Ideas para trabajar
Las ideas básicas para trabajar
Ideas para revisar
Las ideas habituales del alumnado para revisar
"Buenas" preguntas
Posibles buenas preguntas que ayuden a la construcción de estas ideas
Ideas para trabajar
Rocas y minerales
La corteza de la Tierra está hecha de rocas y minerales. Las rocas forman el suelo cuando han sido sometidas a procesos de meteorización. Las rocas y los minerales son materiales y como tales se pueden investigar desde el modelo sistémico de materia. En este apartado profundizaremos en el conocimiento de estos materiales desde la mirada de la geología, es decir, desde su origen, desde sus cambios a lo largo del tiempo y desde cómo hacer de ellas un uso sostenible.
Las rocas son de hecho los materiales más comunes y abundantes de la Tierra. En algunos lugares, como las montañas, los acantilados o en los márgenes de la carretera, las vemos claramente, pero en otros están escondidas por agua, por el suelo, por plantas, etc.
Los nombres «roca» y «mineral» se usan indiscriminadamente para describir tanto rocas como minerales y, de hecho, la diferenciación entre uno y otro a veces es compleja. Un mineral se define como una sustancia pura, sólida, que tiene una estructura interna ordenada -cristalina- y que se ha formado como resultado de procesos geológicos. Por ejemplo, una piedra preciosa como el ópalo no se considera un mineral porque no tiene una estructura cristalina.
Las rocas se definen de una manera menos precisa. Es cualquier masa sólida constituida normalmente por uno o más minerales, aunque las hay que están compuestas de materia no mineral, como por ejemplo la obsidiana, que es una roca volcánica formada por una sustancia vítrea no cristalina, o el carbón, roca formada por restos orgánicos. Son materiales a menudo duros y consistentes, pero no todas las rocas son grandes, ni duras, ya que lo que las caracteriza es el material que las conforman. Por ejemplo, el petróleo es una roca líquida, la arcilla es una roca moldeable fácilmente y la arenisca es una roca no compacta.
El ciclo de las rocas
Todas las rocas que forman el planeta Tierra tienen un origen inicial ígneo (también se llama magmático) ya que cuando el planeta se formó alrededor del sistema solar, hace millones de años, las temperaturas eran muy elevadas y las sustancias se encontraban en un estado fundido o semifundido, como un magma. Al enfriarse este magma dio lugar a las rocas ígneas y estas rocas se han ido transformando a lo largo del tiempo, aunque los materiales que las forman son los mismos.
A pesar de la diversidad que hay de rocas, se agrupan en tres grandes grupos según los procesos por los que han pasado: el de las ígneas, el de las sedimentarias y el de las metamórficas. Los procesos impulsados por el calor interno de la tierra son los responsables de la formación de las rocas ígneas y metamórficas, mientras que los impulsados por la energía procedente del sol y de la gravedad producen los sedimentos a partir de los cuales se forman las rocas sedimentarias.
Las rocas ígneas son las que resultan de la solidificación del magma, las rocas sedimentarias se originan a partir de procesos que tienen lugar en la superficie de la Tierra (meteorización, erosión, transporte, sedimentación y cimentación o compactación), y las rocas metamórficas (que quiere decir, cambio de forma) son las producidas por la modificación física o química de rocas sedimentarias, ígneas o de otras metamórficas preexistentes, en unas condiciones de presión y temperatura que posibilitan que no lleguen a fundirse. Todos estos cambios requieren mucho tiempo.
El ciclo de las rocas es uno de los muchos ciclos del sistema tierra en el que la materia cambia pero se conserva (se recicla) y permite comprender el origen de los tres tipos de rocas básicos y la función de los diferentes procesos geológicos que intervienen en la transformación de un tipo en otro.
Ideas para revisar
El alumnado no reconoce las rocas como el material del que está formada la corteza terrestre, sino que piensa que son sólo los fragmentos rocosos irregulares, que los más pequeños llaman piedras.
También creen que son objetos permanentes, fijos, que siempre han estado en el mismo lugar y por lo tanto no tienen un origen ni han cambiado. Para describir una roca se refieren a características relacionadas con la forma, color, tamaño o rugosidad (si es lisa ya no es una roca) y de manera espontánea no se fijan en su composición (si son homogéneas o heterogéneas, si tienen cristales que brillan, etc.).
Otra dificultad para el aprendizaje es que, a pesar de poder observar los diferentes tipos de rocas, es imposible ver y comprender los procesos que han posibilitado su formación, debido a su lentitud y complejidad. Por ejemplo, los efectos de la erosión por la circulación del agua suelen ser identificados, pero no los efectos debidos a su congelación, ya que les cuesta imaginar que el agua se expande cuando se congela.
O tampoco ven ninguna relación entre el hecho de que las rocas se rompen y la formación de los suelos o de la arena de la playa. En algunos casos pueden interpretar la formación de guijarros a partir de un modelo de acreción (y por tanto pensar que los guijarros con el paso del tiempo se hacen grandes) en lugar de considerar un modelo de erosión. Y también pensar que si una roca se encuentra en un río debe tener un origen sedimentario.
Otro tipo de dificultad tiene un origen lingüístico ya que relacionan el término «metamórfica« con la metamorfosis de algunos animales y los lleva a creer que es un cambio similar al de los seres vivos. En general, en edades tempranas se puede entender más la formación de las rocas sedimentarias, ya que los procesos de meteorización, erosión, transporte y compactación se pueden simular fácilmente en el laboratorio, mientras que para los otros tipos de rocas es más difícil imaginar y comprender los procesos que tienen lugar.
Los alumnos no tienen conciencia de que la mayor parte de los objetos de uso cotidiano están formados por rocas o minerales. También suelen considerar que un mineral duro no puede ser frágil, cuando son dos propiedades diferentes. Por ejemplo, el diamante es el mineral más duro y también es muy frágil.
Cada mineral tiene unas propiedades que lo diferencian de otros y posibilitan identificarlos. Las más significativas desde la geología son la dureza, la forma en que cristaliza y el color de la rayadura, propiedades que entre otros condicionan sus usos. Por lo tanto, aprender sobre los minerales conlleva utilizar un vocabulario nuevo (verbos y adjetivos) a partir tanto de la observación directa o manipulándolos, como rayarlos, hacer rayas con ellos, romper o hacer otras acciones.
Y finalmente, hay que tener en cuenta la dificultad de imaginarse el tiempo geológico. Los niños pueden hablar del tiempo necesario para que se forme una roca diciendo: «desde hace mucho tiempo», «desde hace algunos años» o «desde hace un año o menos». Y a la vez mayoritariamente piensan que todas las rocas existen desde el origen de la Tierra.
"Buenas preguntas"
A menudo se tiende a iniciar los aprendizajes sobre las rocas clasificándolas, cuando lo más importante es preguntarnos sobre su origen. Sólo después de haber pensado en que todas las rocas tienen un origen tiene sentido clasificarlas.
Preguntas que pueden ayudar a construir conocimientos sobre las rocas y minerales son
En relación a su estructura, para describir sus componentes y sus propiedades
¿Cómo podemos saber si una "piedra" que observamos es una roca o un mineral?
¿Cómo podemos saber si una "piedra" que observamos es una roca o un mineral? ¿Es homogénea o heterogénea? ¿Observamos que tiene "granos" (y sería sedimentaria) o cristales (sería ígnea o metamórfica)? ¿Qué utilidad tienen las rocas y los minerales? ¿Encargaríamos un anillo con un perfecto cristal de sal? ¿Fabricaríais un martillo con un diamante? ¿Por qué usamos la tiza para escribir en la pizarra y, en cambio, un lápiz para escribir sobre el papel? ¿Por qué los productos de limpieza suelen tener calcita en su composición? (La calcita es en general más dura que la suciedad y, en cambio, menos que los materiales de los que están hechos los platos y las ollas) ...
Ejemplo. En el aula se crearon 4 estaciones con diferentes tareas para observar rocas. Imágenes: Esther González. Instituto Ca n’Oriac, Sabadell. 1º de ESO.
En relación a los cambios, para explicarlos
¿Cómo imaginas como era antes, como es ahora, como será?
Fase de exploración de ideas previas. Dibuja cómo imaginas que era esta roca antes, como es ahora y cómo crees que será. Fuente: Magda Guiu. Escuela Marcel·lí Domingo (Tivissa).
¿De dónde han salido todas estas rocas?
¿De dónde han "salido" todas estas rocas? ¿Puede una roca transformarse en otra diferente? ¿Qué nos puede contar una roca de su origen? ¿Tienen edad las rocas? ¿Cómo puede saberse?
En relación al control-regulación de los cambios, para interpretarlos
¿Puede considerarse que las rocas son un recurso ilimitado, que nunca se acabará?
¿Puede considerarse que las rocas son un recurso ilimitado, que nunca se acabará? ¿Cuántas rocas consumimos y en qué? ¿Qué marcas deja en el paisaje la extracción de minerales y rocas?. Imagen: Cantera de piedra caliza en Ciutadella, Menorca.