliente o más frío, o a una presión muy diferente. Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta alcanzar características que la hagan estable bajo esas nuevas condiciones. Lo más común es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es sometida a calor o presión mayores, aunque sin llegar a fundirse (porque entonces entramos en el terreno del magmatismo); pero también existe un concepto de metamorfismo regresivo, cuando una roca evolucionada a gran profundidad —bajo condiciones de elevada temperatura y presión— pasa a encontrarse en la superficie, o cerca de ella, donde es inestable y evoluciona a poco que algún factor desencadene el proceso.
Las rocas metamórficas abundan en zonas profundas de la corteza, por encima del zócalo magmático. Tienden a distribuirse clasificadas en zonas, distintas por el grado de metamorfismo alcanzado, según la influencia del factor implicado. Por ejemplo, cuando la causa es el calor liberado por una bolsa de magma, las rocas forman una aureola con zonas concéntricas alrededor del plutón magmático. Muchas rocas metamórficas muestran los efectos de presiones dirigidas, que hacen evolucionar los minerales a otros laminares, y toman un aspecto laminar. Ejemplos de rocas metamórficas, son las pizarras, los mármoles o las cuarcitas.
Aun cuando no las lleguen a fundir, las altas temperaturas pueden provocar en las rocas cambios importantes, como pérdida de agua, modificaciones en las texturas, en el grado de cohesión y color, así como transformaciones de los minerales que las integran.