Caliza: definición, formación, origen y usos de la roca sedimentaria
Descubre qué es la caliza, cómo se forma, su origen biológico y usos prácticos en construcción e industria. Guía completa y fácil de entender.
La piedra caliza es una roca sedimentaria compuesta principalmente por el mineral calcita, una forma de carbonato de calcio, CaCO3 .
El carbonato de calcio es producido originalmente por organismos vivos. Posteriormente, parte de él entra en solución en el agua de mar. Las rocas calizas incluyen principalmente restos orgánicos y carbonato precipitado.
La caliza constituye aproximadamente el 10% del volumen total de todas las rocas sedimentarias.
Formación y origen
La caliza se forma por dos procesos principales, a menudo combinados:
- Origen biogénico: acumulación de conchas, esqueletos y otros restos de organismos marinos (moluscos, foraminíferos, corales, algas calcáreas). Con el tiempo estos restos se compactan y cementan formando rocas ricas en fósiles.
- Precipitación química o bioquímica: el CaCO3 puede precipitar directamente del agua, especialmente en ambientes marinos poco profundos, lagunas y manantiales ricos en calcio. Ejemplos son las oolitas y las travertinas.
Durante la diagénesis (compactación y cementación tras la sedimentación) el carbonato puede recristalizarse, cambiar su textura o transformarse por procesos como la dolomitización (reemplazo por dolomita, CaMg(CO3)2). Con mayor temperatura y presión, la caliza puede metamorfizarse en mármol.
Ambientes de depósito
- Plataformas carbonatadas y plataformas continentales someras (ambientes marinos cálidos y poco profundos).
- Arrecifes coralinos y lagunas protegidas.
- Ambientes intermareales y tidal flats (láminas de marea con fangos carbonatados).
- Ambientes profundos donde se acumulan yesos finos o chalk (gorduras calcáreas de organismos microscópicos).
- Cuevas (speleotemas: estalactitas y estalagmitas) y manantiales de agua dulce (travertino y tufa).
Clasificación y tipos comunes
La caliza se clasifica según su origen, textura y composición; entre los tipos más conocidos están:
- Caliza fossilífera: rica en restos visibles de organismos.
- Coquina: formada casi completamente por fragmentos de conchas sueltas, con poca cementación.
- Oolita (oolítica): formada por pequeñas esferas concéntricas llamadas ooides.
- Micrítica: de grano muy fino (micrita), con aspecto homogéneo.
- Sparítica: con cristales de sparita (calcita cristalina) que rellena huecos.
- Chalk (tiza): caliza muy fina formada por restos microscópicos, blanda y porosa.
- Travertino y tufa: carbonatos de depósito rápido en aguas dulces, travertino más denso y compacto, tufa más porosa.
Propiedades físicas y cómo identificarla
- Composición: principalmente CaCO3, a veces aragonita y cantidades variables de impurezas (arcillas, sílice, óxidos de hierro).
- Dureza: relativamente baja (alrededor de 3 en la escala de Mohs para la calcita).
- Densidad: típica ~2,6–2,8 g/cm³, depende de porosidad e impurezas.
- Reacción con ácido: la prueba más usada: una gota de ácido clorhídrico diluido produce efervescencia (liberación de CO2), indicando carbonato de calcio.
- Textura y color: varía desde blanco puro hasta gris, beige, amarillo o rojizo (por óxidos de hierro). La porosidad puede ser alta (tufa, chalk) o baja (travertino bien litificado).
- Fósiles: presencia frecuente de restos fósiles que permiten interpretar ambientes y edades.
Usos y aplicaciones
La caliza tiene múltiples usos industriales, agrícolas y de construcción:
- Construcción y ornamentación: bloque y losa para edificios, fachadas, suelos y esculturas (mármol es caliza metamorfizada).
- Materia prima para cemento: caliza calcinada y mezclada con arcillas produce clínker, base del cemento Portland.
- Producción de cal: cal viva (CaO) y cal apagada (Ca(OH)2) para morteros, tratamiento de suelos y procesos industriales.
- Agricultura: enmienda (cal agrícola) para corregir la acidez del suelo.
- Industria: carga mineral en papel, plásticos y pinturas; neutralización de gases ácidos (desulfurización de humos); fabricación de vidrio y acero.
- Acueductos y acuíferos: formaciones calcáreas pueden contener importantes reservas de agua subterránea en sistemas kársticos.
Importancia geológica y ambiental
- Registro fósil: las calizas conservan restos de organismos y permiten reconstruir paleoclimas y paleoambientes.
- Kárstico: la disolución del CaCO3 origina cuevas, dolinas, sumideros y sistemas de drenaje subterráneo que condicionan el paisaje y el suministro de agua.
- Ciclo del carbono: la precipitación y disolución de carbonatos forman parte del ciclo geológico del carbono y afectan la concentración de CO2 en la atmósfera a escala geológica.
- Vulnerabilidad: la caliza es susceptible a la corrosión por lluvia ácida y a la disolución por aguas ácidas; las zonas kársticas presentan riesgos geotécnicos (hundimientos, colapso de cavidades).
Consideraciones prácticas
- Para identificar caliza en campo, observe textura y fósiles y realice la prueba de efervescencia con ácido clorhídrico diluido.
- En proyectos de ingeniería y construcción, evalúe la calidad (porosidad, fracturación, resistencia) y el potencial kárstico del sustrato calcáreo.
- La extracción de caliza tiene impacto ambiental (canteras, alteración del relieve); las restauraciones y manejos sostenibles son recomendables.
En resumen, la caliza es una roca sedimentaria rica en carbonato de calcio con un papel central en la geología, la industria y el paisaje, desde la conservación de fósiles hasta la producción de materiales esenciales como cemento y cal.
Rocas calcáreas en forma de karst
Cabañas de piedra de Cotswold en Bibury, Inglaterra. Se construyeron en 1380 como almacén de lana monástico y se convirtieron en cabañas de tejedores en el siglo XVII
Formación
La caliza está formada principalmente por carbonato cálcico. En un principio, lo fabrican pequeños protistas fotosintéticos como ciertas bacterias, cocolitóforos y algas. Después, el carbonato es utilizado por varios animales, como los bivalvos y los pólipos que forman los arrecifes de coral. Construyen sus conchas o armazones con cristales de CaCO . 3
"[Los cocolitóforos] fueron los primeros organismos que provocaron una lluvia constante de carbonato cálcico desde la zona superior e iluminada del océano hacia las profundidades".p144
Los carbonatos son rocas formadas a partir de estas fuentes, más cualquier CaCO3 que se precipite fuera de la solución. Algunos carbonatos se disuelven en el agua. Se precipita cuando cambian las condiciones físicas del agua. Por ejemplo, si la concentración de CaCO3 es alta, un descenso de la temperatura, o un cambio de pH (acidez), puede provocar la precipitación.
Bahía de Florida
La bahía de Florida, la laguna poco profunda situada detrás de los Cayos de Florida, es un modelo de las condiciones que produjeron las calizas en la plataforma continental. Por supuesto, todas las especies eran algo diferentes entonces pero, como ecosistema, es similar.
En la bahía de Florida abunda un tipo de planta con flores llamada hierba marina. También abunda el agua blanca y lechosa llena de carbonato de calcio. Éste está formado principalmente por la Melobesia, una pequeña alga roja que vive sobre la hierba marina.p151 Por último, los organismos producen enormes cantidades de limo, que es un polisacárido. Hay buenas razones para pensar que el limo es producido por los microorganismos para controlar la forma en que se forman sus esqueletos de carbonato.p139 Como efecto secundario, el limo limita la cantidad de carbonato que pasa a la solución. p155
La bahía de Florida es una plataforma plana que ha depositado una enorme cantidad de roca carbonatada.
"Hay que perforar más de 3.000 pies antes de llegar a un tipo de roca diferente, y que es de edad cretácea, hace unos 70 millones de años".p158
Calizas fosilíferas
Muchas calizas contienen fósiles, y algunas están formadas casi por completo por material esquelético. La tiza tiene un 99% de cocolitos; la caliza de Solnhofen es famosa por sus fósiles de animales; y hay muchas calizas gelatinosas de distintos periodos. La caliza no se encuentra mucho antes del período Cámbrico, porque los animales con caparazón aún no habían evolucionado.
La piedra caliza como material de construcción
Mármol
Cuando la piedra caliza se calienta a alta temperatura y se exprime en la base de una montaña, recristaliza en la roca metamórfica mármol. Los mármoles son bastante densos, relativamente fáciles de cortar o moldear en bloques, y algunas formas son de color blanco.
Utiliza
La piedra caliza es lo suficientemente dura como para resistir a la intemperie, pero suele ser lo suficientemente blanda como para ser trabajada (cortada y tallada) por los canteros. Se utiliza como material de construcción. La piedra caliza, sobre todo la de Portland, se hizo popular en los siglos XIX y XX para construir cosas como iglesias, bancos y casas. Sin embargo, la lluvia ácida erosiona lentamente la piedra caliza.
La piedra caliza se utiliza para fabricar vidrio y cemento. También se utiliza para fabricar hierro en un alto horno, para eliminar las impurezas del mineral de hierro.
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