TEMA 4. MAGMATISMO. LAS ROCAS ÍGNEAS MÁS IMPORTANTES.

TEMA 4. MAGMATISMO. LAS ROCAS ÍGNEAS MÁS IMPORTANTES.

Introducción

 

El magmatismo es uno de los procesos geológicos fundamentales que evidencian que la Tierra es un planeta geológicamente “vivo”. Es el motor de la renovación de la corteza terrestre, el origen de la atmósfera y los océanos primitivos, y la causa de fenómenos tan impactantes como las erupciones volcánicas. El estudio de las rocas ígneas, producto de este magmatismo, es como leer el “código fuente” de la dinámica interna del planeta.

En el marco de la LOMLOE (Ley Orgánica 3/2020), este tema es una piedra angular para desarrollar la Competencia STEM. Su estudio, alineado con los Reales Decretos (RD 217/2022 de ESO y RD 243/2022 de Bachillerato), debe superar la mera clasificación de rocas. El objetivo es que el alumnado comprenda el magmatismo como un sistema (Competencia STEM 2), conectando el origen del magma (ligado a la Tectónica de Placas) con su evolución química y su emplazamiento, lo cual determina la textura y tipo de roca.

Además, este tema tiene una implicación social directa, fundamental para la Competencia Ciudadana, al sentar las bases para la comprensión de los riesgos volcánicos (como los vividos recientemente en las Islas Canarias) y la gestión de recursos asociados (geotermia, yacimientos minerales).

 

1. El motor ígneo: Génesis, evolución y emplazamiento

 

El magmatismo describe la génesis, evolución y emplazamiento del magma. El magma no es simplemente “roca fundida”, sino una compleja mezcla multicomponente de silicatos fundidos (fase líquida), cristales en suspensión (fase sólida) y gases disueltos (fase volátil).

1.1. Génesis del Magma: ¿Por qué se funden las rocas?

 

Contrariamente a la intuición, el manto terrestre es sólido (a excepción del núcleo externo). La fusión de las rocas (génesis del magma) solo ocurre en lugares y condiciones muy específicas, ligadas a la Tectónica de Placas:

  1. Fusión por Descompresión (Dorsales y Puntos Calientes): Es el mecanismo más importante. En una dorsal oceánica, la peridotita sólida del manto asciende. Al ascender, la presión disminuye drásticamente. Aunque la temperatura apenas varía, la bajada de presión provoca que la roca funda parcialmente, generando magmas basálticos (máficos).
  2. Fusión por Hidratación (Zonas de Subducción): En una zona de subducción, la placa oceánica que se hunde libera agua contenida en sus minerales. Esta agua asciende al manto suprayacente (la “cuña mantélica”) y actúa como un “fundente”, bajando drásticamente el punto de fusión de la peridotita. Se generan magmas calcoalcalinos (intermedios, como las andesitas).
  3. Fusión por Aumento de Temperatura (Puntos calientes / Contaminación): Un magma básico (muy caliente, ~1200°C) ascendente puede “estancarse” en la base de la corteza continental (más gruesa y menos densa). El calor transferido es suficiente para fundir parcialmente la corteza, generando magmas félsicos (ácidos, como los graníticos/riolíticos).

 

1.2. Evolución Magmática: Las Series de Bowen

 

Un magma rara vez solidifica tal cual se formó. A medida que asciende y se enfría, evoluciona químicamente. Norman L. Bowen estableció en los años 20 las Series de Reacción de Bowen, que explican cómo cristalizan los minerales a diferentes temperaturas.

  • Serie Discontinua (Minerales Ferromagnesianos): A alta Tª cristaliza el Olivino. Si el magma sigue enfriando, el Olivino reacciona con el fundido restante para formar Piroxeno, luego Anfíbol, y finalmente Biotita.
  • Serie Continua (Plagioclasas): A alta Tª cristaliza la Plagioclasa rica en Calcio (Anortita). A medida que enfría, se enriquece progresivamente en Sodio (Albita).
  • Cristalización Final: A baja Tª (600-800°C), cristalizan los minerales restantes: Feldespato potásico, Moscovita y Cuarzo (el último en cristalizar).

Este proceso de Diferenciación Magmática (principalmente por cristalización fraccionada, donde los primeros cristales formados, más densos, se separan del fundido) explica cómo un único magma parental basáltico puede generar toda la diversidad de rocas ígneas, desde gabros (ricos en olivino) hasta granitos (ricos en cuarzo). Otros procesos, como la asimilación (fusión de la roca encajante) o la mezcla de magmas, también contribuyen a esta diversidad.

1.3. Emplazamiento y Textura: Plutón vs. Volcán

 

El lugar y, sobre todo, la velocidad de enfriamiento determinan la textura de la roca resultante (el tamaño y disposición de sus cristales).

  1. Rocas Plutónicas (o Intrusivas): El magma se enfría lentamente en profundidad (miles de años), dentro de cámaras magmáticas (batolitos, lacolitos). Los cristales tienen tiempo de crecer.
    • Textura: Fanerítica (grano grueso, cristales visibles a simple vista). Ej. Granito.
  2. Rocas Volcánicas (o Extrusivas): El magma (lava) se enfría rápidamente en la superficie (días, horas). Los cristales no tienen tiempo de formarse.
    • Textura: Afanítica (grano fino, cristales no visibles) o Vítrea (sin cristales, ej. Obsidiana). Si había mucho gas, textura Vesicular (con burbujas, ej. Pumita/Piedra Pómez).
  3. Rocas Filonianas (o Hipoabisales): Enfriamiento en dos fases. Lento en profundidad (formando grandes cristales o fenocristales) y rápido al ascender por fracturas (diques, sills), formando una matriz fina (pasta).
    • Textura: Porfídica (grandes cristales en una matriz fina).

 

3. Las rocas ígneas más importantes

 

Clasificamos las rocas ígneas usando dos criterios cruzados: Textura (lugar de enfriamiento) y Composición Química (principalmente el % de Sílice (SiO₂), que define la acidez/basicidad).

FÉLSICA (Ácida)INTERMEDIAMÁFICA (Básica)ULTRAMÁFICA
Mineralogía Clave>66% SiO₂. Cuarzo, Feldespato-K, Plagioclasa (Na). Colores claros.52-66% SiO₂. Plagioclasa (Na-Ca), Anfíbol, Piroxeno. Colores grises.45-52% SiO₂. Plagioclasa (Ca), Piroxeno, Olivino. Colores oscuros.<45% SiO₂. Olivino, Piroxeno. Colores muy oscuros/verdes.
Textura PlutónicaGRANITODIORITAGABROPERIDOTITA
Textura VolcánicaRIOLITA (y Obsidiana, Pumita)ANDESITABASALTO(Rara en superficie)
Tectónica AsociadaFusión corteza continental (Subducción, colisión)Subducción (Arcos volcánicos)Dorsales, Puntos CalientesManto superior

 

Descripciones clave:

  • Granito (Plutónica-Ácida): La roca de la corteza continental. Textura fanerítica. Compuesta de Cuarzo, Feldespato potásico (rosa o blanco) y Mica (Biotita/Moscovita). Usada en construcción (encimeras, adoquines).
  • Basalto (Volcánica-Básica): La roca de la corteza oceánica y de grandes erupciones (Hawái, Canarias). Textura afanítica, color negro. Compuesta de Plagioclasa cálcica y Piroxenos. Magma muy fluido.
  • Andesita (Volcánica-Intermedia): Roca típica de los volcanes de subducción (ej. los Andes, de ahí su nombre). Color gris, textura porfídica. Magma viscoso, asociado a erupciones explosivas (peligrosas).
  • Peridotita (Plutónica-Ultramáfica): No es una roca de la corteza, sino la roca que forma el Manto superior. A veces la encontramos en superficie (xenolitos) o en zonas de colisión continental (ofiolitas).

 

Aplicación didáctica

 

El enfoque LOMLOE requiere que el alumnado haga ciencia, no solo la memorice. El magmatismo se presta a la modelización y al análisis de casos reales.

Competencias Específicas Clave:

 

  • ESO (RD 217/2022): CE.BG.2 (Interpretar la Tierra como sistema dinámico), CE.BG.3 (Analizar riesgos).
  • Bachillerato (RD 243/2022): CE.BG.1 (Métodos científicos), CE.BG.4 (Relacionar dinámica interna con Tectónica de Placas y riesgos).

 

Ejemplo de Aplicación 1: 3º ESO – “Cocina de Cristales”

 

  • Ejemplo de Aplicación 1: 3º ESO – “Cocina de Cristales”
  • Metodología: Indagación guiada / Experimentación (Hands-on).
  • Situación de Aprendizaje (SA): “Un magma que se enfría rápido (volcán) da una roca diferente a uno que se enfría lento (plutón). ¿Podemos simularlo en el laboratorio para entender la textura?”
  • Desarrollo:
    1. Hipótesis: La velocidad de enfriamiento afecta al tamaño del cristal.
    2. Experimento: Se utiliza una sustancia con bajo punto de fusión (ej. Salol (fenil-salicilato), que funde a ~42°C, o incluso azúcar).
    3. Se funde el Salol en un baño maría (simulando el magma).
    4. Se vierten dos gotas en dos portaobjetos fríos: uno se deja a temperatura ambiente (enfriamiento lento, plutónico) y el otro se coloca sobre un bloque de hielo (enfriamiento rápido, volcánico).
    5. Observación: Con lupas o microscopios, observan que el enfriamiento lento ha generado grandes cristales (textura fanerítica) y el rápido, cristales minúsculos (afanítica).
  • Recursos: Salol, portaobjetos, mechero/placa, hielo, lupas.
  • Evaluación: Capacidad del alumno para relacionar la variable (velocidad de enfriamiento) con el resultado (tamaño del cristal) y extrapolarlo al modelo geológico (STEM 1, STEM 2).

 

Ejemplo de Aplicación 2: 1º Bachillerato – “C.S.I. La Palma: Análisis de una Erupción”

 

  • Metodología: Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) / Estudio de Caso.
  • Situación de Aprendizaje: “Somos el comité científico (PEVOLCA) monitorizando la erupción del volcán de Cumbre Vieja (2021). Debemos analizar las rocas arrojadas para clasificar el magma, entender su comportamiento y prever el tipo de riesgo.”
  • Desarrollo:
    1. Datos (Reales): Se proporcionan fotos y vídeos de la erupción (coladas fluidas, piroclastos) y muestras (o fotos de alta resolución) de las rocas: Basalto (negro, afanítico) y Pumita (vesicular, “lapilli”).
    2. Análisis (Laboratorio):
      • Visu: Identifican texturas (afanítica, vesicular) y color (oscuro/máfico).
      • Química: Se les da el dato: %SiO₂ ≈ 48-50%.
    3. Clasificación (Gabinete): Usando la matriz de clasificación, determinan que es un Basalto.
    4. Inferencia (Informe PEVOLCA): Relacionan los conceptos:
      • Magma Básico (poca sílice) -> Baja viscosidad (fluido).
      • Baja viscosidad -> Erupción efusiva (coladas de lava) más que explosiva.
      • Presencia de gases -> Formación de piroclastos (Pumita/Lapilli) y conos volcánicos.
    5. Producto Final: Un breve informe que conecte la composición del magma con el comportamiento de la erupción y los riesgos asociados (avance de coladas).
  • Recursos: Muestras de basalto/pumita, recursos web (IGN, INVOLCAN), vídeos de la erupción de La Palma.
  • Evaluación: Capacidad de integrar datos (visuales, químicos) para clasificar una roca (STEM 2) y aplicar ese conocimiento para explicar un fenómeno real y su riesgo (STEM 5, Ciudadana).

 

Conexión interdisciplinar y orientación vocacional

VOCACIONAL

  • Física y Química: El magmatismo es un ejercicio de termodinámica (puntos de fusión, calor latente), química de silicatos (polimerización, reacciones) y mecánica de fluidos (viscosidad).
  • Tecnología e Ingeniería:
    • Geotermia: El magmatismo es la fuente de la energía geotérmica de alta entalpía (presente en Canarias, Olot), un recurso energético renovable clave (Competencia Ecosocial).
    • Ciencia de Materiales: El basalto se usa para crear fibras (fibra de basalto) con propiedades aislantes y de resistencia superiores a la fibra de vidrio.
    • Monitorización: La vulcanología moderna usa GPS de alta precisión, drones, análisis de gases (sensores químicos) y sismómetros (Física de ondas).

Orientación Vocacional:

  • Vulcanología y Sismología: Carreras científicas en organismos públicos (IGN, CSIC, INVOLCAN) o universidades, vitales para la protección civil.
  • Ingeniería Geotécnica y Geotermia: Prospección y desarrollo de recursos energéticos limpios.
  • Petrología: Exploración de recursos minerales (muchos yacimientos están ligados a magmas, como las pegmatitas del Tema 3).

 

Conclusión

El magmatismo es el proceso que transporta energía y materia desde el interior de la Tierra hacia la superficie, siendo el motor principal de la Tectónica de Placas y del ciclo de las rocas. Lejos de ser un catálogo de rocas, el estudio de las rocas ígneas es una disciplina deductiva que nos permite inferir los procesos profundos que les dieron origen.

Desde la perspectiva LOMLOE, este tema es una oportunidad inmejorable para que el alumnado vea la ciencia en acción. Al conectar las Series de Bowen con la diversidad de rocas, y la composición química con el riesgo volcánico (como en La Palma), transformamos la geología descriptiva en una herramienta poderosa de análisis y prevención, formando a ciudadanos científicamente competentes y conscientes de su entorno (Competencia STEM y Competencia Ciudadana).

Normativa y Bibliografía

 

  • Ley Orgánica 3/2020, de 29 de diciembre (LOMLOE).
  • Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo (Enseñanzas mínimas ESO).
  • Real Decreto 243/2022, de 5 de abril (Enseñanzas mínimas Bachillerato).
  • Instituto Geográfico Nacional (IGN). Sección de Vulcanología y recursos educativos. Imprescindible en el contexto español.
  • Instituto Volcanológico de Canarias (INVOLCAN). Datos y divulgación sobre el magmatismo activo en España.
  • Tarbuck, E. J., Lutgens, F. K., & Tasa, D. G. (Última edición). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. Pearson Educación.
  • Anguita, F., & Moreno, F. (1991). Procesos geológicos internos. Ed. Rueda.
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