Locos por la Geología

Archivo de la categoría ‘Geología en la vida cotidiana’

Entre mis eclécticas lecturas, figura la revista Reader’s Digest, de la que soy suscriptora.

Hace más de un año, tomé nota de esta pequeña información que tiene más que ver con un fenómeno comunicacional que con la ciencia, pero como tiene relación con los sismos, me pareció una nota colorida digna de ser un post de viernes.

Aquí el texto original:

El 23 de agosto de 2011 un sismo sacudió la costa este de los Estados Unidos. Nadie lo vio venir, excepto los lemures y los neoyorquinos adictos a Twitter. El epicentro se localizó en el norte de Virginia y, de acuerdo con el Zoológico Nacional, sus lemures en cautiverio alertaron sobre el movimiento telúrico, 15 minutos antes de que el resto de la zona lo sintiera.

En cuanto a los humanos, algunos supieron del temblor antes de que se produjera. Al sentir que la tierra se estremecía, mucha gente en las zonas de Washington D.C. y Virginia dio aviso por Twitter de inmediato. Los twitts viajaron con mayor rapidez que el sismo: algunas personas en Nueva York y Boston dijeron haber leído los twitts sobre el temblor entre 15 y 30 segundos antes de sentirlo.

Vale aclarar que no es que la gente se enterara «antes» de que el sismo ocurriera, sino solamente antes de que la transmisión de las ondas desde el epicentro llegara a lugares donde ya los Tweets habían arribado. El sismo ya había tenido lugar, pero a gran distancia, y sus efectos demoraron en llegar, más que la comunicación cibernética.

Espero que tengan un buen fin de semana, y nos vemos el lunes. Graciela.

P.S.: la imagen que ilustra el post es de este sitio.

¿Qué se entiende por lluvia ácida?

Es esencialmente una precipitación pluvial, (aunque puede ser también nival o sólida, en caso de tratarse de granizo, y hasta generarse como sublimados en ausencia de verdaderas precipitaciones) cuyo pH es inferior a 5,6. Les recuerdo que precisamente es el agua pura la que se usa como referencia del valor neutro de pH que corresponde a 7. Por arriba de ese punto, las sustancias son básicas, y por debajo, son ácidas.

Ciertamente, conviene agregar que el agua de lluvia nunca es químicamente pura, según explicaré más abajo, de suerte que su pH normalmente ronda valores en un  intervalo entre 6 y 5,6.

¿Cómo se produce la lluvia ácida?

De manera muy esquemática pueden verlo en la foto, que seleccioné entre las muchísimas posibles que me ofrecía Internet, porque fue la única en la que encontré las fuentes naturales (los volcanes, por ejemplo), además de las artificiales, como responsables de emisiones que acidifican el agua de lluvia.

Algo digno de celebrarse, sin duda, porque siempre se ve un sesgo muy pronunciado y antropocéntrico en la información ambiental. Por eso me gustó, y aprovecho para repetir una vez más: no somos los únicos contaminadores, ni los más poderosos, aunque eso nos duela en el amor propio, que pretende hacernos el centro absoluto de cuanto ocurre en el planeta. Mal que nos pese, no lo somos, afortunadamente.

La lluvia ácida resulta de la combinación química entre la humedad contenida en el aire y los óxidos de nitrógeno, azufre, y hasta carbono, que en estado gaseoso forman parte de la composición atmosférica en un momento y lugar dados.

Esa interacción entre los mencionados óxidos y los oxidrilos presentes en la humedad atmosférica y/o el agua de lluvia. genera los siguientes ácidos: nítrico, sulfuroso, sulfúrico y más habitualmente carbónico. Cuando esos compuestos químicos caen a la tierra debido a las precipitaciones, se habla, en términos generales, de lluvia ácida.

¿Desde cuándo se conoce este fenómeno?

La primera descripción científica de este fenómeno data de 1965, y por su novedad llegó a suponerse que era totalmente causada por la actividad humana. Luego de algunos años de debates y profusión de investigaciones, pudo establecerse que existe un alto componente natural en el fenómeno, no obstante lo cual, es cierto que se ha visto incrementado desde los inicios de la era industrial

¿Cuáles son las reacciones químicas que producen lluvias ácidas?

Comenzaremos por analizar las reacciones y transformaciones químicas a partir del azufre (S), nitrógeno (N) y carbono (C) que se encuentran en la atmósfera, e inicialmente se combinan con el oxígeno, que es uno de los dos componentes principales del aire. La procedencia del S, N y C será motivo de la siguiente pregunta y su correspondiente respuesta.

Cuando hay azufre presente en el aire, éste se oxida a dióxido de azufre.

S + O2 = SO2

Puede ocurrir también que el dióxido de azufre llegue a la atmósfera directamente como tal.

El dióxido de azufre se oxida desde su fase gaseosa por reacción con el radical hidroxilo, generando trióxido de azufre que se convierte rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4) al reunirse con el agua, todo según las siguientes reacciones:

SO2 + OH= HOSO2

HOSO2 + O2 = HO2 + SO 3

SO3 + H2O = H2SO4

El óxido nitroso (NO) se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno, que son precisamente los dos componentes principales y naturales de la atmósfera, cuando hay elevadas temperaturas.

O2 + N2 = 2NO

Hay luego más oxidación, y posteriormente el óxido nítrico combinado con agua, genera ácido nítrico (HNO3), que por ser soluble, reinicia el ciclo, todo según las siguientes reacciones:

O2 + 2NO = 2NO2

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

El carbono, que se libera en el aire como dióxido de carbono (CO2), se combina con el agua, generando ácido carbónico:

CO2 + H2O = CO3 H2

¿De dónde proceden los elementos químicos que causan la lluvia ácida?

Muchos de ellos son componentes absolutamente naturales, como es el caso del CO2 que es resultado de la respiración de los seres vivos, y su emisión crece con el aumento de la población.

También los compuestos de S y N pueden generarse sin que el hombre tenga injerencia alguna, directamente de los fenómenos volcánicos y postvolcánicos.

Todos esos compuestos, producidos naturalmente pueden recorrer grandes distancias desde el sitio de producción, a favor de los vientos, hasta alcanzar lugares a cientos o miles de kilómetros donde se precipitan como rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina.

Según el grado de concentración de los elementos acidificantes, el pH puede descender tanto como para alcanzar un valor de 3.

Otros generadores de compuestos acidificantes son las emisiones de residuos de combustión de hidrocarburos usados como fuente de energía, o contaminantes procedentes de fábricas, y vehículos de combustión.

Los incendios forestales y quemas de pastizales liberan también óxidos de nitrógeno, aun en zonas alejadas de la industrialización, y pueden ser naturales o provocados por el hombre.

¿Qué efectos tiene la lluvia ácida?

Sobre los suelos, el efecto depende en gran medida de la condición preexistente del material original. Si la precipitación ocurre sobre terrenos graníticos o del grupo de los granitoides, la acidez de la lluvia acentúa la del terreno original; mientras que en rocas basálticas hay algún grado de compensación entre acidez y basicidad.

En general la acidificación del agua en lagos, ríos y mares dificulta el desarrollo de vida acuática y afecta también a la vegetación y a toda la cadena alimentaria.

Existe además un efecto corrosivo, afectando paisajes carbonáticos y monumentos y edificaciones construidas con mármol o caliza.

Por otra parte, el enriquecimiento de H+ en los suelos cambia su capacidad de intercambio catiónico, con lo cual afecta el balance de los nutrientes esenciales y su disponibilidad para las plantas.

¿Hay estrategias aplicables para su control?

Sí las hay, pero en muchos casos implican costos adicionales, como por ejemplo la instalación de catalizadores que disocian el óxido antes de emitirlo a la atmósfera, y la reducción al máximo del contenido de azufre en los combustibles.
Por supuesto el control de las emisiones fabriles y la ampliación del sistema de transporte eléctrico también aportan a disminuir la acidificación de la lluvia.

Otra estrategia posible es no agregar tantas sustancias químicas que pueden ser potenciales contaminantes, en los terrenos cultivados.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

¿Cuándo y dónde tuvo lugar el evento?

El movimiento telúrico se produjo el 17 de Octubre de 2015 a las 08h 33m 10s, hora local, que corresponde a las 11h 33m 10s del meridiano de Greenwich.

El epicentro se calculó a 123 km al SE de Salta, 163 km al NE de San Miguel De Tucumán y 51 km al E de Metán, siendo la localidad más afectada por su cercanía, la de El Galpón.

¿Cuál es la posición del hipocentro?

El hipocentro responde a las coordenadas geográficas 25.51° de latitud oeste y 64.46° de longitud sur, que como ya mencioné, definen un sitio muy próximo a El Galpón, pero a una profundidad cercana a los 10 km.

¿Qué características tuvo, y qué efectos?

Alcanzó una magnitud según la escala Richter de 5,9 grados, y una intensidad en el epicentro de entre V y VI en la escala Mercali Modificada.

Se produjeron numerosos derrumbes, se perdió la conexión eléctrica y se debe lamentar la muerte de al menos una persona. Las vibraciones se sintieron claramente en las ciudades de Salta, San Miguel de Tucumán y San Salvador de Jujuy, y bastante más atenuadas en Santiago del Estero y hasta algunos sitios de la provincia de Córdoba.

Los daños informados tienen que ver fundamentalmente con la vulnerabilidad, ya que no puede considerarse que la magnitud sea demasiado elevada. Así es que si se comparan los daños con los provocados por otro sismo reciente, pero que liberó muchísima más energía, como es el de Illapel, la única justificación de la destrucción registrada hoy, reside en la relativa precariedad de las construcciones, y la falta de previsiones en la urbanización, que claramente no es sismorresistente.

¿Por qué ocurrió ahora?

De alguna manera se relaciona con las secuelas del sismo de Illapel, que como en su momento les adelanté en el correspondiente post, implicaría un reacomodamiento lento de las placas desplazadas en ese evento.

En efecto, son esas mismas placas (Nazca y Sudamericana) las que todavía están buscando una nueva posición de equilibrio, a través de pequeños pulsos que generan terremotos, afortunadamente mucho menos bruscos que el inicial de Illapel.

En este caso, el segmento que se ha movido está más al norte que el del evento original, por lo cual su configuración es diferente. Esta porción de la placa de Nazca subduce con un ángulo bastante mayor que la parte que se movió anteriormente, llegando a valores como 25°, lo que define muchas de las diferencias que se han registrado entre ambos sismos.

Esta manera más abrupta de descender la placa provoca principalmente las siguientes particularidades:

• el hipocentro es mucho más profundo (10 km en este caso contra los 5 del sismo de Illapel). Esto implica una mayor absorción de la energía durante el camino ascendente de las ondas, lo cual significa algún grado de «amortiguación». En otras palabras, además de haberse liberado menos energía, ésta llega a la superficie bastante más atenuada.
• las zonas afectadas no se extienden tanto hacia el oeste, porque la placa se aleja de la superficie en mucha menos distancia que en el terremoto chileno. Es por eso- además del hecho de que hubo menos energía involucrada- que el movimiento no fue percibido más allá de la zona central de Argentina. Recuerden que en el caso de Illapel se sintió hasta la costa atlántica, simplemente porque esa porción más meridional de la placa de Nazca se interna casi horizontalmente debajo de la Sudamericana.

¿Qué cabe esperar?

Lo mismo que señalé en el caso de Illapel: más movimientos del rompecabezas, hasta alcanzar el equilibrio en las nuevas posiciones, y también afectación de las placas aledañas, y de las mismas placas, en los extremos más alejados.

Así por ejemplo, yo observaría atentamente toda la costa pacífica de América del Sur, sobre todo a lo largo de Chile y hasta Perú.

Por el otro extremo, observaría los sistemas andinos y subandinos y hasta las Sierras Pampeanas.

En las zonas próximas al evento de Salta, se debe prestar atención a los movimientos de remoción en masa y a los posibles flujos volcánicos en las zonas proclives a ellos.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
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La imagen de portada de Locos por la Geología ha pasado a ser una reliquia del pasado, porque el submarino que allí se ve, ha pasado a la historia, y no es ya más que un recuerdo.

¿Qué pasó con el submarino del Valle de la Luna?

Durante el fin de semana pasado, sopló un viento muy intenso en el Parque Provincial Ischigualasto – también conocido como valle de la Luna- en la provincia de San Juan.

De resultas de ese viento, la formación erosiva conocida como El Submarino, perdió una de las torretas a las que debía el nombre y que era una de las atracciones preferidas y emblemáticas de ese paseo turístico.

La columna de piedra hoy desmoronada, era una estructura de entre 40 y 50 metros de altura, que se pensaba a priori que era la menos frágil, pues era también la de mayor volumen total. El estado actual de la escultura eólica es el que puede verse en la figura 1.

Figura 1: el submarino actualmente

¿Por qué sucedió esto?

Se trata de una parte absolutamente normal del ciclo de las esculturas eólicas, que se consideran efímeras en la historia geológica de cualquier lugar.

Efectivamente, las esculturas talladas dominantemente, aunque no de forma exclusiva, por el viento, tienen la particularidad de presentar sus máximos desgastes en las zonas próximas a la base, por la sencilla razón de que es precisamente a ras del suelo donde el viento presenta mayor cantidad de partículas en tránsito; y son esas mismas partículas las que ejercen su acción de corrasión, es decir de «limado» de las estructuras que se interponen en su paso.

Por esa razón – y otras asociadas- son tan comunes las formas de hongos, pirámides invertidas, etc., todas las cuales tienen una base de sustentación muy escasa, siempre sujeta a erosión en progreso, y consecuentemente, resultan formas condenadas a una presencia relativamente breve en el paisaje.

Por cierto que este tema lo comentaré con mucho más detalle cuando haga un post sobre todos los mecanismos de erosión superficial que existen. Para explicar la noticia que nos ocupa, lo dicho alcanza por el momento.

¿Ha pasado antes algo semejante?

Por supuesto, por lo que acabo de explicarles, es lo que pasa siempre, a la larga o a la corta en estos ambientes tan inestables y de tan rápida evolución.

En el mismo parque, ya han desaparecido otras esculturas que se conocían como El Loro y la Lámpara de Aladino, y es un hito histórico la caída de la famosa Piedra Movediza de Tandil, de la que en algún momento haré un post. También en otros parques, como el Arches de Estados Unidos ha habido derrumbes recientes.

¿Volverá a pasar?

No sé si mis alumnos lo recordarán, pero cuando los he llevado a ver éstas y otras formas semejantes, siempre les decía: «Disfruten el paisaje de hoy porque mañana será otro».

Y pasará en algún momento, no sólo con las pocas esculturas remanentes de esta zona, sino probablemente también con las de Los Terrones y otras muchas que hoy están en equilibrio metaestable.

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P.S.: La imagen de la figura 1 la he tomado de este sitio.

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leerlo antes de internarse en el de hoy.

La semana pasada las preguntas que nos planteamos fueron:

¿Cuáles son los movimientos de nuestro planeta?

¿Qué es la traslación y qué efectos tiene?

¿Qué es la rotación y qué efectos tiene?

Hoy retomamos el tema desde ese punto y la primera pregunta es:

¿Qué es precesión y qué efectos tiene?

Ya hemos visto la semana pasada que la Tierra gira alrededor de su eje. Si fuera una esfera perfecta, homogénea, rígida y aislada en el espacio, podría girar eternamente en torno a un eje que a su vez, se mantendría en una misma posición determinada por la misma rotación. Ya que ninguna de las condiciones enumeradas se cumple, el planeta se balancea.

Principalmente debido a que la Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene un ensanchamiento ecuatorial, la atracción gravitacional del Sol y de la Luna, se acentúa en esa zona, con lo que el eje de la Tierra se mueve describiendo un «cabeceo» parecido al de un trompo, y cuya trayectoria podría representarse como si se tratara de dos conos unidos por el vértice.

Los correspondientes círculos que así describe el eje, se cierran en un ciclo de aproximadamente 26.000 años, y a ese efecto se le llama precesión de los equinoccios, ya que implica que los equinoccios se atrasan o adelantan continuamente, ocurriendo a la misma hora y día sólo cada 26.000 años.

Este movimiento tiene importantes consecuencias sobre el clima terrestre, ya que suma o resta su efecto al que la forma elíptica de la órbita terreste, con el sol en uno de los focos provoca, fundamentalmente en las temperaturas planetarias.

En efecto, ya dije la semana pasada que a veces la Tierra está más cerca del Sol y a veces más lejos (perihelio y afelio respectivamente), y además, por la inclinación del eje, en un hemisferio es verano y en el otro invierno (esto ya tiene un post muy detallado que deberían leer).

Agreguemos ahora que si cuando en un hemisferio dado, el perihelio coincide con la posición del eje en que la precesión lo acerca al Sol, los veranos serán más cálidos que cuando en el perihelio, la precesión lo aleja de él.

Inversamente, si en el afelio, el hemisferio donde reina el invierno se ha inclinado apartándose del astro, el invierno es más crudo que si el planeta cabecea acercándolo.

En resumen, los inviernos progresivamente más fríos o más cálidos no son sino el resultado natural y esperable de los movimientos planetarios, de modo que a) no debemos atribuirlos a la actividad humana, y b) no deben causarnos asombro ni justifican teorías apocalípticas. Sólo se trata de condiciones que cambian progresivamente, y sólo son casi idénticas en lapsos de miles de años. (Y eso si no ocurren otras cosas que iremos develando de a poco en el blog).

¿Qué es la nutación y qué efectos tiene?

La nutación se produce porque, por las razones expresadas más arriba, el círculo recorrido por el eje en la precesión tampoco es perfecto, sino que se mueve aproximadamente como ven en el dibujo, en una forma ondulatoria, que se debe principalmente a la relación de la Tierra con su satélite.

Efectivamente, la atracción de la Luna cambia ligeramente con el tiempo, ya que unas veces está más cerca de nuestro planeta que otras, debido a que ambos cuerpos recorren órbitas elípticas y no circulares.

La pequeña onda, que se suma a la precesión y se repite cada diecinueve años, aproximadamente, fue descubierta en 1748 por James Bradley, quien la denominó nutación, que es la palabra latina correspondiente a «balanceo» o cabeceo.

¿Qué es el período de Chandler y qué efectos tiene?

En 1892, Seth Chandler descubrió otro movimiento más o menos circular de los polos, definido, obviamente por algún cambio en la inclinación del eje.

Este período consiste en pequeños desplazamientos, que completan un ciclo en alrededor de 430 días, cerrando un círculo que no es tampoco perfecto.

La causa de este corrimiento se explica por los movimientos de masa en la propia Tierra, que desbalancean la posición de equilibrio del eje. En este período de Chandler, las desviaciones del polo respecto del centro teórico no superan los 9 metros.

Los que tienen algunos años y jugaron con trompos en su infancia, recordarán que si esos juguetes manifestaban alguna tendencia no deseada a inclinarse en alguna dirección, para corregirla, le pegábamos masilla en lugares bien seleccionados. Si cambiábamos de lugar esos lastres agregados, el cabeceo cambiaba. Algo semejante ocurre cuando las masas corticales se desplazan por la superficie del planeta, ya sea a favor de la Tectónica de placas, o de manera abrupta a veces, de resultas de un sismo importante.

¿Qué es el cuarto balanceo y qué efectos tiene?

Al avanzar las técnicas de medición, con métodos cada vez más sofisticados, pueden detectarse cambios de posición planetaria de hasta cinco centímetros. En razón de estas nuevas investigaciones, se ha dado a conocer un cuarto balanceo que completa su ciclo en tiempos que van de dos semanas a dos meses. La medida de máximo diámetro de este círculo es de sesenta centímetros, y su ocurrencia se atribuye a las movilizaciones de masas fluidas, como corrientes atmosféricas, volúmenes de agua o hielo, vientos, etc. sobre el planeta.

Puede llamar la atención que siendo el sexto movimiento descrito, se lo numere como «cuarto», pero ello es porque los dos primeros (traslación y rotación) no son asignables a balanceos.

¿Qué procesos geológicos pueden modificar estos movimientos?

Como señalé más arriba, movimientos sísmicos de gran intensidad pueden modificar el período de Chandler, lo que suele mencionarse como que «provocaron el corrimiento del eje de la Tierra».

Importantes huracanes afectan también al cuarto balanceo.

Y cabe consignar que ya que todos los movimentos responden a sistemas dinámicos regidos por la gravitación universal, cada modificación de uno de ellos, altera- a veces imperceptiblemente y a veces de manera muy notable- a todos los demás.

¿Por qué es tan importante conocerlos a todos?

Porque es en gran medida el conjunto de esas interacciones quien regula los cambios climáticos que acontecen en el planeta, y de los que ahora podremos empezar a informarnos mejor en futuros posts. Vale aclarar que además de estos procesos, hay muchos otros inputs para la regulación climática planetaria. Y ya verán que todo el tema es apasionante.

Bibliografía:

Argüello, Graciela L. 2006. » La Tierra como planeta integrante del Sistema Solar» Cuadernillo didáctico Nº II, Capítulo 1. Para circulación interna en la U.N.R.C. 17 páginas.

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