Abans de començar…
- La geosfera es la capa rocosa del planeta.
- Quan caminem per la ciutat o el camp, no fem gaire cas de les roques que ens envolten.
- Alguns minerals contenen metalls molt valuosos i gemmes molt boniques, que des de temps antics, l'ésser humà ha reservat per fer-ne joies.
- D'altres roques i minerals també han estat molt importants per al desenvolupament de les civilitzacions humanes: perquè n'extraiem metalls i altres primeres matèries.
- Les coves són de naturalesa rocosa i si analitzem amb atenció de què estan fets la majoria de materials amb què construïm les cases, veurem que provenen de roques.
- El carbó, la benzina, l'asfalt, els metalls, etc. Tots aquests materials els extraiem de roques i dels minerals.
1. L'estructura de la geosfera
La geosfera és la capa rocosa del planeta.
La geosfera és heterogènia: està formada per diversos tipus de roques que, a la vegada, determinen la divisió de la geosfera en tres capes:
L'escorça:
La geosfera és heterogènia: està formada per diversos tipus de roques que, a la vegada, determinen la divisió de la geosfera en tres capes:
L'escorça:
És la capa exterior de la geosfera, també la més prima. Es distingeixen dos tipus d'escorça:
El mantell:
- L'escorça continental: forma els continents. El seu gruix oscil·la entre els 25 i els 75 km. Està formada per granit, argiles, calcàries i pissarres.
- L'escorça oceànica: es troba sota els oceans. El seu gruix no supera els 10km. Està formada per basalt.
És la capa situada sota l'escorça. Arriba fins als 2 900km de profunditat. Les roques que formen el mantell són les peridotites. Es divideix en dues parts:
El nucli:
- El mantell superior: està format per una primera capa de materials sòlids, seguida d'una capa de materials parcialment fosos a causa de les elevades temperatures. Aquests materials es poden deformar per la pressió, però no es trenquen.
- El mantell inferior: constituït per materials sòlids.
El nucli:
Situat a la part més interna de la geosfera. Està constituït per ferro i níquel. S'hi diferencien dues parts:
2. Minerals
- El nucli extern: en què els materials es troben en estat líquid.
- El nucli interna: que és sòlid.
Definició de mineral
Un mineral és la substància sòlida d'origen natural i inorgànica que té una estructura i una composició química determinada o que varia molt poc.
Així doncs, una substància es considera mineral si:
Així doncs, una substància es considera mineral si:
- És sòlida: per tant, les substàncies líquides (com l'aigua) o gasoses (com l'aire) no són minerals.
- És d'origen natural: per tant, les substàncies que l'ésser humà ha creat de manera artificial (com el vidre, els diamants artificials, el plàstic o la porcellana) no es consideren minerals.
- És inorgànica: per tant, les substàncies produïdes pels éssers vius (com els esquelets, les closques o l'ambre) no són minerals.
- Té una composició química determinada: els minerals es formen en unes condicions de temperatura i pressió concretes que en determinen l'ordre intern. En conseqüència:
- Els minerals estan cristal·litzats.
 |
| Cal diferenciar entre les substàncies que són minerals de les que no ho són. La mà de sota conté una bossa de plàstic plena d'aire i agua. En aquest cas, cap de les tres substàncies és un mineral. |
Propietats dels minerals
Per identificar els minerals es fan servir una sèrie de propietats que es poden deduir de la seva observació a ull nu:
Les propietats òptiques:
Les propietats dels cristalls:
Les propietats mecàniques:
Les propietats òptiques:
- El color:
 |
| El color verd de la malaquita. |
 |
| El coure és el responsable del color blau de l'atzurita. |
 |
| El color rosa del quars rosa. |
 |
| El vanadi produeix el color vermell de la vanadinita. |
- El color de la ratlla:
 |
| El color de la ratlla és el mètode més adequat per percebre el color real del mineral. Per esbrinar-lo es fa una ratlla amb el mineral sobre una superfície de porcellana blanca. |
- La lluïssor: mostra la manera com la superfície del mienral reflecteix la llum. Els minerals poden presentar diferents tipus de lluissor: metàl·lica, vítria, nacarada, sosa, greixosa o mat.
 |
| Tipus de lluïssor, per ordre: metàl·lica, vítria, nacarada, sosa i mat. |
- La transparència: opaca, translúcida, transparent.
 |
| La galena és una mineral opac. |
 |
| L'òpal de foc és un mineral translúcid. |
 |
| El guix és un mineral transparent. |
- La forma: ve determinada per l'aspecte dels cristalls que hi ha en els minerals. Forma polièdrica, amb cares, arestes i vèrtexs ben definits (prismes, làmines, cubs, etc.)
 |
| La pirita: sistema cristal·lí isomètric. |
 |
| La wulfenita: sistema cristal·lí tetragonal. |
 |
| La turmalina: sistema cristal·lí ditrigonal. |
 |
| El quars: sistema cristal·lí trapezoèdric. |
 |
| El guix: sistema cristal·lí monoclínic. |
 |
| La labradorita: sistema cristal·lí triclínic. |
 |
| L'àmbar: sistema amorf, cristalls sense simetria. |
- El gust:
 |
| L'halita: de color blanc o incolora. Es un mineral molt tou. És formada per clorur de sodi; és la sal comuna. S'utilitza com a condiment i conservant. |
- El magnetisme:
 |
| La magnetita: és un mineral de ferro que presenta un fort magnetisme de manera que es pot comportar com un imà. |
- La radioctivitat i la fluorescència:
 |
| L'autunita: és una mena d'Urani, utilitzada en la indústria energètica i metal·lúrgica. |
Les propietats mecàniques:
- La tenacitat: és la resistència que ofereix el mineral a trencar-se; si ho fa amb facilitat és un mineral fràgil, mentre que si no ho fa, és tenaç.
- L'exfoliació: és la capacitat d'un mineral de dividir-se en làmines o figures polièdriques, com la mica.
 |
| La mica és un mineral que presenta exfoliació: es trenca en fines làmines. |
- La fractura: és la manera en què es fragmenten els minerals que no mostren exfoliació, tot generant fragments irregulars.
- La densitat: indica la quantitat de massa per unitat de volum.
- La duresa: és la resistència que ofreix un mineral a ser ratllat. Per mesurar-ho s'ha establert una escala graduada de l'1 al 10: l'escala de mohs.
L'extracció dels minerals
Els jaciments són acumulacions naturals de minerals a partir dels quals l'ésser humà obté matèries o utilitza com a font d'energia.
En els jaciments es distingeix:
En els jaciments es distingeix:
- La mena: que és la part rendible de l'explotació.
- La ganga: que és la part sense interès comercial.
L'excavació que es du a terme per extreure el mineral s'anomena mina.
 |
| Mina a cel obert: és el mètode utilitzat si el jaciment es troba a poca profunditat o a la superficie. S'estructuren en terrasses cada cop més profundes. |
 |
| Pedreres: són mines a cel obert de les quals s'extreuen materials per a la consrucció o roques ornamentals. |
 |
| Mina subterrània: es fa servir quan el jaciment és profund. Consta d'una xarxa de túnels en què els conductes verticals s'anomenen pous i els horitzontals, galeries. |
3. Roques
Definició de roca
Una roca és un agregat d'un o més minerals en què les característiques i propietats de cada mineral es conserven.
Hi ha molts minerals a la natura, però no més d'una vintena són els constituents essencials de les roques. Aquests minerals acostumen a tenir oxigen i silici, els dos elements més abundants a l'escorça terrestre. Llavors classifiquem aquests minerals en dos grans grups:
Les roques metamòrfiques:
Les roques ígnies o magmàtiques:
Hi ha molts minerals a la natura, però no més d'una vintena són els constituents essencials de les roques. Aquests minerals acostumen a tenir oxigen i silici, els dos elements més abundants a l'escorça terrestre. Llavors classifiquem aquests minerals en dos grans grups:
- Els siliciats: són compostos per silici, oxigen i altres elements com ferro, alumini, calci o magnesi. Constitueixen el 75% de l'escorça terrestre.
- Els no silicats: pertanyen a aquest grup els minerals que no contenen silici.
Tipus de roques
Les roques es classifiquen en tres grans grups segons les condicions ambientals de pressió i temperatura que van predominar durant la seva formació.
Les roques sedimentàries:
Són el resultat de processos de formació que tenen lloc a la superfície terrestre on la temperatura i la pressió a què són sotmeses són baixes. Es formen processos de transformació química, d'erosió, de transport i acumulació de sediments i la compactació posterior.
 |
| El gres: és una roca aspre i en tocar-la es desprenen grans de sorra. Els grans que constitueixen el gres són visibles a ull nu però tenen una mida inferior als 2 mm. |
 |
| El carbó: és una roca negrosa formada per l'acumulacio de matèria orgànica. |
 |
| L'argila: els grans són tan petits que no es poden observar a ull nu. |
 |
| El conglomerat: és una roca formada per grans de mida superior als 2 mm. Els grans de mida grossa s'anomenen clasts i els materials més fins formen la matriu. Quan els clasts no són arrodonits, sino angulosos, la roca s'anomena bretxa. |
Les roques metamòrfiques:
S'originen per la transformació d'altres roques situades a l'interior de l'escorça però sense que els materials es fonguin. Les roques estan sotmeses a pressions molt elevades i a temperatures altes, tot i que no prou per fondre els materials.
 |
| La pissarra és una roca de color variable, tot i que hi dominen les tonalitats fosques. La pissarra té una foliació molt marcada i no hi són visibles els cristalls a simple vista. Els petits cristalls de mica fan que la superfície de la roca mostri una lluïssor lleugera. |
 |
| El marbre: és una roca de color variat amb vetes de diversos colors, el marbre es una roca que no presenta foliació. És format per cristalls de calcita visibles a simple vista. |
Les roques ígnies o magmàtiques:
Es formen com a resultat del refredament d'un magma, material fos del mantell i de l'escorça terrestre. Si les roques es refreden ràpidament i a la superficie de la Terra, les roques que s'originen són volcàniques, mentre que si ho fan a l'interior de l'escorça i de manera lenta, les roques que en resulten són plutòniques.
 |
| El basalt: és una roca volcànica de color fosc, fins i tot negre, pero mat. La majoria dels cristalls són molt petits, invisibles a ull nu. El basalt és la roca mes abundant de l'escorça oceànica. |
 |
| L'obsidiana: és una roca volcànica de color negre intens, brillant i molt dura, ja que arriba a ratllar el vidre. La seva textura és vítria. Quan la roca es trenca, les arestes generades són afilades i tallen, fet pel qual a l'antiguitat es feia servir per fabricar utensilis tallant. |
 |
| El granit: és una roca plutònica de color clar però variable, entre gris i rosat, és la roca més abundant de l'escorça continental. És una roca dura i resistent, fet pel qual és molt utilitzada en construcció. |
 |
| La sienita: és una roca plutònica d'aspecte similar al granit, el color predominant és el rosat, ja que té molt poc quars. |
El cicle de les roques
Les roques es formen, es transformen, es desgasten i donen lloc a nous materials que originaran noves roques. El procés pot ser el següent:
- L'activitat dels volcans i el moviment de l'escorça terrestre provoca la formació de les serralades.
- La pluja, el vent i el el erosionen les muntanyes i els rius i els torrents transporten els materials erosionats cap al mar, lloc on sedimentn i posteriorment es converteixen en roca.
- El pes que exerceixen els nous sediments sobre les roques en fa augmentar la temperatura i la pressió, de manera que experimenten canvis, sense arribar-se a fondre.
- Les roques transformades poden aixecar-se i originar noves serralades, o continuar enfonsant-se fins que es fonen i es converteixen de nou en magma.
