Arroka

Geologian, arroka lurrazala eratzen duen edozein material da, bere ezaugarriak edo egoera fisikoa kontuan izan gabe; hertsiki, osaera kimiko ez-homogeneoa duen eta mineral batez edo gehiagoz osatutako agregatua da. Buztinak edo hareak eta sumendietako errauts bolkanikoak ere, lurrazalaren parte diren aldetik, arrokak dira. Hizketa arruntean harri, haitz edo harkoskor erabili daitezke sinonimo gisa. Arrokak, oro har, hainbat mineralez osaturik daude, baina badira mineral bakarra dutenak ere. Gehienak egoera solidoan daude, baina badira likido edo gasak diren arrokak, petrolio-hobietan, adibidez.

Arrokak agente geologikoen menpe daude, eta, horien eraginez, milioika urte dirauen etengabeko prozesu ziklikoa sortzen da: arroken zikloa edo ziklo petrogenetikoa. Arroken etengabeko eraldatze eta birziklatze horren arrazoia edo eragilea plaka tektonikoen mugimenduaren eta gainazaleko prozesuen (meteorizazioa eta higadura) arteko konbinazioa da.

Arrokek sortu zireneko prozesuen eta/edo baldintzen ezaugarriak gordetzen dituzte. Horri esker, arroka-motak bereizten ditugu, eta Lurraren historia eta bilakaera ezagut ditzakegu. Aztarna hori, besteak beste, arrokaren ehunduran ikus daiteke.

Arrokak Lurreko mantuaren eta lurrazalaren osagai naturalak dira, eta baliokide diren antzeko beste planetetan ere bai.

Ikerketa 
Geologia Lurraren eta haren osagaien azterketa da, arroka-formazioen azterketa barne. Petrologia arroken izaera eta jatorria aztertzea da. Mineralogia arrokak osatzen dituzten osagai mineralen azterketa da. Arrokak eta haien osagaiak aztertzeak lagundu egin du Lurraren historia geologikoki ulertzen, gizateriaren historia arkeologikoki ulertzen eta gizarteko ingeniaritza eta teknologia garatzen.

Nahiz eta geologiaren historiak teoria asko biltzen dituen arrokei eta haien jatorriei buruz, gizateriaren historian zehar iraun dutenak, arroken azterketa zientzia formal gisa garatu zen XIX. mendean. Plutonismoa garai hartan garatu zen teoria gisa, eta 1896an desintegrazio erradiaktiboa aurkitzeak arrokak erradiokarbono bidez datatzea ahalbidetu zuen. Plaken tektonika XX. mendearen erdialdean ulertu zen.

Arroken sailkapena 
Arrokak euren osaera kimiko eta mineralaren arabera sailkatzen dira, baita ehunduraren eta iragazkortasunaren arabera. Osagaiei begiratuta, arrokak mineralez eratuta daude, eta mineral bakarrekoak (arroka mineralbakarrak) edota mineral anitzekoak (arroka mineralaniztunak) izan daitezke. Maiz, silize kantitatea erabiltzen da arroken sailkapena egiteko.

Edonola ere, arrokak sailkatzeko irizpiderik erabiliena jatorria edo sortu duen prozesua da. Irizpide horren arabera, arroka igneoak (edo magmatikoak), sedimentarioak eta metamorfikoak izan daitezke. Arroka igneoak magmaren solidotzeaz sortzen dira, bai lurrazalaren barnealdean (arroka plutonikoak), bai lurrazalaren gainazalean (arroka bolkanikoak). Arroka sedimentarioak, berriz, azaleratuta dagoen beste edozein arrokaren (igneoak, metamorfikoak edo sedimentarioak) denudaziotik askatutako higakinak metatzearen eta litifikatzearen ondorioz edota disolbaturiko solutuen hauspeatze kimikoaren edo biokimikoaren ondorioz sortzen dira. Azkenik, arroka metamorfikoak lurrazalaren barnean beroak, presioak edota agente kimikoek beste edozein arrokatan eragiten dituzten aldaketen ondorioz sortzen dira.

Arroka igneoak (edo magmatikoak) 

Arroka igneoak arrokarik ugarienak dira lurrazalean. Arroka hauek magma baten solidotzeaz eratzen dira, eta magma hori, berriz, sakonera handian gertatzen den arroka-masa handi baten galdatze-prozesuaz. Magma arruntenak silikatoz eratuak daude, eta, zati urtu handi bat izateaz gain, disolbatutako gasak eta esekiduran dauden kristalak ere izan ditzake. Magma hauen tenperatura aldakorra da (besteak beste, jatorrizko arrokaren osaera kimikoaren, sakoneraren edota fluido-kantitatearen araberakoa), baina esan daiteke 650-1.300 °C artekoa izaten dela. Magma hori hoztean, kristaldu egingo da, eta nagusiki silikatozko mineralez osatutako arroka bat sortuko da. Hozketa-prozesua geldoagoa edo arinagoa izango da hozte-abiaduraren arabera, eta abiadura hori magmaren eta inguruko arroka ostalariaren arteko tenperatura-diferentziaren baitan egongo da (edo, orokorrean, inguruan dagoen tenperaturaren baitan). Hortaz, magma hori lurrazaleko sakonera handian gelditzen bada, poliki hoztuko da, tenperatura-diferentzia ez delako oso handia; aldiz, lurrazaleko gainazaleraino igotzen bada, hozketa arina izango da, bat-batean kontaktuan jarriko baita atmosferako tenperaturarekin.

Arroka igneoen ehundura kristalez eratuta egongo da, baina horien tamaina eta beren arteko erlazioak hozte-abiadurarekin aldatuko dira. Honela, gerta daiteke arroka igneoen ehundura kristalinoa edo beirazkoa izatea. Magma lurrazalaren barruan poliki-poliki hoztu bada, begiz ikus daitezkeen tamainako (faneritikoa) eta ongi eratutako kristalak osatuko dira. Arroka horiek ehundura pikortsua duten arroka igneo plutonikoak dira. Aldiz, magma gainazaleraino laba moduan heldu bada, hozte-abiadura azkarra izango da eta, kristalek ondo garatzeko aukerarik izango ez dutenez, tamaina oso-oso txikikoak izango dira (gehienetan ikusezinak) edo beira (materia amorfoa) sortuko da. Horiek arroka igneo bolkanikoak dira, eta ehundura beirazkoa edo afanitikoa izango da (kristalak begiz edo lupaz ikusi ezin direnean). Arroka igneoen ehundura bi adibide horien arteko edozein izan daiteke.

Bestalde, ohikoa izaten da sumendietan leherketak gertatzea, eta, orduan, magma zatitan apurtzen da. Zati horiek airera edo uretara jaurtitzen dira, eta, metatutakoan, arroka bolkaniko piroklastikoak eratzen dira. Arroka horien ehundura, beraz, klastikoa izango da, hau da, tamaina eta izaera askotako zatiz eratuta egongo da. Zati horiek beirazkoak (laba zatiak airean hozten badira), kristal-zatiak (lehendik zeudenak) edo arroka-zatiak (eraikin bolkanikoaren leherketatik sortuak) izaten dira. Azkenik, arroka piroklastikoak kohesiboak edo ez-kohesiboak izan daitezke, zatiak soldatuak edota zementatuak ala aske dauden.

Arroka igneoek eratzen dituzten egiturei dagokienez, arroka plutonikoetan, plutoiak eta batolitoak dira nagusi, eta, arroka bolkanikoetan, laba-kolada eta metakin piroklastikoak topa ditzakegu.

Arroka igneoak sailkatzeko gehien erabiltzen den irizpidea mineral-osaera da. Honela, mineral nagusiak diren kuartzoaren, feldespato alkalinoaren, plagioklasaren eta feldespatoideen arteko proportzioan oinarritzen da sailkapen mineralogikoa. Arroka afanitikoetarako (beirazkoak edo pikor oso txikikoak), sailkapen kimikoak erabiltzen dira. Horietako bat silize-kantitatean (SiO2) oinarritzen da: arroka ultrabasikoak (edo ultramafikoak, SiO2 < % 45), arroka basikoak (% 45 > SiO2 < % 52), ertainak (% 52 > SiO2 < % 63) eta arroka azidoak (SiO2 > % 63).

Oro har, arroka igneo plutonikoak dira ugarienak, mantu osoa eta lurrazaleko alderik sakonenak eratzen baitituzte. Bolumenari dagokionez, lurrazalaren %95 osatzen dute, arroka metamorfikoekin batera. Lurraren historian sortutako lehenbiziko arrokak dira, eta beste edozein arroka eratzeko abiapuntua.

Lurrazaleko arroka bolkaniko edo estrusibo ugarienak basaltoak dira alde handiz, eta konposizio basikoa dute. Arroka plutoniko edo intrusibo ugarienak granitoideak dira, konposizioz azidoak.

Arroka metamorfikoak 

Arroka metamorfikoak lurrazalaren barnean, beroak, presioak eta/edo agente kimikoek beste edozein arrokatan eragiten dituzten aldaketen ondorioz sortzen dira. Arroka metamorfikoak lurrazalaren %27,4 dira, bolumenari erreparatuz gero. Edozein arroka bere jatorrizko oreka-baldintzetatik aldentzen bada (berotu, hoztu, sakonera edo presioa aldatu, H2Oa aldatu…), baldintza berrietara egokitzeko birkristaltze-prozesu bat jasaten du berriro oreka lortu arte. Prozesu hori, blastesia, egoera solidoan gertatzen da.

Kasurik ohikoenean, presio- eta tenperatura-baldintza hauek areagotzen joaten dira; esaterako, arroka bat hondoratu ahala berotu egiten da (baina urtzera heldu gabe), eta baldintza berrietara egokitzeko eraldatzen da. Metamorfismo horri aurrerako metamorfismo edo metaformismo progradua deritzo. Baina baliteke ere, sakonera eta tenperatura altuko baldintzetan egonkorra den arroka bat gainazalera ateratzean ezegonkortzea eta baldintza berrietara, hau da, geroz eta presio eta tenperatura baxuagoetara, egokitu eta eraldatzea. Fenomeno horri atzerako metamorfismo edo metamorfismo erretrogradua deritzo.

Bestalde, metamorfismoa eragin duen prozesuaren edo eragilearen arabera, arroka metamorfikoek itxura ezberdina har dezakete. Oro har, ehundura kristalinoa edo pikortsua izaten dute, eta mineralen antolaketa metamorfismo-motaren arabera aldatzen da. Hala, metamorfismo orogenikoan (mendikateen sorrerarekin lotuta dagoen metamorfismo-motan), presio gidatuek eragin handia dute, eta, tenperatura-igoerarekin batera (lurrazalaren loditzearekin lotuta dago), arroken egitura berria anisotropoa izango da, hau da, birkristaldutako mineral berriak orientatuta antolatzen dira presio gidatuen norabide nagusiaren arabera, eta plano-egiturak (foliazioa) edota lerro-egiturak (lineazioa) sortzen ditu. Horren ondorioz, arroka metamorfikoetan hain arrunta den xaflakortasuna garatzen da. Mota honetako adibide arruntak dira, besteak beste, arbelak, filitak eta eskistoak. Ukitze-metamorfismoan (plutoi baten inguruko aureolan eta magmaren beroak eraginda sortzen dena), aldiz, arroken egitura isotropoa izango da; izan ere, mineralak ez dira norabidetuta birkristalduko, faktore nagusia tenperatura izan baita, presio gidaturik gabe. Mota honetako arroka bereizgarriak korneanak dira.

Bestalde, jatorrizko arrokaren konposizioaren arabera eta lortu duten baldintza metamorfikoen intentsitatearen edo metamorfismo-graduaren arabera ere sailkatzen dira arroka metamorfikoak. Jatorrizko lutita batetik abiatu, eta gradu metamorfikoa sakonera eta tenperatura geroz eta altuagoetara igo ahala, arbelak, filitak, eskistoak eta gneisak sortuko dira mailaz maila.

Jatorrizko arroka kareharri garbia bada, marmola eratuko da; hareharri garbia bada, aldiz, kuartzita. Jatorrizko arroka sedimentarioa aurreko bi horien arteko nahastea bada edota tupa batetik eratortzen bada, marmol ez-puruak eta arroka kalkosilikatoen talde nagusiko arrokak sortuko dira. Bestalde, jatorrizko arrokak konposizio basikoko arroka igneoak badira, eskisto berde eta anfibolitak eratuko dira adibidez. Arroka igneo azido batetik normalean gneisak eratzen dira.

Badira ingurune metamorfiko oso mugatua duten beste hainbat arroka ere, eskisto urdinak edo eklogitak, esaterako, horien sorrerak lotura zuzena baitu lurrazal ozeanikoaren subdukzio-eremuekin.

Lehen esan bezala, arroka metamorfikoak ugari dira lurrazalean, sakonera handian, arroka igneo plutonikoekin batera. Egitura ohikoenak ondo garatutako foliazioa edo xaflakortasuna izaten da, oso eskualde zabaletan. Halaber, deformazioak eragindako egiturak izaten dituzte maiz. Arroka metamorfikoen azterketatik lurrazalaren iraganeko eboluzioa ondorioztatzen da.

Arroka sedimentarioak 

Arroka sedimentarioak azaleratuta dagoen beste edozein arrokaren (igneoak, metamorfikoak edo sedimentarioak) denudaziotik askatutako higakinen metatzearen eta litifikatzearen ondorioz edo solutuen hauspeatze kimikoaren edo biokimikoaren ondorioz sortzen dira. Arroken disgregazio mekanikoak arroka-zati solteak sortzen ditu, eta deskonposizio kimikoak, berriz, hondakinak eta materialak disoluzioan. Higakin edo sedimentu horiek jatorrizko arroketatik askatu eta urak, haizeak edo glaziarrek garraiatzen dituzte, grabitatearen laguntzaz, arroetan metatu arte. Disoluzioaren ondorioz uretan pilatutako solutuek, aldiz, ez-organikoki (gatzak, esaterako) edo biokimikoki (kareharriak, esaterako) hauspeaturiko arrokak era ditzakete. Sedimentu horiek trinkotu edota zementatu egin behar dira diagenesian arroka bilakatzeko.

Arroka sedimentarioak hiru talde nagusitan sailkatzen dira, sorrera-prozesuaren arabera: batetik, arroka detritikoak, bestetik, arroka biogeniko, biokimiko eta organikoak eta, azkenik, arroka kimikoak.

Arroka detritikoak beste edozein arroka higatzean askatzen diren partikulen pilaketaz sorturikoak dira. Partikulen tamaina, biribiltasuna/esferikotasuna eta hautespena partikulek jasandako garraioaren eta metaturiko ingurunearen baitan egongo dira; horrenbestez, alderdi horiek dira sailkapen-irizpide nagusiak. Arroka biogenikoak, biokimikoak eta organikoak zenbait izakiren parte hartzearen ondorioz (kareharriak eta silizezko arrokak, esaterako) edo materia organikoaren pilaketaren ondorioz (ikatza) sorturiko arrokak dira. Arroka-mota horiek sailkatzeko irizpide nagusiak izakien arteko erlazioa eta matrize-proportzioa (ehundura) dira. Arroka kimikoak zenbait mineralen hauspeatzearen ondorioz sorturiko arrokak dira, igeltsuak eta gatzak, esaterako. Mineral-pilaketa gauzatzeko agente garrantzitsuenak lurrunketa eta up-welling korronteak ditugu.

Arroka sedimentarioen ehundura arroka sortu duen prozesuaren menpe egongo da zuzen-zuzenean. Arroka detritikoen kasuan, ehundura klastikoa izango da, eta klastoen tamainaren arabera sailkatuko dira nagusiki. Bestalde, arroka kimiko eta biokimikoen kasuan, kristalak soluzio batetik hauspeatu direnez, ehundura kristalinoa izango da.

Arroka sedimentarioak arro sedimentarioetan sortzen dira, garraioaren amaieran sedimentuak pilatzen edo hauspeatzen direnean. Sedimentuak garai batean eta bestean pilatzen direnez, geruzak (estratuak) eratzen dira bata bestearen gainean. Ondoren, diagenesi deritzon prozesuen multzoa gertatzen da, eta, horren ondorioz, sedimentu solteak arroka sedimentario bilakatzen dira. Prozesu horien artean, trinkadura eta zementazioa ditugu. Trinkaduran, sedimentuan dauden hutsune eta poroak desagertzen dira gainean datozen sedimentuek eragindako presio edo pisuagatik. Zementazioan, berriz, pikor askeen artean lotzen dituen zementua eratu eta elementuen kohesioa gertatzen da.

Arro sedimentario ezberdinak topa daitezke ingurune sedimentarioaren arabera; handienak itsasoko arroak dira, baina beste hainbat aipa daitezke: ibai-deltak, glaziarrak, basamortuak eta abar.

Arroka sedimentarioen ezaugarri orokorrena itxura geruzatua bada ere, arroka biogenikoetan, fosilak edo izaki bizidunen aztarnak izan ohi dira nagusi, eta arroka detritikoetan, aldiz, inguruneko energiak sedimentu-antolaketan garatutako egitura sedimentarioak.

Arroka sedimentarioak dira ugarienak lurrazalaren gainazalean; izan ere, munduko arroka-azaleraren %66 sedimentarioa da, nahiz eta, bolumenari dagokionez, %4,8 soilik izan. Eskualde kontinentaletan, arroka sedimentarioen lodiera 1,8 km da batez beste, eta, arro ozeanikoetan, 0,3 km.

Arroken zikloa 

Arrokek ziklo bat osatzen dute, litogenesia izenekoa, faktore fisiko, kimiko eta biologikoek parte hartzen dutena. Denbora geologikoak Arrokek aldaketak jasaten dituzte faktore eta prozesu ezberdinak direla eta, hala nola meteorizazioa, higadura, garraioa eta sedimentazioa lurrazalean. Hasierako Arroka horiek sedimentarioak, igneoak edo metamorfikoak izan daitezke.

Meteorizazioa atmosferak egiten duen ekintza geologikoa da, degradazioa, fragmentazioa eta oxidazioa eragiten du. Meteorizazioa jasandako Arrokek higadura eta garraioa jasan dezakete. Grabitateak mugiarazitako Arroka zatiek metakinak sortzen dituzte. Garraioa gelditzen denean arro sedimentarioetan metatzen dira estratu izeneko kapa horizontaletan.

Sedimentu horiek prozesu batzuk jasaten dituzte (diagenesia), eta horien bidez Arroka sedimentario bilakatzen dira. Arroka horiek batez ere itsasoan sortzen dira. Trinkotzeak Arrokek dituzten hutsuneak deuseztatzen ditu, gainean dauden Arroken pisua dela eta.

Arrokek presio eta tenperatura aldaketa handia jasaten badute metamorfismoa jasango dute, eta Arroka metamorfiko bilakatuko dira. Arroka metamorfikoak hasieran metamorfikoak edo igneoak ere izan daitezke.

Azkenik, plaken tektonika dela eta, Arroka horiek fusionatu daitezke eta berriro atera, Arroka igneotan bilakatuta.

Arroka estralurtarrak 
Arrokei buruzko ezagutza gehienak Lurrekoak izan arren, arrokek unibertsoko gorputz asko osatzen dituzte. Eguzki-sisteman, Marte, Artizarra eta Merkurio arrokaz osatuta daude, satelite natural, asteroide eta meteoroide asko bezala. Lurraren gainera erortzen diren meteoritoek arroka estralurtarren eta haien konposizioaren frogak ematen dituzte. Lurreko arrokak baino astunagoak izaten dira. Asteroideen arrokak Lurrera ere ekar daitezke misio espazialen bidez, hala nola Hayabusa misioaren bidez. Ilargiko eta Marteko arrokak ere aztertu dira.

Arroken erabilerak 
Hominido desberdinek duela 2'5 milioi urtetatik hona erabili izan dituzte Arrokak. Dena dela aurrerapenik handiena meatzaritzak ekarri dio gizakiari, arrokek gordeta dituzten mea ateratzea baimendu baitio. Metalak, Arroka bitxiak, ikatza, uranioa, petrolioa eta karea lortu ditu horrela, besteak beste.Harrobiak ere eraikitzen dira, marmola, granitoa, kareharria eta arbela lortzen dira horrela, gero eraikuntzan erabiliko direnak gehienbat.

Eraikuntza 

Arroken erresistentzia izugarri aldatzen da, 300 MPa-tik gorako trakzio-erresistentzia duten kuartzitetatik hasi eta hatzekin txikitu daitezkeen arroka sedimentario bigunetaraino. Arroka sedimentario nahiko biguna eta lantzeko erraza K.a. 4000. urtean Egipton eraikitzeko ateratzen zen, eta K.a. 2800. urtean Barne Mongolian gotorlekuak eraikitzeko erabiltzen zen. Arroka biguna, toba, arrunta da Italian, eta erromatarrek eraikin eta zubi askotarako erabili zuten. Kareharria asko erabili zen eraikuntzan Erdi Aroan Europan, eta XX. mendera arte ere ezaguna izan zen.

Meatzaritza 

Meatzaritza mineral baliotsuak edo lurretik beste material geologiko batzuk ateratzea da, aztarnategi, zain edo mea batetik abiatuta. Lurzoruaren erauzketa ere sartzen da. Meatzaritzak berreskuratutako materialek metal arruntak, metal preziatuak, burdina, uranioa, ikatza, diamanteak, litioa, kareharria, eskisto bituminosoa, gatzarria, potasa, eraikuntzarako agregakinak eta tamaina handiko harriak dituzte. Meatzaritza beharrezkoa da nekazaritzako prozesuen bidez landu ezin den edozein material lortzeko, edo laborategi edo fabrika batean artifizialki sortu ahal izateko. Adiera zabalagoan, meatzaritzak lurretik edozein baliabide ateratzea hartzen du (adibidez, petrolioa, gas naturala, gatza edo ura).

Harriak eta metalak historiaurretik ateratzen dira. Meatze-prozesu modernoek honako hauek eskatzen dituzte: meatoki mineralen prospekzioa, proposatutako meatze baten onura-potentzialaren analisia, nahi diren materialak ateratzea eta, azkenik, meatze-jarduera bukatutakoan lurzorua beste erabilera batzuetarako prestatzeko berreskuratzea.

Meatze-prozesuek inpaktu negatiboak eragin ditzakete ingurumenean, bai meatzaritzako eragiketetan, bai meatzaritza utzi eta urte batzuetara. Eragin potentzial horiek direla eta, meatzaritzako eragiketen ondorio negatiboak kudeatzeko araudiak onartu dituzte munduko herrialde gehienek.

Tresneria 
Gizakiek eta aurreko hominidoek harrizko tresnak erabili dituzte milioika urtean. Harri Aroa harrizko tresnak erabiltzeko aldi orokorra izan zen. Harri Aroko lehen tresnak tresna sinpleak ziren, hala nola mailuak eta lauza zorrotzak. Ondoren, erremintak punta zorrotzak ziren, jaurtigai puntak, puntzoiak edo arraspagailuak. Harri Aro berantiarreko tresnak artisau-eran garatu ziren, kultura-nortasun desberdinekin. Metalurgiaren garapenaren ondoren, harrizko erreminten ordez kobrezkoak eta brontzezkoak jarri ziren neurri handi batean, meatzaritza bultzatu zutenak, arroken ezagutza beharrezkoa zen garaia.

Oharrak

Erreferentziak

Ikus, gainera 
 Petrologia
 Sedimentologia
 Estratigrafia
 Meatzaritza
 Geologia
 Mineralogia
 Paleontologia
 Kristalografia

Kanpo estekak 

Geologia