¿Cuál es la composición de la corteza terrestre?
Desde que los seres humanos caminan y exploran la corteza de la tierra, siempre ha sido de curiosidad saber que más hay dentro. El conocimiento de la composición de la corteza de la tierra siempre ha sido muy importante para el avance de la inteligencia humana.
Gracias a esto, los humanos han podido encontrar los tipos de rocas para fabricar herramientas que sirvieron para cazar o la agricultura. Hoy en día se pueden fabricar baterías, semiconductores y materiales que impulsan la innovación y la tecnología, que provienen de minerales y elementos que componen la corteza terrestre.
Abundancia y composición de elementos en la corteza terrestre
La corteza de la tierra es una capa rígida que contiene a los continentes y el agua (océanos, mares, ríos, glaciares, agua subterránea, etc). A pesar de que la mayoría de los elementos químicas se encuentran solo en cantidades diminutas en la corteza terrestre algunos de estos son medibles debido a su abundancia relativa.
Los estudios han demostrado que el oxígeno, el silicio, el aluminio y el hierro forman un 88,1 % de la masa de la corteza de la tierra, mientras que otros 90 elementos componen el 11,9 % restante.
Sabemos que el oro, la plata, el cobre y los diamantes son los elementos y minerales más buscados del mundo, pero tan solo representan un 0,03% de la masa total de la corteza del planeta.
| Posición | Elemento Químico | % en la corteza |
|---|---|---|
| 1 | Oxígeno (O) | 46.1% |
| 2 | Silicio (Si) | 28.2% |
| 3 | Aluminio (Al) | 8.2% |
| 4 | Hierro (Fe) | 5.6% |
| 5 | Calcio (Ca) | 4.1% |
| 6 | Sodio (Na) | 2.3% |
| 7 | Magnesio (Mg) | 2.3% |
| 8 | Potasio (K) | 2.0% |
| 9 | Titanio (Ti) | 0.5% |
| 10 | Hidrógeno (H) | 0.1% |
| 11 | Otros elementos | 0.5% |
| Total | 100.0% |
El Oxígeno es el elemento más abundante de la corteza
Sabemos que son los minerales de silicato los que dominan las rocas que componen la corteza terrestre, en estos minerales siempre está presente el oxígeno combinado con el silicio (SiO2). Esto hace que el oxígeno sea por mucho el elemento más abundante de la corteza del planeta y representa un poco más del 46% de su masa.
Gracias a que el oxígeno es químicamente reactivo, se combina fácilmente con otros elementos y forma muchos minerales como el cuarzo rosa, la calcita, la piedra rubí, la piedra zafiro, la piedra esmeralda, etc.
El Silicio es el segundo componente más abundante de la corteza
Lo geólogos han demostrado que más del 90% de la corteza de la tierra se compone de silicatos, es decir minerales que contienen sílice (SiO2). Esto hace que el silicio sea el segundo elemento más abundante de la corteza ya que casi siempre se combina con el oxígeno.
El dióxido de silicio (SiO2) forma a muchos minerales comunes que se encuentran en la corteza. El más común y abundante es el mineral de cuarzo. El silicio igualmente tiene muchísima importancia en la actualidad ya que sirve para la fabricación de componentes electrónico y microchips de celulares y computadoras.
El aluminio es el tercer elemento más abundante de la corteza
El aluminio es un elemento químico que rara vez se encuentra en estado elemental más bien casi siempre aparece combinado con el oxígeno formando óxido de aluminio (Al2O3), el hidróxido de aluminio (Al(OH)3) y el sulfato de aluminio y potasio (KAl(SO4)2).
Muchas gemas preciosas como la piedra rubí, o la piedra zafiro contienen aluminio. Además, las aleaciones de aluminio son importantes ya que se usan como papel de cocina hasta la fabricación de cohetes.
El hierro es el cuarto elemento que domina la corteza
El hierro representa al menos el 5% de la corteza de a tierra; este elemento químico se extrae del procesamiento químico e industrial de hematita y magnetita. El hierro es uno de los materiales más importantes que existen debido a que es usado para fabricar acero y también es un nutriente esencial que se obtiene en alimentos y medicinas.
El calcio está en el quinto puesto
El elemento calcio conforma al menos un el 4,2% de la corteza terrestre. Este elemento se considera como un metal alcalinotérreo que se presenta en color blanco plateado y es blanco. El calcio jamás ocurre aislado, siempre aparece formando compuestos químicos, minerales y rocas.
Algunos ejemplos importantes son la piedra caliza (carbonato de calcio), el yeso (sulfato de calcio) y la fluorita (fluoruro de calcio). Igualmente, el calcio es importante en la industria de alimentos y la industria farmacéutica, también es suado en blanqueadores, la industria papelera, en el cemento, aislantes eléctricos y jabones.
Minerales y sustancias que componen la corteza de la tierra
Menos del 0.5% de la masa total del planeta está conformado por la combinación del agua superficial (océanos, ríos, glaciares, agua subterránea, etc) y la masa sólida de la corteza terrestre.
Hoy en día se sabe que existen más de 90 elementos que se encuentran en la corteza de la tierra. Sin embargo, solo una pequeña cantidad constituye la mayoría de las rocas, los minerales, el suelo y el agua con los que interactuamos a diario y que forman la corteza de la tierra. A continuación, se explica cuál es la composición principal de la corteza.
Minerales silicatos
El elemento que domina en la corteza de la tierra es el dióxido de silicio (SiO2), que se encuentra en forma pura a manera de mineral de cuarzo. El cuarzo es un mineral muy importante que por ejemplo es utilizado en la fabricación de vidrio, electrónica y abrasivos. Además, es considerado una de las piedras preciosas más populares del mundo.
¿Por qué el dióxido de silicio es tan abundante? Es gracias a que se puede combinar fácilmente con otros elementos para formar «silicatos», un grupo de minerales que constituyen más del 90% de la corteza terrestre.
Cuando se habla de silicatos, la arcilla es uno de los silicatos más conocidos y las micas son minerales de silicato que se utilizan en pinturas y cosméticos. A continuación, una tabla con algunos ejemplos.
| Mineral | Elementos principales | Porcentaje en la corteza |
|---|---|---|
| Plagioclasas | O, Si, Al, Ca, Na | 39% |
| Feldespatos | O, Si, Al, Na, K | 12% |
| Cuarzo | O, Si | 12% |
| Piroxeno | O, Si, Mg, Fe | 11% |
| Anfíbol | O, Si, Mg, Fe | 5% |
| No silicatos | Variable | 8% |
| Micas | O, Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na, K | 5% |
| Minerales de arcilla | O, Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na, K | 5% |
| Otros silicatos | O, Si | 3% |
| Total | 100% |
Minerales de aluminio y calcio
Ya sabemos que el dióxido de silicio es el componente más abundante de la corteza terrestre. Ahora bien, el SiO2 se une muy fácilmente al aluminio y al calcio, que son los siguientes constituyentes más abundantes. Estos elementos junto con el sodio y el potasio forman los feldespatos, un grupo de minerales que constituye el 41% de las rocas de la superficie terrestre.
Aunque es posible que no sepas casi nada sobre el feldespato, lo cierto es que está presente todos los días en muchas actividades cotidianas. Por ejemplo, es un ingrediente importante en la cerámica y reduce el punto de fusión del vidrio, lo que abarata y facilita la producción de pantallas, ventanas y vasos para beber.
Minerales de hierro y Magnesio
En el siguiente puesto están el hierro y el magnesio que constituyen cada uno poco menos del 5% de la masa total de la corteza terrestre, pero igualmente se combinan con SiO2 y otros elementos para formar piroxenos y anfíboles. Este grupo de minerales forma parte del 16% de las rocas que conforman la corteza.
Quizás los minerales más conocidos de este grupo son la piedra jade, la jadeíta (piroxeno) y nefrita (anfíbol). Los minerales de jade han sido valorados por su belleza durante siglos y se usan comúnmente como gemas preciosas, en encimeras, construcción y paisajismo.
Algunos minerales de asbesto pertenecen al grupo de los minerales anfíboles. Este grupo de minerales tuvieron mucha demanda en el pasado por sus propiedades aislantes y retardantes de llama e incluso se usaron en filtros de cigarrillos y como nieve artificial, hoy en día están prohibidos por sus propiedades cancerígenas.
El agua
Aunque el agua (H2O) cubre casi las tres cuartas partes de la superficie terrestre, solamente constituye un 5% de la masa total de la corteza de la tierra. Esto se debe en parte a que el agua es significativamente menos densa que otros componentes de la corteza, lo que significa que tiene menos masa por volumen.
Composición química y abundancia de elementos en la corteza terrestre
La corteza terrestre es nuestro hogar y la fuente de todos los recursos naturales. La corteza terrestre difiere del manto tanto en el tipo de rocas que lo componen como en su composición química.
Es así como la corteza continental su composición química será similar a la de un granito, es decir composición ácida (63% SiO2). Mientras que la corteza oceánica su composición será similar a la de un basalto o un gabro, es decir (45% al 52% SiO2)
Sin embargo, para entender de mejor manera que elementos la componen de manera general se presenta la siguiente tabla y gráfico que indica, la abundancia de los elementos mayores de la corteza terrestre, tanto en porcentaje como en volumen.
| ELEMENTO | % EN PESO | % EN VOLUMEN |
|---|---|---|
| Oxígeno (O) | 46.6 | 93.8 |
| Silico (Si) | 27.7 | 0.9 |
| Aluminio (Al) | 8.1 | 0.8 |
| Hierro (Fe) | 5 | 0.5 |
| Calcio (Ca) | 3.6 | 1 |
| Sodio (Na) | 2.8 | 1.2 |
| Potasio (K) | 2.6 | 1.5 |
| Magnesio (Mg) | 2.1 | 0.3 |
| Otros | 1.5 | 0.01 |
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
