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The Rock That Cooled Twice
¶1 Molten rock can cool into some of the hardest material on Earth, or just as easily into rock that shatters like glass. What decides the difference is not what the rock is made of but how quickly it hardens. That single condition splits igneous rock, rock that forms when molten material cools and solidifies, into two clearly separated categories. One kind forms wherever magma reaches the surface and hardens within minutes, hours, or at most a few days. The other forms far underground, where the same material can take thousands or even millions of years to harden completely. In one unusual case, however, a single rock carries evidence of both categories at once.
¶2 Rock that cools at Earth's surface, called extrusive rock, seldom gets more than a day to arrange itself before it freezes solid. Lava erupting from a volcano such as Kilauea in Hawaii can cool into solid rock within hours of leaving the vent. Atoms in the melt have almost no time to link into orderly crystal lattices, so most extrusive rock is fine-grained, its grains too small to see without a microscope. When cooling is fast enough, no orderly structure forms at all. Obsidian, a natural volcanic glass, hardens so quickly that its atoms freeze in a disordered arrangement, leaving no crystals whatsoever. Its edge can be thinner than a surgical scalpel, so some surgeons still choose obsidian blades for certain fine incisions.
¶3 Rock that instead cools far underground, called intrusive rock, is insulated by the surrounding earth and can take an extraordinarily long time to lose its heat. A large body of magma trapped several kilometers below the surface may need thousands to millions of years to harden completely. That much time lets atoms migrate freely through the melt and lock into large, well-formed crystals several centimeters across. Granite, the most familiar intrusive rock, owes its speckled look to just this process; its visible grains of quartz, feldspar, and mica are large enough to identify with the naked eye. The granite cliffs of Yosemite's Half Dome and El Capitan once formed as a single molten mass many kilometers underground, cooling slowly enough for such crystals to grow before millions of years of erosion finally exposed them at the surface.
¶4 Cooling rate alone, however, cannot always predict a rock's category, because a magma chamber does not always cool in a single, uninterrupted stage. Porphyritic texture, a rock structure containing large crystals surrounded by a much finer-grained material, forms when magma cools twice, first slowly and then suddenly. The dacite that erupted from Mount St. [A] Helens in 1980 shows this pattern clearly. [B] Large crystals of plagioclase and hornblende had already formed while the magma sat underground for centuries. [C] When the mountain's north face collapsed and pressure suddenly dropped, the melt rushed to the surface and hardened within hours. [D] That final rapid stage froze a fine-grained matrix around crystals that had already finished growing. In fact, a single fragment of this rock preserves two cooling rates at once, one slow enough to grow visible crystals and one too fast for any to form.
¶5 Grain size, in this way, works like a clock for geologists studying rock they never watched form. A specimen packed with large crystals signals magma that cooled slowly, probably deep underground; glassy or fine-grained rock signals magma that cooled almost instantly near the surface. Porphyritic rock, with two distinct grain sizes locked into one fragment, signals something more specific: a magma chamber that sat quietly for a long stretch before conditions above it changed abruptly. Volcanologists now read that record before anyone drills a borehole, since a rock's texture alone can indicate roughly how deep, and how disturbed, the chamber that produced it once was.
Preguntas
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Highlighted: "The granite cliffs of Yosemite's Half Dome and El Capitan once formed as a single molten mass many kilometers underground, cooling slowly enough for such crystals to grow before millions of years of erosion finally exposed them at the surface."
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Even a trained eye can be fooled by that fine texture at first glance, mistaking the whole rock for one that cooled quickly from start to finish.
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Extrusive Rock Intrusive Rock
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Traducción y respuestas
Traducción del texto y respuesta/explicación de cada pregunta. Úselo para repasar después de resolverlo usted mismo.
La roca que se enfrió dos veces
La roca fundida puede enfriarse hasta convertirse en uno de los materiales más duros de la Tierra, o con la misma facilidad en una roca que se rompe como el vidrio. Lo que decide la diferencia no es de qué está hecha la roca, sino con qué rapidez se endurece. Esa única condición divide a la roca ígnea, la roca que se forma cuando el material fundido se enfría y solidifica, en dos categorías claramente separadas. Un tipo se forma dondequiera que el magma llega a la superficie y se endurece en minutos, horas o, como mucho, unos pocos días. El otro se forma muy por debajo del suelo, donde el mismo material puede tardar miles o incluso millones de años en endurecerse por completo. En un caso inusual, sin embargo, una sola roca lleva evidencia de ambas categorías a la vez.
La roca que se enfría en la superficie terrestre, llamada roca extrusiva, rara vez tiene más de un día para organizarse antes de solidificarse por completo. La lava que erupciona de un volcán como Kilauea en Hawái puede convertirse en roca sólida en cuestión de horas tras salir del respiradero. Los átomos en el material fundido casi no tienen tiempo de enlazarse en redes cristalinas ordenadas, así que la mayoría de la roca extrusiva tiene grano fino, con granos demasiado pequeños para verse sin un microscopio. Cuando el enfriamiento es lo bastante rápido, no se forma ninguna estructura ordenada en absoluto. La obsidiana, un vidrio volcánico natural, se endurece tan rápido que sus átomos se congelan en un arreglo desordenado, sin dejar ningún cristal. Su filo puede ser más delgado que un bisturí quirúrgico, así que algunos cirujanos todavía eligen hojas de obsidiana para ciertas incisiones finas.
La roca que en cambio se enfría muy por debajo del suelo, llamada roca intrusiva, está aislada por la tierra circundante y puede tardar un tiempo extraordinariamente largo en perder su calor. Un gran cuerpo de magma atrapado a varios kilómetros bajo la superficie puede necesitar de miles a millones de años para endurecerse por completo. Ese tiempo tan largo permite que los átomos migren libremente a través del material fundido y se fijen en cristales grandes y bien formados de varios centímetros de ancho. El granito, la roca intrusiva más conocida, debe su aspecto moteado precisamente a este proceso; sus granos visibles de cuarzo, feldespato y mica son lo bastante grandes para identificarse a simple vista. Los acantilados de granito de Half Dome y El Capitán en Yosemite alguna vez se formaron como una sola masa fundida a muchos kilómetros bajo tierra, enfriándose lo bastante despacio como para que crecieran esos cristales antes de que millones de años de erosión finalmente los expusieran en la superficie.
La velocidad de enfriamiento por sí sola, sin embargo, no siempre puede predecir la categoría de una roca, porque una cámara de magma no siempre se enfría en una sola etapa ininterrumpida. La textura porfídica, una estructura rocosa que contiene cristales grandes rodeados de un material mucho más fino, se forma cuando el magma se enfría dos veces, primero lentamente y luego de golpe. La dacita que erupcionó del monte Santa Helena en 1980 muestra claramente este patrón. Ya se habían formado grandes cristales de plagioclasa y hornblenda mientras el magma permanecía bajo tierra durante siglos. Cuando la ladera norte de la montaña colapsó y la presión bajó de golpe, el material fundido se precipitó hacia la superficie y se endureció en cuestión de horas. Incluso un ojo entrenado puede dejarse engañar a primera vista por esa textura fina, confundiendo toda la roca con una que se enfrió rápido de principio a fin. Esa etapa final y rápida congeló una matriz de grano fino alrededor de cristales que ya habían terminado de crecer. De hecho, un solo fragmento de esta roca conserva dos velocidades de enfriamiento a la vez, una lo bastante lenta para hacer crecer cristales visibles y otra demasiado rápida para que se formara ninguno.
El tamaño de grano, de esta manera, funciona como un reloj para los geólogos que estudian rocas que nunca vieron formarse. Un espécimen repleto de cristales grandes indica un magma que se enfrió lentamente, probablemente muy bajo tierra; una roca vítrea o de grano fino indica un magma que se enfrió casi al instante cerca de la superficie. La roca porfídica, con dos tamaños de grano distintos fijados en un solo fragmento, indica algo más específico: una cámara de magma que permaneció en calma durante un largo período antes de que las condiciones sobre ella cambiaran abruptamente. Los vulcanólogos ahora leen ese registro antes de que nadie perfore un sondeo, ya que la textura de una roca por sí sola puede indicar aproximadamente cuán profunda, y cuán perturbada, estuvo alguna vez la cámara que la produjo.
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Vocabulary — los átomos quedan congelados sin formar ninguna estructura ordenada, es decir, en un arreglo desordenado.
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Reference — los granos visibles de cuarzo, feldespato y mica son del propio granito.
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Essential Term — la textura porfídica es una estructura con cristales grandes en una matriz fina, resultado de un enfriamiento en dos etapas.
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Factual — el pasaje da directamente esta razón: el aislamiento bajo tierra permite un enfriamiento muy lento.
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Negative Fact — el pasaje dice que este magma se enfrió en dos etapas, no en una sola ininterrumpida.
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Sentence Simplification — conserva los tres elementos: formación subterránea, enfriamiento lento con crecimiento de cristales, y exposición posterior por erosión.
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Inference — la ausencia de dos tamaños de grano sugiere un enfriamiento en una sola etapa, sin pausa subterránea previa.
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Rhetorical Purpose — este dato concreto ilustra vívidamente cuán extrema es la ausencia total de cristales en la obsidiana.
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Paragraph Relation — el párrafo 4 muestra una excepción a la división limpia entre roca extrusiva e intrusiva presentada antes.
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Insert Text — justo después de mencionarse la matriz de grano fino, esta oración retoma 'that fine texture' antes de la conclusión sobre las dos velocidades de enfriamiento.
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Schematic Table — A, B y C son rasgos de la roca extrusiva (párrafo 2), mientras que D y E son rasgos de la roca intrusiva (párrafo 3).