Locos por la Geología

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Los invito a un paseo virtual por un museo, de la mano de mi colega y amigo Adan Tauber.

Totalmente fuera de programa, y por tratarse de un evento de magnitud superior a 7 Richter, no puedo menos que referirme al sismo que acaba de acontecer en México.

Y aunque México, por su emplazamiento nos tiene relativamente acostumbrados a estos acontecimientos, vale la pena hablar del del día de la fecha.

¿Cuándo y dónde ocurrió?

El sismo tuvo lugar unos 12,2 km al sur suroeste de la localidad de Santa María de Zapotitlán en el estado de Oaxaca, en México. La mención del nombre Zapotitlán ha causado alguna confusión en la prensa, porque ese toponímico se repite con pocas variaciones en numerosos estados de México. En este caso, para más exactitud, conviene recordar las coordenadas, que son: 16,029° latitud N y 95,901° longitud W. Su hipocentro se ubica a los 26, 3 km de profundidad, aproximadamente.

Respecto al tiempo, ocurrió el 23 de junio de 2020 a las 15:29:05 (hora local UTC) y 10: 29: 05 (GMT). Como ya expliqué en otro post, el UTC no es el mismo sistema horario que el del Meridiano de Greenwich. En definitiva, en nuestro país regido por este último sistema, la hora era 12:29.05 GMT, por la diferencia entre los dos países.

¿Qué características tuvo?

Según reporta el Servicio Geológico de Estados Unidos, se trató de magnitud Richter 7,4. Debido a que hay diversos modos de medir la magnitud, aclaremos que en este caso se trata de la magnitud del momento, que no sé si ya lo he explicado en algún otro post, pero que aclaro de nuevo por las dudas.

La magnitud basada en el momento, implica el producto de la rigidez del terreno por el promedio del desplazamiento en la falla y por el área de la zona de falla afectada.

¿Qué daños se produjeron?

Según el informe oficial del gobernador de Oaxaca, Alejandro Murat, sólo se registraron un fallecido y un herido, en el marco de un derrumbe en la comunidad de Crucecita, donde hubo también daños materiales menores y algún grado de afectación en un hospital del puerto de Huatulco.

¿Cuál es el entorno geológico?

Debido a su localización sobre una de las mayores placas tectónicas, México es uno de los países con mayor riesgo sísmico y también volcánico. En su mayor parte, México se mueve con la placa Norte Americana hacia el oeste. Más al sur, la placa de Cocos, que se mueve hacia el noreste, subduce creando una fosa a lo largo de la costa sur de México.

Por otra parte, la zona oeste del Golfo de California, que incluye la península mexicana de Baja California, se mueve hacia el noroeste con la Placa Pacífica a una velocidad aproximada de 50 mm por año. En esta zona se produce el movimiento transformacional de la Falla de San Andrés.

Esta conjunción de circunstancias explica la intensa actividad tectovolcánica de México.

¿Qué cabe esperar ahora?

Como siempre repito, ahora se deben acomodar las piezas del rompecabezas, a través de nuevos pulsos que irán liberando más energía, pero ya se ha disipado la mayor parte de ésta.

Por otra parte, la proximidad al mar justifica muy bien que se haya emitido una alerta de tsunami para las costas del Pacífico de México, Guatemala, Honduras, Ecuador y El Salvador.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Wikipedia.

No hace mucho, introduje ya el concepto de perfil de equilibrio, y les adelanté que era un concepto teórico, y que en la práctica, ese perfil ideal nunca se alcanza de modo duradero- y mucho menos permanente- porque cualquier mínimo cambio lo altera por completo, ya que se trata de un sistema complejo.

Después de repasar el post, he tenido la sensación de que podemos explicitar un poco más ese tema, y a eso voy a dedicar el texto de hoy. Por supuesto, les orde sugiero amablemente que vayan a leer ese post anterior antes de internarse en éste.

¿Qué conceptos conviene introducir para comprender mejor el tema?

Para que todo lo que sigue nos quede definitivamente claro, debemos conocer al menos los conceptos de potencia neta y potencia bruta, y su efecto sobre la dinámica fluvial resultante.

¿Qué es la potencia bruta?

Comencemos poe decir que potencia es de modo general la capacidad de producir trabajo, y en el caso particular de un río, es su capacidad de cargar y transportar material.

La potencia de una corriente de agua es proporcional al caudal (masa de agua en movimiento), y al cuadrado de la velocidad con que discurre. Esto se expresa así:

P= Q x V²  donde P= potencia; Q= caudal y V= velocidad.

A su vez, el caudal se obtiene matemáticamente al multiplicar la superficie total de una sección transversal del área mojada por la corriente (S), por la velocidad con que corre (V). La razón de esta fórmula es obvia: imaginen un caño, cuanto más grande sea el diámetro (y por ende la superficie de la sección) y más rápido pase el agua por él, más cantidad (caudal) pasa.

Q= S x V, si reemplazamos Q en la fórmula anterior resulta:

P= S x V x V² que en definitiva es igual a  P= S x V³

Ya tenemos pues la fórmula de la potencia de una corriente. Pero no hay una única forma posible de considerar a la potencia. Lo que dijimos hasta aquí se conoce como potencia bruta, cuando aplicamos un sentido estricto. En definitiva, se trata de la capacidad de transporte y carga disponible en un sistema ideal y supuestamente invariable.

¿Qué es la potencia neta?

Cuando hacemos un análisis más realista del sistema fluvial, observamos de inmediato que siempre hay algo de carga en él, sean sedimentos, material biológico, o contaminantes. En definitiva, esa potencia bruta, que no es otra cosa que energía disponible teóricamente para el transporte, es en parte absorbida por los rozamientos que ocurren entre el agua y su carga, o por la reistencia que oponen la viscosidad, la rugosidad del lecho, etc.

El resto de capacidad de carga, que permanece cuando se resta la que se pierde como acabo de describir, es lo que se conoce como potencia neta.

En una fórmula aproximada:

Pn= Pb – (Par+ Patc) donde:

Pn= potencia neta

Pb= potencia bruta

Par= potencia absorbida por los rozamientos y rugosidad

Patc= potencia absorbida en el transporte de la carga

¿Cómo se relacionan ambas potencias entre sí, y cómo se manifiesta esa relación en los procesos fluviales?

Repitamos la fórmula que explicamos arriba:

Pn= Pb – (Par+ Patc)

Si el resultado es positivo, es decir que hay una potencia bruta superior a las pérdidas, la corriente tiene capacidad para adquirir más carga, erosionando el cauce, o recibiendo material aportado de otra forma.

Si el resultado es negativo, es decir que las pérdidas por rozamiento y carga superan a la potencia bruta, la corriente lo compensa, depositando algo de la carga, es decir que ocurre sedimentación en ese punto del curso.

Cuando el resultado es cero, en cambio, vale decir que las pérdidas de energía y la potencia bruta se igualan, entonces no ocurre erosión ni sedimentación. Sería la definición del perfil de equilibrio.

En otras palabras, el perfil de equilibrio es aquél a lo largo del cual, se mantiene una potencia neta igual a cero, porque las pérdidas son siempre equivalentes a la potencia bruta.

¿Qué sucede a lo largo del perfil de equilibrio?

Lo que dijimos al final de la respuesta anterior es inviable en la naturaleza. Jamás podrá mantenerse el valor cero de la Potencia neta a lo largo de todo el perfil; y ni siquiera por mucho tiempo en un único punto del perfil.

Esto sucede porque todos los puntos del perfil son interdependientes, y si por alguna razón la potencia cambia en un punto, todos los demás se reajustan a su vez.

Supongamos un perfil con potencia neta igual a cero. ¿Cuánto tardará en ocurrir una lluvia que aumente el caudal, y por consiguiente cambie la potencia bruta, que al aumentar también dejará un resto de energía para socavar el cauce? ¿O a la inversa, cuánto pasará hasta que caiga más carga desde las laderas, o alguien tire algo, aumentando el rozamiento, y disminuyendo la potencia bruta, hasta el punto en que dispare la sedimentación en ese lugar del curso?

Esto en un recodo dado del río. Pero si en un punto ocurre erosión, en otro, ese material cargado por el propio socavamiento, se hará excesivo y se depositará algo de material en otro punto. Esto explica la continua variación del perfil de equilibrio, que por eso mismo se convierte en un concepto de referencia meramente teórico.

Y a todo esto se debe sumar lo que ya les expliqué de los cambios de nivel de base, que inciden en la configuración del perfil tanto real como de equilibrio.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La foto que ilustra el post es del Tigre, lugar que me encanta.

Hoy es feriado en Argentina, de modo que no esperen que trabaje mucho para ustedes.

Así es que voy a limitarme a subir la reseña que presenté en la Memoria correspondiente a la Jornada sobre Ecología organizada por el Centro de Egresados de Ciencias Políticas de la Universidad Católica de Córdoba, que tuvo lugar el 13 de Noviembre de 1995, y en la que participé como panelista.

Ese panel multidisciplinario, del que formé parte por el área Geología, fue muy interesante por la variedad de miradas sobre el tema, y porque cada especialista debía adecuar su discurso a un público que no necesariamente tenía conceptos previos sobre su área de conocimiento.

Les hago notar que esta Jornada data de hace 25 años, cuando era difícil conciliar tantas disciplinas bajo el paraguas de la Ecología. Era un tiempo en que sólo se daban tímidos y renuentes pasos para interactuar con profesionales de extracciones tan ajenas a la propia, y el entendimiento mutuo no era fácil.

En el evento que hoy recuerdo participamos expertos del Derecho, la Economía, Biología, Psicología, Arquitectura, Periodismo y yo por Gelogía. Esta acción y otras muchas tuvieron en aquellos años un impulsor muy inquieto: el abogado Ignacio Gei.

Fue una experiencia muy valiosa, pero además, se produjo, con relación al evento, una anécdota divertida que les contaré seguramente en algún post de viernes.

Pero vamos a lo nuestro, he aquí el resumen de mi participación, que pueden ver a través del sistema Scribd.

Enmarcamiento Geológico de La Ecología by Graciela L. Argüello on Scribd

En un post de hace bastante tiempo, les presenté el listado de diecisiete lugares de particular interés geológico en Argentina, y les prometí hablar poco a poco de todos ellos. Hoy es el turno del Puente del Inca en Mendoza.

¿Dónde se encuentra el Puente del Inca?

El Puente del Inca se encuentra conectando las dos orillas del Río Cuevas, en la provincia de Mendoza, en el departamento de Luján de Cuyo, y dentro de lo que se denomina Cordillera Principal. Dista 183 kilómetros de la ciudad capital, y sólo 17 del límite con Chile. El puente se encuentra a  2.719 msnm, es de origen completamente natural, tiene forma de arco, mide 50 metros de largo y 15 de ancho, y tiene una luz de 40 m.

¿En qué consiste su interés?

Su interés es básicamente paisajístico, por la belleza de las coloraciones de los sedimentos que lo conforman y lo rodean. Pero también tiene interés geológico por su origen natural, y hasta un interés histórico, relacionado con la época, en el siglo pasado, en que se lo explotaba como centro turístico de aprovechamiento de la actividad hidrotermal. Dicha actividad se manifiesta sobre la margen derecha del río, en forma de manantiales calientes que brotan bajo el puente con temperaturas de 34º a 38º centígrados, es decir lo que más específicamente se conoce como aguas mesotermales.

El turismo revaloriza hoy aquellos sitios que conservan huellas de la historia, en este caso bastante reciente, pero no por ello de menor interés. Repasemos un poco esa historia.

Al comenzar el siglo pasado, la Legislatura Provincial autorizó a una sociedad anónima, cuyo representante era Luis Kuffre a construir y explotar un balneario que se popularizó como «Estación Termo Balnearia de Puente del Inca», a cuyas aguas se atribuían propiedades terapéuticas. Con la llegada del ferrocarril Trasandino, en 1902, la villa aledaña, denominada precisamente Villa Puente del Inca, conoció un periodo de notoriedad y bonanza, que motivó a la Compañía Hotelera Sudamericana a comprar en 1910, el antiguo establecimiento termal, donde comenzó a construir un hotel con todos los lujos de la época, y que podía alojar cómodamente hasta 100 pasajeros.

Desde el propio hotel se realizaban excursiones y cabalgatas hacia localidades cercanas, incluyendo el Aconcagua, y el Cristo Redentor. Respecto a los baños mismos, consistían en 9 cuartos con piletas revestidas de azulejos, por las cuales circulaba continuamente el agua termal, tan cargada de sales, que periódicamente debían eliminarse los depósitos carbonáticos empleando écido clorhídrico.

En 1965 un deslizamiento desde el cerro Banderitas Sur, causó grandes daños en el establecimiento, con lo que se dio fin a la explotación del complejo, cuyos restos son hoy motivo de visitas turísticas.

¿Cuál es el entorno geológico del Puente del Inca?

Si se realiza una apretada reseña, pueden mencionarse cuatro secuencias estratigráficas principales:

• Basamento pre-jurásico, compuesto por rocas de origen marino de los periodos Carbónico y Pérmico inferior, consistentes en sedimentos arenosos homogéneos grisáceos, con pelitas, conjunto probablemente generado por corrientes turbidíticas que descendieron por los fondos de la topografía marina. Sobre esa serie, se apoyan en discordancia angular, rocas volcánicas de edad permotriásica, depositadas por vulcanismo explosivo.
• Sobre el conjunto ya descrito, y discordancia mediante, yace una sucesión mesozoica de sedimentos continentales y marinos, y rocas volcánicas que comienzan en el Jurásico medio a superior y culminan en el Cretácico.
• Por encima, y luego de una discordancia angular, que afecta a los dos complejos anteriores, se encuentran conglomerados del Mioceno inferior a medio. Se trata de materiales de transporte fluvial, que se acumularon como abanicos aluviales de alta energía, en el quiebre de la pendiente.
• La cubierta más moderna, incluye diversos depósitos cuaternarios, representados por sedimentos glaciarios, nivoglaciarios, de remoción en masa, aluviales y coluviales.

¿Cuál es el origen de las aguas termales?

Si bien durante algún tiempo se relacionó el fenómeno hidrotermal con la actividad volcánica regional, al demostrarse que ésta data de hace unos 15 millones de años, se prefirió otra explicación diferente. Según Ramos, (1993) las aguas pluviales se infiltran a gran profundidad dentro de la corteza, atravesando niveles permeables generados por fallas (especialmente la de Quebrada Blanca), hasta alcanzar la profundidad del plano de despegue de las estructuras tectónicas. Es allí donde, por el gradiente geotérmico que ya les he explicado, el agua se calienta, y por la gran presión hidrostática reinante en un ambiente tan profundo, comienza su ascenso aprovechando el camino que le ofrece la superficie de falla de Penitentes, que se manifiesta en la superficie a poca distancia del Puente del Inca.

¿Cómo se ha formado el puente mismo?

Hoy se considera que esencialmente el puente reconoce un origen sedimentario- termal, vale decir que la cementación de los sedimentos previamente existentes se debe a las sales transportadas por el agua termal. Y son las mismas sales las que al depositarse en delgadas capas mineralizadas, le confieren a toda el área coloraciones en diversos matices de ocre, amarillo, verde, castaño y naranja.

No obstante, pese a ese acuerdo en lo general, los detalles del proceso han dado lugar a diversas hipótesis, de entre las cuales podemos recuperar al menos las siguientes:

• Darwin en 1838 postuló que el río Cuevas habría excavado un canal sobre un lado, dejando como remanente un voladizo colgante que se habría prolongado con materiales desprendidos desde el acantilado opuesto, y que se habría cementado luego con las sales minerales del fenómeno hidrotermal. Kitll en 1941, y Monteverde en 1947, apoyaron, con muy ligeras variantes de su propia cosecha, este modelo.
• En 1907, Walter Schiller supuso un lento crecimiento por aposición lateral desde el área donde emergen las fuentes termales, que habrían depositado minerales, avanzando a expensas de la cementación resultante, hacia la margen opuesta del río.
• Ramos, en el trabajo ya mencionado, propone otra alternativa, a partir de las observaciones realizadas en otros puentes naturales temporarios de la cuenca del río Cuevas. Según su modelo, son comunes en la región los puentes de hielo ocasionados por nevadas excepcionales durante el invierno, algunos de los cuales llegan a durar varios años. Posteriormente el hielo se convierte en una base sobre la que se acumula el material que se desprende de las laderas colindantes, formando capas de rodados que se sustentan mientras el hielo persista. En el caso particular del Puente del Inca, la cementación causada por el hidrotermalismo sería la responsable de haber preservado el puente después de la fusión del hielo.

Sea cual sea la hipótesis que se prefiera, no debe olvidarse que por lo general no existen causas únicas en las estructuras complejas, y en este caso también hay contribución biológica de numerosas colonias de algas verdes, rojas y azules, tanto macro como microscópicas. Efectivamente, la observación con microscopio de muestras del puente, revela una estratificación paralela de capas algáceas, carbonáticas, y hasta a veces, de intercrecimientos de sílice, probablemente generados por las mismas algas.

Factores a tener en cuenta al tratar de comprender la génesis de este maravilloso paisaje, son: el quimismo de las aguas termales, su salinidad, temperatura, gases disueltos y presión parcial. También la velocidad y turbulencia del flujo de agua termal sobre el puente y el gradiente de luminosidad del área influyen en la distribución areal de los diferentes tipos de algas que medran en el lugar.

¿Cuál sería su evolución futura?

Como señalé más arriba, el evento de 1965 determinó el abandono de las instalaciones del hotel, pero el ambiente mismo, importante patrimonio paisajístico, ya había sido afectado por la explotación sin control ni planificación coherente con las condiciones propias del sistema natural, que previamente a la intervención había encontrado su propio equilibrio.

La ruptura de ese equilibrio colocó al sistema en situación de fragilidad, que se produjo fundamentalmente por las siguientes actividades:

• Explotación de las aguas termales, que fueron desviadas mayormente hacia los recintos de baño del hotel, pero también a través de zanjas semiclandestinas creadas por los cacharreros que fabricaban souvenirs, como explico más abajo. La disminución de la cantidad de agua que fluía hasta entonces sobre el puente, produjo un desecamiento que facilitó la formación de grietas en su parte superior.
• Tránsito excesivo de personas, animales y vehículos sobre el puente.
• Aumento de la turbulencia de las aguas, por ende más erosivas, debido a desprendimientos de bloques sobre el propio cauce del río, fenómeno acelerado por la agresiva intervención humana.

Esta situación y su denuncia por parte de los científicos, determinó que el gobiernode la provincia de Mendoza declarara el sitio «zona intangible», por el decreto 2291/91, vedando el tránsito, tanto sobre el puente como a través de la pasarela que conduce a la margen derecha del río Cuevas.

Validados por esta medida inicial, diferentes organismos técnicos provinciales y de la Universidad de Buenos Aires efectuaron estudios y consecuentes recomendaciones para la restauración y preservación del puente. Desde entonces se realizaron entre otras obras, las siguientes: relleno de grietas con sales provenientes del agua termal, eliminación de bloques rocosos del lecho del río, y reactivación del drenaje natural de las aguas termales sobre la estructura del puente.

¿Hay algo más que se pueda agregar?

Más arriba, mencioné la producción y venta de souvenirs que se hicieron famosos. Vamos a hablar de ellos. De un modo probablemente casual, los lugareños comprobaron que un objeto sumergido por algunas horas en las aguas termales se recubrían de una capa mineralizada, que las «petrificaba». Luego escribían encima «Recuerdo de Puente del Inca» y lo vendían como souvenir. Así lo hacían con las más variadas cosas, como plumas, huevecillos de aves, zapatitos de bebé, o cualquier elemento que para nada más les sirviera. Ya dije arriba, cómo los desvíos de corrientes que hicieron para esas ventas de artesanías, contribuyeron al deterioro del ambiente.

Pero lo que vale la pena conocer es el proceso mismo de petrificación, pero…no lo voy a explicar ahora, porque ya lo hice en dos posts anteriores, donde expliqué la formación de una caverna y de las estalactitas y estalagmitas. Vayan a leer el tema siguiendo los links.

Bibliografía

Ramos, V. A., 1993. Geología y estructura de Puente del Inca y el control tectónico de sus aguas termales. Simposio sobre Puente del Inca. XII Congreso Geológico Argentino y II Congreso de Exploración de Hidrocarburos, Actas V: 8-19. Buenos Aires.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de Juan Manuel Romo y aparece en el libro Sitios de Interés Geológico de la República Argentina. CSIGA (Ed.) Instituto de Geología y Recursos Minerales. Servicio Geológico Minero Argentino, Anales 46, I, 446 págs., Buenos Aires, 2008.