2.4. Ciclul rocilor

Intuiție

Nicio rocă nu este definitivă. Granitul ajunge nisip, nisipul ajunge gresie, gresia îngropată adânc ajunge cuarțit sau se topește și o ia de la capăt. Cele trei mari familii de roci sunt trei opriri ale aceluiași material pe un drum în cerc.

Rocile nu sunt entități imuabile: sub acțiunea proceselor interne și externe descrise mai sus, fiecare tip de rocă poate fi transformat, în timp geologic, în oricare altul. Ansamblul acestor transformări, reprezentat schematic în Figura 2.4, constituie ciclul rocilor (rock cycle), concept introdus de James Hutton la sfârșitul secolului al XVIII-lea și care leagă cele trei mari clase de roci studiate în Capitolul 3 (Grotzinger și Jordan, 2014, Tarbuck et al., 2016).

Figura 2.4 Ciclul rocilor: procesele interne (topire, consolidare, metamorfism) și externe (alterare, eroziune, transport, sedimentare, diageneză) care transformă rocile unele în altele. Săgețile gri indică scurtături frecvente ale ciclului.

Punctul de plecare este magma, topitura silicatică formată prin topirea parțială a mantalei sau a scoarței inferioare. Prin răcire și cristalizare, în adâncime (lent) sau la suprafață, ca lavă (rapid), magma dă naștere rocilor magmatice – plutonice (granit, gabbrou) sau vulcanice (bazalt, andezit) (Secțiunea 3.2). Ajunse la suprafață prin ridicare tectonică și eroziunea acoperișului, rocile magmatice – ca orice roci expuse – sunt supuse alterării, care le dezagregă și le descompune, eroziunii, care îndepărtează produsele alterării, și transportului de către apă, vânt, gheață sau gravitație, până în bazinele de sedimentare, unde se depun ca sedimente afânate: pietriș, nisip, praf, argilă, sau ca precipitate chimice și acumulări organice. Prin diageneză – compactare sub greutatea depozitelor acoperitoare și cimentare prin precipitarea unor minerale din apele interstițiale – sedimentele se transformă în roci sedimentare consolidate: conglomerate, gresii, argilite, calcare (Secțiunea 3.4). Îngropate la adâncimi mari sau prinse în zonele de coliziune, rocile sedimentare (și cele magmatice) ajung în condiții de temperatură și presiune mult diferite de cele ale formării lor și se recristalizează în stare solidă, dând roci metamorfice – șisturi, gnaise, marmure, cuarțite (Secțiunea 3.3). Dacă temperatura crește suficient, rocile metamorfice se topesc (anatexie) și ciclul se închide cu formarea unei noi magme.

Ciclul are numeroase scurtături: rocile metamorfice și cele sedimentare pot fi ridicate și erodate direct, redevenind sedimente; rocile magmatice pot fi metamorfozate fără a trece prin stadiul sedimentar; sedimentele pot fi remobilizate înainte de a se consolida. Pentru inginer, două idei rezultă din acest tablou. În primul rând, istoria unei roci – condițiile de formare, îngroparea, deformarea, exhumarea și alterarea suferite – îi determină proprietățile fizico-mecanice actuale la fel de mult ca și compoziția mineralogică; de aici importanța studierii structurii geologice a amplasamentului (Capitolul 6). În al doilea rând, cea mai mare parte a construcțiilor nu se fundează pe roci, ci pe sedimente neconsolidate – stadiul cel mai tânăr și cel mai slab al ciclului – a căror geneză este obiectul secțiunii următoare.