Τι είναι ο κύκλος βράχου:Ορισμός, διάγραμμα και παραδείγματα

Ο κύκλος του ροκ είναι μια έννοια της γεωλογίας που περιγράφει τη μετάβαση των πετρωμάτων μεταξύ των τριών τύπων πετρωμάτων:πυριγενών, ιζηματογενών και μεταμορφωμένων. Ο κύκλος περιγράφει πώς κάθε τύπος πετρώματος μπορεί να μετατραπεί σε άλλο τύπο βράχου μέσω γεωλογικών διεργασιών.

Τι είναι ο κύκλος του ροκ;

Οι περισσότεροι από εμάς θεωρούμε τους βράχους ως αντικείμενα που δεν αλλάζουν. Αντιλαμβανόμαστε ότι οι βράχοι απλώς συνεχίζουν να υπάρχουν ως έχουν, ή τουλάχιστον τους αντιμετωπίζουμε σαν να υπάρχουν. Ωστόσο, η αλήθεια είναι ότι σε μια γεωλογική κλίμακα, μια κλίμακα εκατομμυρίων ετών, τίποτα δεν είναι αμετάβλητο. Τα πετρώματα και το έδαφος γύρω μας είναι προϊόντα εκατομμυρίων ετών μετασχηματισμού λόγω μιας ποικιλίας διαφορετικών γεωλογικών διεργασιών. Αυτές οι γεωλογικές διεργασίες μπορούν να αναφέρονται ως «κύκλος βράχου».

Η ανακάλυψη ή η περιγραφή του κύκλου των βράχων συνήθως πιστώνεται στον Τζέιμς Χάτον, έναν γεωλόγο που έζησε τον 18ο αιώνα. Ο Χάτον αναφέρεται μερικές φορές ως «ο πατέρας της σύγχρονης γεωλογίας». Ο Χάτον σημείωσε ότι η διαδικασία δεν είχε «απομεινάρια αρχής και προοπτική τέλους». Είχε συνειδητοποιήσει ότι ήταν μια διαδικασία που συνέβαινε από τον σχηματισμό της Γης και ότι ο κύκλος μετακινεί τους βράχους, τους λιώνει και τους μεταμορφώνει ατελείωτα.

Παρόμοια με τη διαδικασία της ανακύκλωσης, τα πετρώματα κινούνται μέσω μιας κυκλικής διαδικασίας. Αυτή η διαδικασία μπορεί να μεταφέρει τα πετρώματα από μάγμα στην επιφάνεια και να βιώσουν διάβρωση και μετά να γίνουν μάγμα. Ο κύκλος των πετρωμάτων μπορεί να παράγει και να μεταμορφώσει τρεις διαφορετικούς τύπους πετρωμάτων:ιζηματογενή πετρώματα, πυριγενή πετρώματα και μεταμορφωμένα πετρώματα. Πώς ταξινομούνται οι τρεις διαφορετικοί τύποι ροκ και πώς μεταμορφώνονται μεταξύ τους;

Στην ουσία, οι γεωλογικές διεργασίες μπορούν να μετατρέψουν έναν τύπο πετρώματος σε άλλο. Τα πυριγενή πετρώματα μπορούν να μετατραπούν είτε σε μεταμορφωμένα πετρώματα είτε σε ιζηματογενή πετρώματα, ενώ τα ιζηματογενή πετρώματα μπορούν να μετατραπούν τόσο σε μεταμορφωμένα όσο και σε πυριγενή πετρώματα. Φυσικά, τα μεταμορφωμένα πετρώματα μπορούν να μετατραπούν σε ιζηματογενή ή πυριγενή πετρώματα. Πριν βουτήξουμε στις διαδικασίες που μεταμορφώνουν τους τρεις διαφορετικούς τύπους βράχου ο ένας στον άλλο, θα ήταν χρήσιμο να ορίσουμε ορισμένους όρους.

Μεταμορφωμένος βράχος

Τα μεταμορφωμένα πετρώματα δημιουργούνται από έντονη θερμότητα και πίεση. Η πίεση ή/και η θερμότητα είναι τόσο έντονη που μπορεί να μεταμορφώσει τις βασικές ιδιότητες ενός άλλου τύπου πετρώματος. Τυπικά οι τεκτονικές διεργασίες (οι διεργασίες που ευθύνονται για την κίνηση των ηπείρων) δημιουργούν μεταμορφωμένα πετρώματα, αλλά μπορούν επίσης να δημιουργηθούν μέσω μικρότερης κλίμακας συγκρούσεων και καταστάσεων πίεσης. Σημειώστε ότι ενώ η μία/και οι δύο διεργασίες υψηλής πίεσης ή υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να δημιουργήσουν μεταμορφωμένα πετρώματα, μία δύναμη μπορεί να είναι κυρίαρχη στη δημιουργία τους. Το επίπεδο θερμοκρασίας πρέπει επίσης να είναι εντός ενός συγκεκριμένου εύρους, καθώς εάν η θερμοκρασία γίνει πολύ υψηλή, θα δημιουργηθούν πυριγενή πετρώματα.

Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι μεταμορφωμένου βράχου:το φυλλωμένο μεταμορφωμένο και το μη φυλλωτό μεταμορφωμένο. Το φυλλωμένο μεταμορφωμένο βράχο περιλαμβάνει ροκ σαν σχιστόλιθο και σχιστόλιθο, που έχουν εξέχουσες ζώνες πάνω τους χάρη στην έκθεσή τους σε υψηλές ποσότητες θερμότητας και πίεσης. Οι βράχοι χωρίς φύλλα δεν έχουν ζώνες και περιλαμβάνουν πράγματα όπως μάρμαρο και χαλαζίτη.

Πυριγενή πετρώματα

Τα πυριγενή πετρώματα δημιουργούνται μέσω υψηλών θερμοκρασιών, αρκετά ζεστά για να λιώσουν τα πετρώματα και να τα μετατρέψουν σε μάγμα. Η ψύξη και η στερεοποίηση του μάγματος που συμβαίνει με την πάροδο του χρόνου δημιουργεί πυριγενή πετρώματα. Το μάγμα ξεκινά πολύ ζεστό κάτω από την επιφάνεια της Γης, αλλά καθώς ωθείται προς την επιφάνεια αρχίζει να ψύχεται. Η ταχεία ψύξη του μάγματος μπορεί να οδηγήσει σε σχηματισμούς βράχων με μικροσκοπικούς κρυστάλλους μέσα τους, ενώ η πιο αργή ψύξη μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλους κρυστάλλους. Η πιο ακραία μορφή ταχείας ψύξης είναι μια ηφαιστειακή έκρηξη. Σε περίπτωση ηφαιστειακής έκρηξης, το μάγμα εκτοξεύεται απευθείας στον αέρα και αυτό σημαίνει ότι το μάγμα έχει την ευκαιρία να παρακάμψει πλήρως το στάδιο του βράχου και να μετατραπεί σε ηφαιστειακό γυαλί.

Τα πυριγενή πετρώματα υποδιαιρούνται σε δύο διαφορετικές κατηγορίες, τα διεισδυτικά και τα εξωθητικά. Τα διεισδυτικά πυριγενή πετρώματα είναι αυτά που ψύχονται αργά κάτω από την επιφάνεια και περιλαμβάνουν γρανίτη και περιδοτίτη. Τα εξωθητικά πυριγενή πετρώματα αναφέρονται σε εκείνους τους βράχους που εκτοξεύονται στην επιφάνεια της Γης λόγω ηφαιστειακής έκρηξης και σε αυτούς περιλαμβάνονται ο οψιανός (μια μορφή ηφαιστειακού γυαλιού), ο βασάλτης και η ελαφρόπετρα.

Ιιζηματογενή πετρώματα

Τα ιζηματογενή πετρώματα δημιουργούνται μέσω της διαδικασίας εναπόθεσης και ενοποίησης ιζημάτων. Το ίζημα είναι κάθε τύπος γεωλογικών σωματιδίων, σωματιδίων φτιαγμένα από τη Γη, τα οποία είναι αρκετά μικρά ώστε να μεταφερθούν και να μετακινηθούν από τον άνεμο ή το νερό. Αυτά τα σωματίδια μπορούν να συσσωρευτούν σε μια περιοχή με την πάροδο του χρόνου, όπως στον πυθμένα ενός ποταμού. Αφού συσσωρευτούν τα σωματίδια, μπορούν να ενωθούν και να σκληρύνουν σε ένα ενιαίο ιζηματογενές πέτρωμα. Αν και τόσο πυριγενή όσο και μεταμορφωμένα πετρώματα δημιουργούνται κάτω από την επιφάνεια της Γης, τα ιζηματογενή πετρώματα μπορούν να δημιουργηθούν ενώ είναι θαμμένα κάτω από μια σχετικά μικρή ποσότητα εδάφους ή ακόμα και όταν βρίσκονται στην επιφάνεια.

Τα ιζηματογενή πετρώματα υπάρχουν σε τρεις διαφορετικούς τύπους:κλαστικά, χημικά και οργανικά. Τα κλαστικά ιζηματογενή πετρώματα περιλαμβάνουν σχιστόλιθο και ψαμμίτη και σχηματίζονται συνήθως από τις καιρικές συνθήκες, ενώ τα χημικά ιζηματογενή πετρώματα σχηματίζονται από ένα χημικό ίζημα και περιλαμβάνουν αλάτι και πυριτόλιθο. Τέλος, τα οργανικά ιζηματογενή πετρώματα περιλαμβάνουν δολομίτη και άνθρακα και σχηματίζονται από τη συσσώρευση οργανικών υπολειμμάτων όπως νεκρά φύλλα ή ζώα.

Μεταβάσεις μεταξύ τύπων βράχου

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η μετάβαση μεταξύ των τύπων βράχου μπορεί να συμβεί λόγω μιας ποικιλίας διεργασιών. Μεταμορφωμένα και ιζηματογενή πετρώματα μπορούν να γίνουν πυριγενή πετρώματα μετατρέποντάς τους σε μάγμα σε υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που συνήθως διαρκεί εκατομμύρια χρόνια για να συμβεί. Τα μεταμορφωμένα πετρώματα δημιουργούνται μέσω της θερμοκρασίας και της πίεσης, αρκεί η θερμοκρασία να μην είναι πολύ υψηλή. Τα μεταμορφωμένα πετρώματα μπορούν να δημιουργηθούν είτε μέσω μεταμορφισμού επαφής είτε μέσω περιφερειακής μεταμόρφωσης. Ο περιφερειακός μεταμορφισμός συμβαίνει καθώς οι γεωλογικές περιοχές συντρίβονται μεταξύ τους, όπως σε οροσειρές, γεγονός που δημιουργεί φυλλωμένους μεταμορφικούς βράχους. Ο μεταμορφισμός επαφής συμβαίνει όταν τα πετρώματα πλησιάζουν σε καυτά πυριγενή πετρώματα, τα οποία καταλήγουν να αλλάζουν τις ιδιότητες του βράχου και να δημιουργούν κρυστάλλους. Τέλος, επιφανειακές διεργασίες όπως η κατακρήμνιση και οι καιρικές συνθήκες μπορούν να μετατρέψουν μεταμορφωμένα και πυριγενή πετρώματα σε ιζηματογενή πετρώματα.

Γεωλογικές διεργασίες που μεταμορφώνουν πετρώματα

Οι πρωταρχικές δυνάμεις πίσω από τον κύκλο του βράχου είναι γεωλογικές. Αυτές οι δυνάμεις είναι υποβιβαστικές και ανυψωτικές. Η ανύψωση αναφέρεται στην ώθηση του βράχου έξω από την επιφάνεια της Γης, δημιουργώντας βουνά. Καταβύθιση είναι όταν μια πλάκα βράχου βυθίζεται κάτω από μια άλλη πλάκα και γίνεται μάγμα βαθιά κάτω από τη Γη. Τόσο η καταβύθιση όσο και η ανύψωση προκαλούνται από τεκτονικές πλάκες. Οι ηπειρωτικές πλάκες που βρίσκονται στον μανδύα της Γης κινούνται. Ενώ οι πλάκες συνήθως κινούνται μόνο με λίγα εκατοστά το χρόνο, με την πάροδο εκατομμυρίων ετών αυτό οδηγεί σε τεράστιες αλλαγές στην επιφάνεια της Γης. Καθώς αυτές οι πλάκες συγκρούονται και γλιστρούν η μία δίπλα στην άλλη, ορισμένες περιοχές συγκρούονται και ωθούνται προς τα επάνω ενώ άλλες περιοχές ωθούνται κάτω.

Το φαινόμενο της εξάπλωσης του θαλάσσιου πυθμένα παίζει επίσης ρόλο στον κύκλο των βράχων. Οι τεκτονικές πλάκες που συγκρούονται μεταξύ τους αναγκαστικά απομακρύνονται η μία από την άλλη σε άλλες περιοχές. Αυτό σημαίνει ότι το μάγμα απελευθερώνεται από τη Γη όπου οι πλάκες χωρίζονται, βαθιά στον ωκεανό. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί στη δημιουργία περισσότερου θαλάσσιου πυθμένα μαζί με μεταμορφωμένα πετρώματα και πυριγενή πετρώματα.

Επιφανειακές διεργασίες όπως οι καιρικές συνθήκες συμβάλλουν επίσης στον κύκλο του βράχου. Ο άνεμος και η βροχή μπορεί να φθαρούν και να πέσουν με την πάροδο του χρόνου, διασπώντας πυριγενείς και μεταμορφωμένες δομές πετρωμάτων σε μικρά σωματίδια τα οποία στη συνέχεια ενώνονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ιζηματογενή πετρώματα.

Η γεωλογία του κόσμου μας καθοδηγείται από διαδικασίες που συνεχίζονται από τον σχηματισμό της Γης. Κάθε βράχος που βλέπετε, από τις λείες πέτρες στην κοίτη μέχρι τα βουνά στο βάθος, είναι μέρος του κύκλου που βρίσκεται σε εξέλιξη.