Rocce metamorfiche

Ardesia, fillade, micascisto e gneiss possono tutti derivare dalla stessa roccia argillosa; cambia la temperatura raggiunta, da circa 150 °C a oltre 550 °C.

Metamorfismo significa cambiamento di forma. Una roccia metamorfica era inizialmente un’altra roccia, magmatica, sedimentaria o già metamorfica, che è stata trasformata da temperature elevate, pressioni elevate, fluidi caldi ricchi di minerali o, più spesso, da una combinazione di questi fattori. Queste condizioni si trovano in profondità nella Terra e dove si incontrano le placche tettoniche. Il BGS aggiunge che le rocce possono rimanere in questi ambienti per milioni di anni, abbastanza a lungo perché i loro minerali cambino fisicamente, chimicamente o in entrambi i modi.

Trasformate, ma mai fuse

La condizione essenziale è che la roccia non fonda. Se fondesse, diventerebbe magma e poi roccia magmatica. Invece i minerali ricristallizzano allo stato solido: gli atomi si riorganizzano in nuovi minerali oppure reagiscono con i fluidi che penetrano nella roccia. Il risultato è di solito più denso e compatto dell’originale. Le rocce prossime alla fusione possono fondere parzialmente; Physical Geology chiama migmatite una roccia mista di questo tipo, formata da materiale metamorfico e magmatico.

Foliazione: bande prodotte dalla compressione

Quando una roccia è compressa più intensamente in una direzione che in un’altra, i minerali piatti o allungati, come la mica, crescono allineati perpendicolarmente alla spinta. La roccia assume un aspetto a bande o a fogli, chiamato foliazione, che registra la direzione della pressione. Physical Geology elenca le rocce foliate in ordine di grado, cioè di intensità del metamorfismo, per una roccia argillosa come l’argillite. Si forma prima l’ardesia; le sue lamelle di mica sono troppo piccole per essere visibili, ma tende a rompersi in lastre piane. La fillade ha subito un riscaldamento maggiore e le sue miche le danno lucentezza. Nel micascisto i cristalli di mica sono abbastanza grandi da essere visibili. Nello gneiss i minerali si sono separati in bande chiare e scure.

Alcune rocce non sviluppano foliazione, per quanto vengano compresse, perché i loro minerali non sono piatti o allungati. Il calcare è costituito soprattutto da calcite e i suoi granuli non si allineano; riscaldato, ricristallizza in marmo, e i fossili che conteneva vengono distrutti. La calcite pura dà marmo bianco; le impurità producono le venature descritte dalla parola marmorizzato. L’arenaria diventa quarzite, con i granuli di quarzo saldati da ulteriore silice. Le tabelle qui sopra, tratte da Physical Geology, mostrano anche che il granito cambia pochissimo fino al grado alto, perché i suoi minerali rimangono stabili fino a diverse centinaia di gradi.

Un solo affioramento può raccontare l’intera storia. Physical Geology descrive un masso di ardesia nelle Montagne Rocciose canadesi in cui la stratificazione sedimentaria originale è ancora visibile come bande chiare e scure, mentre la foliazione dell’ardesia le attraversa con un’angolazione diversa. La stratificazione registra come si è depositato il fango; la foliazione registra la direzione in cui la roccia è stata successivamente compressa.

Cotte ai margini

Non tutto il metamorfismo richiede un seppellimento profondo. Quando il magma caldo si intrude in rocce più fredde, la roccia adiacente viene riscaldata senza essere compressa e senza fondere. È il metamorfismo di contatto. Le sue rocce, come le cornubianiti, di solito non sono foliate, perché non vi è stata una forte spinta da una direzione. Su vaste aree, dove le placche si scontrano e le rocce vengono sia sepolte sia compresse, il metamorfismo regionale produce ardesie, micascisti e gneiss foliati.