Espeleotema


Espeleotema

Espeleotema

Espeleotema es la denominación formal para lo que comúnmente se conoce como "formaciones de las cavidades". La palabra, procedente del griego "depósito de las cavidades", se refiere generalmente a depósitos minerales secundarios formado en cuevas tras la génesis de éstas.

Atendiendo al uso extendido de la palabra en alusión a las "formaciones de las cavidades", encontramos que existen no sólo espeleotemas secundarios, sino también primarios, dependiendo del tipo de cueva en que se encuentren.


Contenido

Espeleotemas en cavernas kársticas (espeleotemas secundarios o epigenéticos)

Generalidades

El agua de filtración a través de las grietas del terreno en las proximidades de una caverna puede disolver ciertos compuestos, normalmente calcita y aragonito (carbonato cálcico) y yeso (sulfato cálcico). La cantidad de mineral disuelto depende, entre otros factores, de la concentración de dióxido de carbono y temperatura de la disolución. Cuando esta solución alcanza una caverna llena de aire, la descarga de dióxido de carbono altera la capacidad del agua para mantener estos minerales en disolución, provocando que precipiten. Con el tiempo, que puede ser de decenas de miles de años, la acumulación de estos precipitados puede formar espeleotemas secundarios.

Los espeleotemas secundarios no se forman únicamente en cavernas kársticas, aunque es en ellas donde mejor se aprecian. También pueden formarse en cualquier otra cavidad donde el goteo de agua cargada de minerales procedentes del terreno tenga ocasión de precipitar. De este modo, pueden encontrarse espeleotemas secundarios en tubos volcánicos que se encuentren en terrenos húmedos e incluso en cavidades artificiales, como minas, siempre que transcurra el tiempo necesario para su formación.

Formas secundarias comunes

Columna de acreción en la cueva de Biserujka, isla de Krk, Croacia


Los espeleotemas secundarios formados por calcita pura son de un color blanco transparente, pero generalmente aparecen coloreados por minerales como hierro, cobre o manganeso, o pueden ser marrones por la inclusión de partículas de barro o sedimentos.

Química

Muchos factores influyen en la forma y color de los espeleotemas secuncarios, incluyendo la cantidad y dirección de la filtración de agua, la cantidad de ácido en la disolución, la temperatura y humedad ambiental de la cueva, corrientes de aire, el clima de la superficie, la cantidad de precipitaciones anual y la densidad de la cobertura vegetal exterior.

La mayor parte de la química de la caverna kárstica se desarrolla en torno a la calcita, CaCO3, el mineral primario en la roca caliza. Es un mineral poco soluble, cuya solubilidad aumenta con la introducción de dióxido de carbono, CO2. Es paradójico que su solubilidad disminuye conforme la temperatura aumenta, al contrario que la gran mayoría de los sólidos disueltos. Esta disminución se debe a interacciones con el dióxido de carbono, cuya solubilidad disminuye con elevadas temperaturas. Cuando el dióxido de carbono se libera, el carbonato cálcico precipita.

Muchas otras disoluciones en las cavernas no están compuestas de caliza o dolomita... Most other solution caves that are not composed of limestone or dolostone are composed of gypsum (calcium sulfate), the solubility of which is positively correlated with temperature.

Testigos del clima

Se pueden tomar muestras de espeleotemas secundarios para usarlos, al igual que un núcleo de hielo como un registro de cambios climáticos pasados. Una característica de estos espeleotemas es su capacidad única para ser datados con gran precisión... over much of the late Quaternary period using the uranium-thorium dating technique.[1]

Las estalagmitas son particularmente útiles para aplicaciones paleoclimáticas por su forma relativamente simple y porque contienen diversos registros climáticos, como isótopos de oxígeno y carbono and trace cations. Éstos pueden aportar pistas sobre la precipitación en el pasado, temperatura y cambios en la vegetación durante los últimos ~ 500.000 años


Datación absoluta

Another dating method using electron spin resonance (ESR) — also known as electron paramagnetic resonance (EPR) — is based on the measurement of electron-hole centers accumulated with time in the crystal lattice of CaCO3 exposed to natural radiations. In principle, in the more favorable cases, and assuming some simplifying hypotheses, the age of a speleothem could be derived from the total radiation dose cumulated by the sample and the annual dose rate to which it was exposed. Unfortunately, not all the samples are suited for ESR dating: indeed, the presence of cationic impurities such as Mn2+, Fe2+, or Fe3+, humic acids (organic matter), can mask the signal of interest, or interfere with it. Moreover, the radiation centers must be stable on geologic time, i.e., to have a very large lifetime, to make dating possible. Many other artifacts, such as, e.g., surface defects induced by the grinding of the sample can also preclude a correct dating. Only a few percents of the samples tested are in fact suitable for dating. This makes the technique often disappointing for the experimentalists. One of the main challenge of the technique is the correct identification of the radiation-induced centers and their great variety related to the nature and the variable concentration of the impurities present in the crystal lattice of the sample. ESR dating can be tricky and must be applied with discernment. It can never be used alone: "One date only is No date", or in other words, "multiple lines of evidence and multiple lines of reasoning are necessary in absolute dating". However, "good samples" might be found if all the selection criteria are met.[2]

Espeleotemas en cuevas volcánicas (espeleotemas primarios o singenéticos)

Los espeleotemas se forman también en las cuevas volcánicas como los tubos de lava. Aunque en ocasiones son similares en apariencia a los presentes en las cuevas kársticas, los espeleotemas primarios presentes en los tubos volcánicos están formados por el enfriamiento de la lava residual en el interior de la cueva. Dependiendo de la edad del tubo volcánico y del terreno en que se encuentre, pueden formarse en su interior otros espeleotemas secundarios, como pequeñas estalactitas y diversas concreciones, gracias a aportes de agua con minerales disueltos que acaban precipitando.

Los espeleotemas primarios más comunes en los tubos de lava son:

  • Estafilitos o estalactitas de lava, de diversos tipos (cónicos, estriados, laminados...)
  • Churretes, un tipo particular de estafilito también conocido como estafilito de refusión.
  • Castillos o estalagmitas de lava.
  • Cornisas y terrazas.
  • Estrías de avance.

Los espeleotemas secundarios más comunes en tubos de lava de cierta antigüedad son:

  • Concreciones, generalmente calcáreas, que se suelen agrupar en racimos, o de yeso.
  • Micro-estalactitas. Comienzo de formación de una estalactita, generalmente sobre un estafilito preexistente.
  • Microgours. Comienzo de formación de gours sobre zonas de lava lisa.

Referencias

  1. Climate proxy
  2. ESR dating
    • De Cannière, P.; Debuyst R., Dejehet F., Apers D., Grün R. (1986). «ESR dating: a study of 210Po-coated geological and synthetic samples» Nuclear Tracks and Radiation Measurements. Vol. 11. n.º 4-5. pp. 211-220.
    • Grün, R. (1989). «Electron spin resonance (ESR) dating» Quaternary International. Vol. 1. n.º 1. pp. 65.
    • Grün, R. (1989). «ESR dating for the early Earth» Nature. Vol. 338. n.º 6216. pp. 543-544.
    • Hennig, G.J.; Grün R. (1983). «ESR dating in quaternary geology» Quaternary Science Reviews. Vol. 2. n.º 2-3. pp. 157-238.
    • Ikeya, M. (1984). «Age limitation of ESR dating for carbonate fossils» Naturwissenschaften. Vol. 71. n.º 8. pp. 421-423.
    • Jonas, M. (1997). «Concepts and methods of ESR dating» Radiation Measurements. Vol. 27. n.º 5-6. pp. 943-973.
    • Nambi, K.S.V.; Aitkin M.J. (1986). «Annual dose conversion factors for TL and ESR dating» Archaeometry. Vol. 28. n.º 2. pp. 202-5.
    • Radtke, U.; Mangini A., Grün R. (1985). «ESR dating of marine fossil shells» Nuclear tracks and radiation measurements. Vol. 10. n.º 4-6. pp. 879-884.
    • Radtke, U.; Grün R. (1988). «ESR dating of corals» Quaternary Science Reviews. Vol. 7. pp. 465-470.
    • Rink, W.J. (1997). «Electron spin resonance (ESR) dating and ESR applications in quaternary science and archaeometry» Radiation Measurements. Vol. 27. n.º 5-6. pp. 975-1025.
    • Sato, T. (1982). «ESR dating of planktonic foraminifera» Nature. Vol. 300. n.º 5892. pp. 518-521.
    • Skinner, A.R. (2000). «ESR dating: is it still an ‘experimental’ technique» Applied Radiation and Isotopes. Vol. 52. n.º 5. pp. 1311-1316.

Enlaces externos

Obtenido de "Espeleotema"

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