Lacaliza es unaroca sedimentaria compuesta mayoritariamente porcarbonato de calcio (CaCO3), generalmentecalcita, aunque frecuentemente presenta trazas demagnesita (MgCO3) y otroscarbonatos.[1] También puede contener pequeñas cantidades de minerales comoarcilla,hematita,siderita,cuarzo, etc., que modifican (a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca. El carácter prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es menos dura que elcobre (su dureza en laescala de Mohs es de 3) y reacciona con efervescencia en presencia deácidos tales como elácido clorhídrico.
Alrededor del 20% al 25% de la roca sedimentaria es roca carbonatada, y la mayor parte es piedra caliza.[2][3] La roca carbonatada restante es en su mayor partedolomita, una roca estrechamente relacionada, que contiene un alto porcentaje del mineraldolomita,CaMg(CO 3) 2. Lacaliza magnesiana es un término obsoleto y mal definido que se utiliza para referirse a la dolomita, a la caliza que contiene una cantidad significativa de dolomita (caliza dolomítica) o a cualquier otra caliza que contenga un porcentaje significativo demagnesio.[4] La mayor parte de la caliza se formó en ambientes marinos poco profundos, comoplataformas continentales oplataformas, aunque cantidades menores se formaron en muchos otros ambientes. Gran parte de la dolomita es dolomita secundaria, formada por alteración química de la caliza.[5][6] La piedra caliza está expuesta en grandes regiones de la superficie de la Tierra, y debido a que la piedra caliza es ligeramentesoluble en el agua de lluvia, estas exposiciones a menudo se erosionan para convertirse en paisajeskársticos. La mayoría de los sistemas de cuevas se encuentran en lechos de roca caliza.
La piedra caliza tiene numerosos usos: comomateria prima química para la producción decal utilizada paracemento (un componente esencial delhormigón), como agregado para la base de las carreteras, como pigmento blanco o relleno en productos comopasta de dientes opintura, como acondicionador del suelo y como adición decorativa popular en jardines de rocas. Las formaciones calizas contienen alrededor del 30% de lasreservas de petróleo del mundo.[3]
Si se calcina (se lleva a alta temperatura), la caliza da lugar acal (óxido de calcio impuro, CaO).
La caliza está compuesta principalmente por losmineralescalcita yaragonito, que son diferentesformas cristalinas decarbonato cálcico (CaCO 3). Ladolomita,CaMg(CO 3) 2, es un mineral poco común en la caliza, y lasiderita u otrosminerales de carbonato son raros. Sin embargo, la calcita de la caliza contiene a menudo un pequeño porcentaje demagnesio. La calcita de la caliza se divide en calcita baja en magnesio y calcita alta en magnesio, con una línea divisoria situada en una composición del 4% de magnesio. La calcita con alto contenido en magnesio conserva la estructura mineral de la calcita, que es distinta de la dolomita. La aragonita no suele contener una cantidad significativa de magnesio.[7] Por lo demás, la mayoría de las calizas son químicamente bastante puras, consedimentos clásticos (principalmentecuarzo de grano fino yminerales de arcilla) que constituyen menos del 5%[8] al 10%[9] de la composición. La materia orgánica suele representar alrededor del 0,2% de una caliza y rara vez supera el 1%.[10]
La caliza suele contener cantidades variables desílice en forma dechert o fragmentos esqueléticos silíceos (como espículas deesponja,diatomeas oradiolarios).[11] Losfósiles también son comunes en la caliza.
La caliza suele ser de color entre blanco y gris. La caliza que es inusualmente rica en materia orgánica puede ser de color casi negro, mientras que trazas dehierro omanganeso pueden dar a la caliza un color blanquecino a amarillo a rojo. La densidad de la caliza depende de su porosidad, que varía entre el 0,1% de la caliza más densa y el 40% de la creta. La densidad correspondiente oscila entre 1,5 y 2,7 g/cm3. Aunque es relativamente blanda, con unadureza Mohs de 2 a 4, la caliza densa puede tener una resistencia a la compresión de hasta 180MPa.[12] A modo de comparación, elhormigón suele tener una resistencia a la compresión de unos 40 MPa.[13]
Aunque las calizas presentan poca variabilidad en su composición mineral, muestran una gran diversidad en su textura.[14] Sin embargo, la mayoría de las calizas están formadas por granos del tamaño de la arena en una matriz de lodo carbonatado. Dado que las calizas son a menudo de origen biológico y suelen estar compuestas por sedimentos que se depositan cerca del lugar donde se formaron, la clasificación de las calizas suele basarse en su tipo de grano y en su contenido de lodo.[8]
Ooids de unaplaya en Joulter's Cay,Las BahamasOoides en caliza de laCarmel Formation (Jurásico Medio) del suroeste de UtahVista en sección delgada de una caliza delJurásico Medio en el sur deUtah, EE.UU. Los granos redondos sonooidess; el más grande tiene 1,2 milímetros (0,05 plg) de diámetro. Esta caliza es una oosparita
La mayoría de los granos de la caliza son fragmentos esqueléticos de organismos marinos comocoral oforaminíferos.[15] Estos organismos segregan estructuras hechas de aragonito o calcita, y las dejan atrás cuando mueren. Otros granos de carbonato que componen las calizas son losooides, lospeloides y los limeclastos (intraclastos y extraclastos.[16]
Los granos esqueléticos tienen una composición que refleja los organismos que los produjeron y el entorno en el que se produjeron.[17] Los granos esqueléticos de calcita con bajo contenido en magnesio son típicos debraquiópodos articulados, foraminíferos planctónicos (que flotan libremente) ycocolitos. Los granos esqueléticos de calcita con alto contenido en magnesio son típicos de foraminíferos bentónicos,equinodermos yalgas coralinas. Los granos esqueléticos de aragonito son típicos demoluscos,algas verdes calcáreas,stromatoporida,corales ygusanos tubícolas. Los granos esqueléticos también reflejan periodos geológicos y ambientes específicos. Por ejemplo, los granos de coral son más comunes en entornos de alta energía (caracterizados por fuertes corrientes y turbulencias), mientras que los granos de briozoos son más comunes en entornos de baja energía (caracterizados por aguas tranquilas).[18]
Los granos de la mayoría de las calizas están incrustados en una matriz de lodo carbonatado. Esta es típicamente la fracción más grande de una roca carbonatada antigua.[19] El lodo formado por cristales individuales de menos de 5 µm longitud se describe comomicrita.[20] En el lodo carbonatado fresco, la micrita está formada principalmente por pequeñas agujas de aragonito, que pueden precipitarse directamente del agua de mar,[21] ser secretadas por algas,[22] o producirse por abrasión de granos de carbonato en un entorno de alta energía.[23] Se convierte en calcita a los pocos millones de años de su deposición. Más recristalización de micrita producemicroespuma, con granos de 5-15µm de diámetro.[21]
Son muy características por su color claro, blanquecino o gris. Las calizas se forman en los mares cálidos y poco profundos de las regionestropicales, en aquellas zonas en las que los aportes detríticos son poco importantes. Dos procesos, que generalmente actúan conjuntamente, contribuyen a la formación de las calizas:
Elcarbonato de calcio (CaCO3) se disuelve con mucha facilidad en aguas que contienendióxido de carbono (CO2) gaseoso disuelto, debido a que reacciona con este y agua para formarbicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2], compuesto intermedio de alta solubilidad. Sin embargo en entornos en los que el CO2 disuelto se libera bruscamente a la atmósfera, se produce la reacción inversa aumentando la concentración de carbonato de calcio (véaseley de acción de masas), cuyo exceso sobre el nivel de saturaciónprecipita. De acuerdo a lo descrito, elequilibrio químico en solución sigue la siguiente ecuación:
Esa liberación de CO2 se produce, fundamentalmente, en dos tipos de entornos: en el litoral cuando llegan a la superficie aguas cargadas de CO2 y, sobre los continentes, cuando las aguas subterráneas alcanzan la superficie.Este es el proceso fundamental de formación de grutas y cuevas con presencia deestalactitas yestalagmitas en muchas regiones calcáreas con piedras calizas[24] denominadas tambiénkarsts, carsts o carsos. Estas últimas denominaciones de las regiones calcáreas provienen del nombre de la región eslovena deCarso, rica en estos minerales y paisajes.
Numerosos organismos utilizan el carbonato de calcio para construir suesqueleto mineral, debido a que se trata de un compuesto abundante y muchas veces casi a saturación en las aguas superficiales de los océanos y lagos (siendo, por ello, relativamente fácil inducir su precipitación). Tras la muerte de esos organismos, se produce en muchos entornos la acumulación de esos restos minerales en cantidades tales que llegan a constituirsedimentos que son el origen de la gran mayoría de las calizas existentes.
La sedimentación calcárea fue mucho más importante en otras épocas y actualmente está limitada a unas cuantas regiones de las mareastropicales. Las calizas que se pueden observar sobre los continentes se formaron en épocas caracterizadas por tener un clima mucho más cálido que el actual, cuando no había hielo en lospolos y el nivel del mar era mucho más elevado. Amplias zonas de los continentes estaban en aquel entonces cubiertas por mares epicontinentales poco profundos. En la actualidad, son relativamente pocas las plataformas carbonatadas [marcada con el (1) en la imagen superior], desempeñando losarrecifes (2) un papel importante.
La caliza, cortada, tallada o desbastada, se utiliza comomaterial de construcción u ornamental, en forma desillares o placas de recubrimiento.[25] Ejemplos de este uso son numerosos edificios históricos, desde las pirámides de Egipto hasta la Catedral de Burgos. Machacada se usa comoárido de construcción.[26]
Es un componente importante delcemento gris usado en las construcciones modernas y también puede ser usada como componente principal, junto con áridos, para fabricar el antiguomortero de cal, pasta grasa para creación deestucos o lechadas para «enjalbegar» (pintar) superficies, así como otros muchos usos por ejemplo en industria farmacéutica o peletera.
Es una roca importante como reservorio depetróleo, dada su gran porosidad. Tiene una gran resistencia a lameteorización; esto ha permitido que muchas esculturas y edificios de la antigüedad tallados en caliza hayan llegado hasta la actualidad. Sin embargo, la acción del agua delluvia y de los ríos (especialmente cuando se encuentra acidulada por elácido carbónico) provoca su disolución, creando un tipo de meteorización característica denominadakárstica. No obstante es utilizada en la construcción de enrocamientos para obras marítimas y portuarias como rompeolas, espigones, escolleras entre otras estructuras de estabilización y protección.
La caliza se encuentra dentro de la clasificación de recursos naturales entre losrecursos no renovables (minerales) y dentro de esta clasificación, en los no metálicos, como elsalitre, elaljez y elazufre.
En el mercado, algunas calizas se ofrecen comomármoles, sin embargo, se trata de rocas diferentes. Aunque los mármoles poseen el mismo componente mayoritario que las calizas (carbonato de calcio, procedente de caparazones y fragmentos esqueléticos de organismos marinos comocorales,conchas, etc.), se diferencian en su estructura química. Por tanto, ambos presentan resistencias y costos diferentes, siendo casi siempre más caro el mármol. Básicamente, el mármol fue una piedra caliza que se recristalizó. Esta recristalización ocurrió hace millones de años a través de un proceso llamadometamorfismo, que significa «cambio de tipo». Las rocas metamórficas, en general, surgen cuando las rocas existentes en un determinado lugar se transforman física y/o químicamente debido a haber estado expuestas a muy altas temperaturas y muy alta presión. Es decir que la piedra caliza, sometida a esas condiciones, da origen al mármol (el cual es mucho más compacto y más resistente al agua, alcanzando un mayor brillo al ser pulido). Como no todas las calizas sufrieron esas condiciones, algunas han continuado siendo calizas hasta la actualidad. Estéticamente, muchas calizas muestran restosfósiles enteros o partidos, como partes de conchas, mientras que las altas temperaturas y presiones han hecho que en ningún mármol puedan distinguirse los restos fósiles (sino solamente su compuesto, el carbonato de calcio). La vistosa y de difícil extracción caliza italiana Portoro, la cual es mundialmente vendida como «mármol Portoro», es una de las pocas excepciones en las que el precio de una caliza supera al precio del mármol promedio, e incluso al precio delmármol de Carrara. Sin embargo, eso no cambia el hecho de que presenta menor resistencia y es muy sensible al agua. Otro ejemplo de caliza generalmente pulida y vendida como mármol es la «New Beige» de Egipto, que en algunos países no dudan en ofrecer como un «mármol» que ofrece mejor relación costo-calidad que otros mármoles (al compararla con los costos de los mármoles reales).
Siendo el carbonato de calcio de color blanco, son las impurezas las que dan a las calizas (y a los mármoles) sus diferencias de color.
↑Jackson, Julia A., ed. (1997).«Caliza magnesiana».Glosario de geología. (Fourth edición). Alexandria, Virginia: Instituto Geológico Americano.ISBN0-922152-34-9.
↑C. Marcos, J. Martínez, D. Rodrigo (1962).Química. Ediciones SM.
↑Bustillo Revuelta, M; Calvo Sorando, J. P. y Fueyo Casado, L. (2001) «Rocas ornamentales». En:Rocas industriales. Tipología, aplicaciones en la construcción y empresas del sector. Madrid: Rocas y Minerales: 259-313
↑Bustillo Revuelta, M; Calvo Sorando, J. P. y Fueyo Casado, L. (2001) «Áridos». En:Rocas industriales. Tipología, aplicaciones en la construcción y empresas del sector. Madrid: Rocas y Minerales: 317-347
.svg)
