La piedra caliza es un término colectivo para un grupo de rocas sedimentarias que constan de al menos un 50 por ciento de calcita, un mineral formado por carbonato de calcio. Si parte del calcio se reemplaza por magnesio, el calcio resultante carbonato de magnesio La roca se llama piedra caliza dolomítica. La piedra caliza tiene una variedad de orígenes y puede precipitarse en el agua o ser secretada por organismos marinos como el coral; también puede consistir en conchas de organismos marinos muertos.
Clásticos y no clásticos
Hay dos tipos principales de rocas sedimentarias: clásticas o detríticas, que están formadas por pequeños fragmentos de roca, y no clásticas, también llamadas químicas e inorgánicas. La piedra caliza clástica está formada por granos biogénicos, o clastos, en lugar de fragmentos de rocas erosionadas, como en el caso de las areniscas. Dichos clastos biogénicos son fragmentos de conchas o huesos de organismos marinos muertos y se acumulan al hundirse en el fondo del mar o en cualquier otra masa de agua. También crecen en ambientes marinos como los arrecifes de coral. La piedra caliza no clástica, como los travertinos, se forma a través de la precipitación de cristales de carbonato en aguas poco profundas y en aguas subterráneas, estas últimas formando estalagmitas y estalactitas en cuevas.
Envejecimiento químico y mecánico
El dióxido de carbono en la atmósfera, junto con los óxidos de azufre y nitrógeno en regiones urbanas e industriales contaminadas, se disuelve en el agua de lluvia y subterránea para formar ácidos débiles. Estos ácidos reaccionan con los carbonatos de la piedra caliza y disuelven la roca, formando sumideros y cuevas. La piedra caliza también está sujeta a la intemperie mecánica, especialmente en climas secos, por la acción abrasiva del viento que transporta fragmentos de roca y otros escombros. Esta combinación de meteorización química y mecánica hace que la piedra caliza sea muy vulnerable al deterioro cuando se expone a la atmósfera.
Porosidad y fracturas
La piedra caliza formada a través de la acumulación de conchas y material esquelético tiene una alta porosidad inicial, un término que se refiere a los vacíos entre los fragmentos sólidos. Esta porosidad disminuye con la compactación con el tiempo a medida que se deposita más material y se fragmenta el cemento. El agua ácida de la atmósfera o del suelo disuelve parte de este material compactado, creando una porosidad secundaria. El movimiento de la tierra durante el tiempo geológico hace que la piedra caliza se fracture. La entrada de agua ácida agranda aún más las fracturas. Cuando se expone, este efecto de disolución aparece en la superficie como una red de fisuras y sumideros denominada karst.
Ventajas y problemas de ingeniería
Las formaciones de piedra caliza como paisajes, cuevas y arrecifes de coral constituyen atractivos turísticos espectaculares. Cuando se utiliza como material de construcción, la piedra caliza tiene un proceso de envejecimiento elegante y atractivo durante siglos, a pesar de su vulnerabilidad al deterioro. La alta porosidad y las cavidades de la piedra caliza la convierten en un acuífero eficiente para el suministro público de agua en Texas, Irlanda y en todo el mundo. Sin embargo, las formaciones de piedra caliza presentan serios problemas de ingeniería para la construcción de carreteras, túneles y edificios. Es posible que las cavidades y las capas de roca muy inclinadas no siempre se identifiquen durante la investigación de un sitio de construcción y pueden desaparecer, causando un colapso repentino de cimientos, edificios y túneles.