Locos por la Geología

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Hoy vamos a hablar de los múltiples modos en que se generan estos elementos del paisaje, pero empezaremos por definirlos, y agregar algunas aclaraciones previas.

¿Cuál es la definición de lagos y lagunas?

Un lago o laguna es una depresión del paisaje ocupada por agua, que tiene por ende una dinámica particular y gran influencia sobre el entorno.

La convergencia de una depresión y un drenaje obstruido definen la existencia misma del lago. Por eso fundamentalmente debemos referirnos a la génesis de esos factores cuando pretendemos conocer el origen de los lagos.

Si bien suele pensarse en los lagos como masas de aguas tranquilas, cuando tienen dimensiones suficientes, se generan en ellos olas, y hasta corrientes, como sucede en el caso del Erie. Por otra parte desde un punto de vista geológico suelen ser rasgos de corta duración en el paisaje, ya que suelen resultar colmatados por sedimentación, salvo cuando sufren reactivaciones tectónicas.

En general son buenos reguladores del drenaje, reteniendo los excesos hídricos que podrían generar grandes inundaciones, o actuando como reservorios que sostienen la vida vegetal y animal durante las sequías.

¿En qué se diferencian los lagos de las lagunas?

Hay una exigencia conceptual para que un espejo de agua constituya un lago, que no rige en cambio para las lagunas. Pero eso deben ir a consultarlo en un post muy anterior, cuyo link les dejo aquí.

¿Qué características son habituales en los lagos y lagunas?

Por supuesto, muchos factores modifican sus características, pero es interesante tener en cuenta que en climas muy fríos, sostienen la vida y la dinámica profunda debido a las propiedades térmicas del agua, según expliqué en este post.

En situaciones generales sus sedimentos tienen características peculiares, como el grano fino y el contenido orgánico, y en casos particulares, cuando se relacionan con alimentación glacial, se forman sedimentos diamícticos conocidos como varves, que son muy útiles para establecer edades, tema de otro post en el blog.

¿De qué modo general pueden clasificarse los lagos y lagunas?

La más general de las distinciones se refiere a su conexión o no con otros cuerpos mayores a través de corrientes efluentes. Según esa diferencia, los lagos y lagunas pueden ser:

• Abiertos o exorreicos. Cuando el agua encuentra salida por medio de alguna corriente hacia un río u otro cuerpo de agua. En estas situaciones el agua puede mantenerse dulce, pues las sales son también evacuadas.
• Cerrados o endorreicos. Carecen de corrientes que conduzcan el agua hacia otro cuerpo, razón por la cual las sales permanecen en ellos y se hacen salobres de resultas de la evaporación.

Hay casos en que las aguas son desde un comienzo salobre, porque la laguna misma es resultante de un brazo de mar que queda aislado por la sedimentación, según veremos más adelante.

¿Cuáles son los múltiples orígenes posibles para lagos y lagunas?

Cada uno de los temas siguientes será desarrollado con gran detalle en posts a subir más adelante, Hoy nos limitaremos a mencionar que estos cuerpos de agua pueden formarse:

• Por deposición glacial: en tal caso, en zonas previamente deprimidas, las morrenas glaciares pueden obstruir la salida de aguas, ya sea pluviales o de la propia fusión del hielo.
• Por erosión glacial: en este caso, el peso del hielo genera una depresión cerrada por la propia configuración del terreno.
• Por erosión y deposición glacial: en este caso -el más común- concurren las dos causas anteriores. Pueden ser también debidos a la concurrencia de esos dos procesos, pero generados por otro agente distinto del hielo.
• Por surgencia de aguas subterráneas: requieren una topografía favorable que les impida generar un arroyo o río en lugar de un espejo estacionado.
• Por separación desde masas mayores: el ejemplo típico es el de las albuferas, que son aisladas del mar, por la propia sedimentación marina que ocluye su contacto con el cuerpo mayor.
• Por el viento: típico de la formación de oasis, cuando la erosión eólica alcanza acuíferos contenidos en las dunas.
• Por movimientos de masa: algunos derrumbes, desplazamientos o deslizamientos pueden generar tanto la depresión como el cierre de una salida para el agua, con lo que dan origen a lagos o lagunas.
• Por tectonismo: fracturas que producen resaltos en el paisaje pueden generar lagos y lagunas. Un ejemplo es la Laguna Mar Chiquita de Córdoba.
• Por actividad volcánica: se trata de los famosos maares, de los que ya hemos hablado antes. Por supuesto también puede pasar que una colada obstruya la salida de un río, y genere un lago o laguna.
• Por meteoritos: en esos casos simplemente aguas pluviales ocupan el cráter de impacto generado por el cuerpo celeste.
• Por seres vivos: si bien los grandes constructores de lagos (o diques) son los seres humanos, también tienen capacidad para hacerlo los castores, de los que ya hablaremos in extenso, y los complejos madrepóricos, de los que ya hemos hablado en detalle.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Nuevamente debo salir al encuentro de un evento, con un post fuera de mi programación. En este caso se trata de un sismo acontecido en las proximidades de la ciudad de Neuquén, en la provincia homónima.

¿Dónde y cuándo se produjo el terremoto, y dónde se sintió?

En el mapa adjunto, el epicentro se encuentra marcado con una estrella amarilla, y sus coordenadas son: 38.191°S 70.373°W, esto es unos 14 km al sur de la localidad de Loncopué. Se sintió en Agnelo, Cutralcó, provincias vecinas, y también en Chile.

El hipocentro se ubica a unos 171,4 km bajo la superficie, por lo cual califica como sismo de intermedio a profundo.

El momento en que tuvo lugar fue a las 17 03:05:10 (hora UTC), del 17 de julio de 2023. En el horario argentino corresponden tres horas menos, es decir pasados unos cinco minutos de la medianoche.

¿Cuáles fueron sus características?

Alcanzó una magnitud Richter de 6,6 y llegó a los V grados de la escala de Mercali modificada, lo cual lo cataloga como «poco fuerte» o «algo fuerte» según las traducciones del original.

¿Cuál es el contexto regional?

Sobre este punto ya me he explayado muchas veces en otros eventos, ya que las responsables de este sismo son nuevamente las placas tectónicas de Nazca y la Sudamericana, y ya les he contado que la primera se hunde (subduce) bajo la segunda. Les recomiendo leer todos los links que vayan encontrando en este post porque no repetiré temas ya tratados en el blog.

En este caso, la profundidad del hipocentro permite suponer casi con seguridad que la deformación inicial tuvo lugar en el interior de la placa que se subduce, es decir la de Nazca.

¿Por qué no se reportaron daños de importancia?

Dos razones convergen: por un lado la profundidad misma de la liberación de energía hace que ésta se disipe en alguna medida antes de alcanzar la superficie, donde los daños son visibles para el ser humano.

Por el otro lado, ya he explicado muchas veces que los efectos se relacionan con lo que se conoce como Riesgo geológico, que les presenté en detalle en un post hace varios años, pero del cual les recuerdo que para la situación presente, la diferencia la hizo la menor vulnerabilidad del epicentro, que no está densamente poblado ni es de construcciones particularmente precarias.

¿Es real que hubo alertas tempranas lanzadas por Google en los celulares?

Esto es una novedad tecnológica interesante, ya que hay un sistema de Google que relaciona la vibración simultánea en múltiples celulares de un sitio determinado, con la ocurrencia de un sismo, por lo cual emite un mensaje de alerta temprana.

Pero no se trata ni de algo mágico ni de una predicción sísmica. Lo primero no merece ni consideración, y lo segundo es un gran proyecto que lleva muchos años refinando los geoindicadores que permiten suponer que se aproxima en evento, aunque todavía no puede estimarse fecha ni hora de manera confiable. Sobre ese tema también he escrito varios posts para ustedes, que pueden empezar a leer aquí.

Pero en este caso, que no es una predicción, lo que se emite es una alerta temprana, es decir un aviso, cuando el fenómeno ya está en curso, pero no alcanza su pico de intensidad todavía.

Esto es así porque las diversas ondas sísmicas se desplazan con distintas velocidades, y son las p o longitudinales las que primero alcanzan los receptores (en este caso podrían considerarse receptores todos los habitantes de la zona afectada), pero como se transmiten por el interior de la Tierra, su energía llega muy atenuada. Las ondas que provocan los daños son las que se transmiten superficialmente, pero tienen un retraso para llegar hasta la superficie antes de moverse por ella. De esa manera, las primeras ondas (las p) son las que disparan la alerta, antes de la llegada de las destructivas.

La diferencia según los casos puede ser de algunos segundos hasta tal vez un par de minutos, según la profundidad del hipocentro. Eso da el tiempo necesario para tomar decisiones que pueden hacer toda la diferencia, como por ejemplo alejarse de estructuras inestables o voladizas que pueden caer sobre las personasno ingresar a un ascensor que puede ser una trampa en un sismo, o tomar recaudos como interrumpir la entrada de gas y electricidad a una casa. Muchas de las medidas a tomar en esos casos ya fueron también explicadas por mí en otros posts.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de la página del Servicio Geológico de Estado Unidos.

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leerlo antes de internarse en el de hoy. En ese post respondí las siguientes preguntas:

¿Qué son los isótopos?

¿Cómo se produce el fenómeno de la radiactividad?

A partir de allí seguiremos hoy con las preguntas faltantes.

¿Qué es la vida media de un elemento?

Teniendo en cuenta que nuestro propósito en este post es acercarnos a la medición de edades absolutas de materiales geológicos, y por extensión de los eventos que los produjeron, debemos buscar la relación entre todo lo dicho hasta aquí y una forma de estimar el tiempo transcurrido hasta hoy, a partir de dichos eventos.

Si recapitulamos el modo en que un elemento se convierte en otro, salta a la vista que nunca podremos predecir qué átomo emitirá las partículas de las que hablamos, ni en qué momento lo hará. Sin embargo, experimentos realizados en cantidad suficiente como para establecer postulados de partida, han permitido establecer el concepto de «vida media» de los isótopos conocidos, Se entiende por vida media el tiempo requerido para que en una sustancia dada, la mitad de los átomos de la cantidad inicial se transformen por emisión, dando el elemento derivado.

En Sawkins et al, encontré una comparación inmejorable, y la repito para ustedes. Es un fenómeno semejante al que ocurre en un reloj de arena. Es imposible saber qué partícula caerá primero, o en qué momento lo hará, pero sí puede saberse que al cabo de media hora, la mitad de ellas ya habrán caído.

La ventaja en el uso de la vida media de los elementos es que su valor es independiente de las condiciones del medio, tales como la presión o la temperatura, que afectan muchas reacciones químicas, pero no modifican las reacciones nucleares.

Ahora seamos más claros todavía usando un ejemplo numérico. Llamaremos «elemento madre» A a aquél que da origen por reaciones nucleares al «elemento hijo», B.

Si de manera empírica es conocida la vida media de A, supongamos para facilitar el cálculo que es de 3.000 años, y que se ha partido de una cantidad de 1.000 átomos, es obvio que al cabo de 1.500 años, habrán decaído 500 átomos, que habrán dado origen a otros tantos átomos de B. Al cabo de otros 3.000 años, los 500 átomos remanentes de A, originarán 250 nuevos átomos de B, habrá ahora 250 de A y 750 de B, y así sucesivamente.

Aquí vale aclarar que el número de átomos en un volumen dado de cada sustancia, se calcula empleando una constante denominada Número de Avogadro. Pueden ir a repasar el tema en sus cursos de química o simplemente aceptar que la cantidad de átomos puede conocerse a partir de masas suficientemente grandes como para resultar medibles, porque es exactamente así.

En la figura que ilustra el post, se comparan dos modos de «decaimiento», el de la vela es lineal y llega a un final en 0 al cabo de un tiempo dado. En cambio, el decaimiento nuclear no es lineal. Ya que hemos introducido ese concepto de vida media el número de átomos que decaen se va haciendo cada vez menor, y la curva que representa esa pérdida del elemento padre se hace asintótica en X, es decir que se haría cero en el infinito, tal como se ve en el esquema.

Por supuesto, hay algún grado de simplificación en lo ya dicho, porque muchas veces hay varios pasos intermedios entre el elemento parental inestable y un elemento hijo estable, como creo ya haber dicho la semana pasada. Pero para entender la metodología general, las simplificaciones son aceptables.

¿Qué relaciones pueden obtenerse de estos conceptos?

Una vez conocida la vida media, y la cantidad inicial del material parental A, puede construirse una curva como la que se ve en la figura 1.

Analicémosla. Sobre el eje X se colocan a distancias iguales los valores 1, 2, 3, etc, correspondiendo cada uno a la cantidad de vidas medias transcurridas. En el ejemplo que traíamos arriba, el 1 equivale a 3.000 años, el 2 a 6.000. y así sucesivamente. En el medio, se pueden interpolar los valores representados por los segmentos del desplazamiento del valor medido, desde un número entero hasta el siguiente. Supongamos que un determinado valor cae justo al medio entre 2 y 3 vidas medias. Siendo 2 vidas medias = 6.000 años y 3 vidas medias=9.000 años, ese número incógnita resulta ser 7.500 años.

Ahora veamos el eje Y. El punto más alto, marcado como All (todo) indica la cantidad original del material parental, que se obtiene de la suma del elemento A remanente y el B originado en él. Desde ese punto, sobre el eje Y, se marca un punto en la mitad de la altura, que obviamente corresponde a la mitad del elemento parental original, y por ende debe unirse (repasen la figura) a la primera vida media. Ése será el primer punto de la curva que estamos construyendo.

A la mitad del segmento entre el primer punto recién marcado y el cero, se coloca el segundo punto que, relacionado con dos vidas medias (número 2 del eje x) da el punto 2 de la curva y así sucesivamente.

Una vez hecha asintótica la curva en x, se suspende el proceso de construcción, y simplemente se unen los puntos marcados.

Ya tenemos todos los elementos necesarios para empezar el ejercicio de estimar edades absolutas de los materiales geológicas. Pero como eso requiere un par de aclaraciones más, para no enloquecerlos ahora, lo prometo para un próximo post, no necesariamente el lunes siguiente, así tienen que seguir viniendo a visitarme mientras dure la espera, jejeje…

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: Las figuras que ilustran el post han sido tomadas de:

SAWKINS,F.J; CHASE,C.; DARBY,D.G.; RAPP,G. Jr.1974. “The evolving earth” Mac Millan Publishing Co.

Ya antes he señalado la diferencia entre edades relativas y edades absolutas, y he hablado de los métodos muy variados para estimar las primeras. Nos queda todavía por recorrer el vasto campo de las segundas. Pero para hacerlo con cierta solvencia, hay conceptos previos que debemos comprender muy bien, y a ellos voy a referirme hoy.

Queda claro, pues, que este post de hoy los está preparando para los verdaderamente sustanciosos que vendrán una vez que manejen estas nociones básicas. Se trata de temas algo abstractos, por lo cual mi enfoque será tan elemental (hablando de elementos, precisamente, 😀 ) como pueda serlo sin perder la veracidad científica, porque no quiero espantarlos antes de entrar en materia.

Para construir algún conocimiento sobre las mediciones del tiempo en Geología, nuestros cimientos serán las respuestas a las siguientes preguntas:

¿Qué son los isótopos?

Empecemos como a mí me gusta, por la etimología de la palabra, que siempre contiene mucha información. La palabra que nos ocupa procede de dos términos griegos: ἴσος, en nuestro alfabeto isos, que significa igual, como ya dijimos muchas veces en el blog; y τόπος (tópos) que quiere decir lugar. En definitiva, los isótopos se encuentra en el mismo sitio, pero ¿de qué espacio? Pues sencillamente de la Tabla Periódica, que como ya saben reúne los elementos químicos, ordenados según su número atómico.

Esto amerita un par de aclaraciones, recuerden que los elementos químicos son la forma fundamental de la materia, y están constituidos por átomos semejantes entre sí, caracterizados por una propiedad invariable: su número atómico.

Vamos un poco más atrás: el átomo es la unidad que no puede separarse por reacciones químicas en otra sustancia más simple, aunque esté conformado por partículas todavía mucho más pequeñas, de cuyo comportamiento dependen las propiedades de cada sustancia material. Esto puede parecer confuso si no buscamos algún ejemplo comprensible. Digamos una persona (el átomo) que no puede dividirse en ningún ente completo, aunque tenga por dentro órganos como los pulmones, el corazón etc., etc. , con características y funcionamiento propio.

Pero volvamos a los isótopos. Ya mencionamos dos veces «el número atómico», dijimos que la tabla periódica se ordena según él, y dijimos que cada elemento tiene átomos con ese número siempre idéntico. Entonces, ¿qué es ese dichoso numerito?

Volvamos a buscar nuestros recuerdos de la química básica de la escuela secundaria. Los componentes más conspicuos del átomo son un núcleo en el que se agrupan protones (carga eléctrica positiva) y neutrones (sólo masa, carga eléctrica despreciable); y una nube de electrones (carga negativa) orbitando a ese núcleo. Por cierto, a lo largo del avance de la ciencia se han ido descubriendo numerosas partículas atómicas además de éstas, pero por ahora las dejaremos tranquilas, porque no son esenciales para lo que quiero explicar hoy. Ya habrá momentos para traerlas a colación.

Ya que cada elemento ocupa en la tabla periódica un lugar asignado según su número atómico, y decimos que los isótopos ocupan el mismo lugar en ella, puede fácilmente deducirse que a) se trata de un mismo elemento, y b) tienen el mismo número de electrones.

Entonces por qué hay al menos dos tipos de átomos en el mismo elemento. Sencillamente porque lo que cambia entre ellos es la masa atómica, que como también adelantamos más arriba, viene definida por el número de neutrones que sí puede ser diferente.

Aclaremos que la masa atómica resulta de la suma de las masas de protones y neutrones, pero teniendo estos últimos la mayor masa, puede atribuirse la diferencia esencialmente a ellos.

Resumiendo, se dice que un eemento tiene isótopos cuando sus átomos conservan igual número atómico, peo tienen distinta masa atómica.

Antes de pasar al punto siguiente debemos señalar que algunos elementos tienen isótopos estables, otros tienen solamente isótopos inestables, y hay también elementos con isótopos de las dos clases, algunos estables, y otros inestables.

Ahora veremos las importantes consecuencias de estos hechos.

¿Cómo se produce el fenómeno de la radiactividad?

Cuando los isótopos son inestables buscan serlo, a través de reacomodamientos de sus partículas atómicas, en el fenómeno que se conoce como radiactividad, o como se lee en algunos textos, radioactividad.

Existen tres tipos básicos de emisiones dentro de este fenómeno:

1. Liberación de tipo alpha, (α) consistente en dos protones y dos neutrones. Obviamente la pérdida de protones- cuyo número es igual al de los electrones y por ende define al elemento- provoca el cambio de un elemento a otro, tal como se ve en la figura que ilustra el post, donde la emisión de una partícula alpha convierte un isótopo de platino en uno de osmio, como respuesta a ese cambio del número atómico.
2. Emisión beta, (β) consistente en un electrón. Aunque parezca lo contrario, este evento es de carácter nuclear, ya que el electrón que se pierde no es constituyente originalmente de la nube que rodea al núcleo, sino que ha sido generado en el decaimiento de un neutrón del núcleo. Como el neutrón decae perdiendo un electrón, se convierte en protón por quedar con una carga positiva, y eso también implica un cambio de elemento.
3. Rayos Gamma, (γ) asimilables a los rayos X, pero con longitud de onda muy corta, y alto poder de penetración.

Muchas veces los nuevos elementos generados, son isótopos inestables, que sigan una cadena de diversas reacciones hasta alcanzar una condicioón estable.

Esto será todo por esta vez, y el lunes seguiremos con las siguientes preguntas:

¿Qué es la vida media de un elemento?

¿Qué relaciones pueden obtenerse de estos conceptos?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: Las figuras que ilustran el post han sido tomadas de:

SAWKINS,F.J; CHASE,C.; DARBY,D.G.; RAPP.G. Jr.1974. “The evolving earth” Mac Millan Publishing Co.

Este post es continuación de los dos de las semanas inmediatamente pasadas, de modo que deberían empezar por leerlos antes de internarse en el de hoy. En el primero de ellos respondí las siguientes preguntas:

¿Qué es la atmósfera y qué espacio ocupa?

¿Qué funciones cumple?

En la parte 2, respondí a las preguntas:

¿Cuál es su composición actual?

¿Fue esa composición diferente en el pasado?

Desde allí retomamos hoy nuestra conversación, respondiendo a las preguntas faltantes:

¿Cómo se divide la atmósfera?

En principio, una apretada síntesis se observa claramente en el cuadro que ilustra el post, pero de cada una de esas capas hay bastante para decir, y límites para agregar, y ahora vamos a ello.

Desde abajo hacia arriba componen la atmósfera las siguientes capas:

• Tropósfera: se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altura máxima de 18 km en el ecuador, pero con un límite a los 9 sobre los polos. Su composición es la ya mencionada en la primera parte de este tema, pero por su proximidad con la hidrósfera y con la corteza, hay hasta los 500 m de altura, un contenido aumentado de vapor de agua y de polvo en suspensión. Presenta una activa circulación del aire tanto en sentido vertical como horizontal, y un descenso paulatino de la temperatura con la altura, según un gradiente de aproximadamente un grado cada 150 m. Pasa hacia la capa siguiente a través de la zona transicional conocida como tropopausa, en la cual la temperatura llega a descender hasta -70° C,
• Estratósfera: notablemente, aquí vuelve a aumentar la temperatura progresivamente hasta unos 15° C en la zona transicional que la separa de la mesósfera, conocida como estratopausa, y que se extiende en las proximidades de los 50 a 60 km. En la estratósfera la circulación horizontal es prácticamente la única que tiene lugar, con vientos que pueden alcanzar los 200 km/h. De gran importancia en ella es la presencia de la capa de ozono, (ozonósfera) resultante de la disociación del oxígeno, y que actúa como pantalla protectora de las radiaciones peligrosas para la vida terrestre.
• Mesósfera: ocupa el espacio entre los 50 o 60 (según dónde se mida) y los 80 km de altura. Vuelve a disminuir la temperatura, hasta alcanzar en su zona de límite superior transicional, la mesopausa, los -124°C.
• Termósfera: entre los 80 y los 450 km de altura, se conoce también como ionósfera, ya que allí las radiaciones solares de alta energía liberan electrones de los constituyentes atmosféricos, que resultan por ende ionizados, y elevan la temperatura de esta capa hasta cerca de los 1.000° C. Es aquí donde tienen lugar las auroras boreales (de las que ahora que lo pienso debo hacer un post en algún momento).
• Exósfera: que como señalé al responder la pregunta respecto al espesor de la atmósfera, para algunos autores ya es parte del espacio exterior, y de allí le viene el nombre. No obstante, ocupando el espacio entre los 450 y los 900 Km, muchos preferimos incluirla en la atmósfera por su importante función como filtro de radiaciones cósmicas y por ser allí donde son interceptados y destruidos (al menos en parte) por fricción, los meteoritos entrantes.
• Magnetósfera: que se extiende desde los 900 km hasta prácticamente su desaparición por enrarecimiento del aire. Allí se encuentran las bandas de radiación llamadas cinturones de Van Allen.

¿Qué puede agregarse?

Más allá de las funciones que fueron mencionadas en la primera parte de este post, publicada el lunes pasado, tienen lugar en la atmósfera, ocasionalmente, eventos con consecuencias de gran importancia, a veces fatales, como por ejemplo la inversion térmica de 1952, y otras situaciones que serán motivo de posts individuales en un futuro cercano. Les aseguro que son muy interesantes,

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.