Locos por la Geología

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Hoy vamos a conversar sobre una de las maravillas naturales que cuentan con protección de la UNESCO. Se trata de los Castillos de Algodón, así denominados por su aspecto tan sui generis.

¿Qué son y dónde quedan los Castillos de Algodón?

La expresión Castillos de Algodón es la traducción al español de la palabra turca Pamukkale, que es además el nombre con que se designa el lugar, constituido por una serie de terrazas que forman piscinas naturales de aguas termales que fueron descritas por primera vez por Marco Vitruvio Polión, el arquitecto de la Antigua Roma, en el S I a.C.

Ya por entones, esas aguas se consideraban terapéuticas, y se las señalaba como especialmente protegidas por Asclepio, el semidios de la medicina, su hija Hygieia -diosa de la salud, y Apolo, el dios de la medicina. Por ese motivo y su gran belleza visual, significaron un atractivo turístico por siglos, pero cuando las facilidades en el transporte aumentaron el número de las visitas, la sobreexplotación y la polución las pusieron en serio riesgo, hacia el final del siglo pasado. Fue entonces que la Unesco las declaró Patrimonio de la Humanidad en 1988, y desde entonces sólo se permiten los baños unas pocas horas al día y únicamente en zonas bien definidas.

Pamukkale está emplazada en la provincia de Denizli, dentro del valle del río Menderes, que discurre por el sudoeste de Turquía.

¿Cuáles son sus características generales?

Todo el conjunto se alza a una altura de 160 msnm, y se extiende por unos 2.700 metros. Su aspecto es semejante a un paisaje de aguas congeladas, o como lo indica el nombre, compuesto por nubes algodonosas.

En realidad el material dominante es el carbonato de calcio, constituyendo la roca que se conoce como travertino, que adquiere la forma de piletas en distintos niveles, y siendo un caso si no único, al menos sólo comparable a otro monumento natural de Hierve el agua, en Oaxaca (México).

La declaración de protección por la UNESCO incluye tanto a las piscinas como a las ruinas de la antigua ciudad helénica de Hierápolis, que data aproximadamente del año 180 a.C. La destrucción de esa ciudad se debió a uno de los tantos terremotos que caracterizan la dinámica geológica del lugar. Pese a sucesivas reconstrucciones, finalmente la ciudad sucumbió al sismo de 1354.

¿Cuál es su marco geológico y su geomorfología?

Pamukkale es un campo geotérmico activo, generado en el Cuaternario, que cubre un área de aproximadamente 10 km², en el que aflora un cuerpo travertínico. Ocupa una porción en el margen noreste de la Cuenca de Denizli, dentro de la Provincia Geológica conocida como Western Anatolian Extensional Province (Provincia Extensional de Anatolia occidental), que es una de las regiones sísmicamente más activas del mundo, con magnitudes Richter promedio de 6.

La dinámica extensional en Anatolia occidental estuvo activa desde el Oligoceno tardío, y produjo la exhumación de rocas metamórficas más antiguas, al tiempo que generaba un relieve de cuencas y sierras. Las primeras están surcadas por fallas normales todavía activas en su mayoría.

La cuenca de Denizli Basin tiene orientación WNW- ESE- y alrededor de 70 km de longitud y 50 de ancho, y fue rellenada por una sucesión continental de edad cuaternaria, que se depositó en ambientes aluviales y lacustres.

En el margen nororiental de la cuenca, específicamente donde se encuentra Pamukkale, yacen sucesiones mesozoicas dentro de un complejo apilamiento que sobreyace a la sucesión metamórfica del Paleozoico- Mesozoico, y que se conoce como Macizo Menderes.

Esa secuencia está separada de los sedimentos Cuaternarios continentales, por un sistema de fallas normales que buzan al SW. Ese sistema de fracturas es el que da paso a la circulación y surgencia hidrotermal, especialmente a través de la cresta de fisura denominada Äukurbaüy.

La cresta de Äukurbaüy es un rasgo morfogenético continuo de unos 360 m de longitud y 30 de ancho, con altura máxima de 10 m, y perfil asimétrico, en el que la pendiente norte es más abrupta y elevada que la sur. Eso dio el espacio protegido para la depositación del travertino, en varias unidades bien estratificadas que forman las sucesivas piletas.

¿Cómo se formaron?

El cuerpo travertínico es sintectónico y fuertemente controlado por las fallas, que se propagan dentro del cuerpo carbonático. Cada pulso de activación de las estructuras, permite nuevos ascensos de los fluidos que depositan luego su carga carbonatada en superficie.

En resumen, los carbonatos que generaron Pamukkale se vienen depositando desde hace al menos 400.000 años, por el ascenso de aguas termales con temperaturas que varían entre 35 y 56°C, que surgen desde un basamento rico en calcio y con permeabilidad aumentada por las fallas extensionales.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post vino en un power point por mail y desconozco su origen.

Hoy la elección del tema para mi post pasa por la efeméride. Efectivamente, el 29 de marzo de 1848, se recuerda un hecho curioso del que no se cuenta con registros históricos anteriores, y se trata del congelamiento completo de las cataratas del Niágara, fenómeno que duró treinta horas.

Vamos a recordar ese hecho, y usarlo de excusa para señalar algunas cosas más.

¿Dónde quedan y qué características tienen las cataratas del Niágara?

Las cataratas del Niágara – como casi siempre ocurre con las cataratas más imponentes del mundo- no están constituidas por una única caída, sino, en este caso, por al menos tres saltos mayores que detallaremos en seguida; y que se localizan sobre el río homónimo, en la región nororiental de América del Norte, entre Estados Unidos y Canadá. Se encuentran a unos 236 msnm y salvan un desnivel de  aproximadamente 64 metros.

Los saltos que mencionaba arriba son:

• La Catarata Canadiense o Horseshoe Fall, en la Provincia de Ontario.
• La Catarata Estadounidense, en el estado de Nueva York.
• La Catarata Velo de Novia, de mucho menor tamaño.

Aunque no tienen una gran altura, sí  son las más caudalosas de América del Norte, ya que reúnen toda el agua de los Grandes Lagos. Son valiosas como sitio turístico y como fuente de energía.

¿Qué significa el término Niágara?

Toda la región estaba, a la llegada de los europeos, poblada por una tribu iroquesa, cuyo nombre era ongiara, pero a la que los conquistadores franceses llamaban «los mediadores», pues fueron con ellos muy amigables y facilitadores de su relación con otras tribus.

Según las leyendas de los ongiara, en la cueva que se encontraba tras la Horseshoe Fall, vivía HE-NO, el Dios del trueno, y en el idioma originario, la palabra Niágara significa «trueno de agua». Según esa misma leyenda, el jefe de la tribu concedió la mano de su hija Lelawala a un soldado invasor; pero ella prefirió desobedecerle e irse del poblado, para entregar su alma al Dios del trueno, con quien permanece desde entonces en la catarata.

¿Cuál es el origen geológico de los saltos de agua?

Como el propósito de hoy es simplemente recordar una efeméride, habrá otro post más completo al respecto en el futuro, pero hoy baste con decir que la catarata se originó hace alreddor de 10.000 años, de resultas del avance glaciario que cambió la topografía y el drenaje por completo, dejando como resultado los grandes lagos, cursos y saltos de agua que generaron los grandiosos paisajes que incluyen a las Cataratas que nos ocupan.

¿Además del que hoy se conmemora, hubo otros episodios en que se congelaron las cataratas del Niágara?

Si bien los fenómenos geológicos dejan sus propios registros, en la historia recopilada por el hombre sólo se reconocen tres episodios en que las Cataratas se congelaron de manera completa. Esos episodios son:

• El 29 de marzo de 1848, tras una ola de frío en la que se alcanzaron valores mínimos de -35º C quedaron completamente congeladas. Para que eso ocurriera, fue necesario que primero un gran bloque de hielo la bloqueara permitiendo tan completo congelamiento.
• La segunda ocasión documentada en la historia, fue en 1902 y hay registros de ella en la Biblioteca Pública de las Cataratas del Niágara.
• El último congelamiento completo es del año 1936.

Hay también una imagen bastante famosa y conocida como «Cave of the winds in Winter Niagara Falls», que apareció en una postal de 1911, pero de la que no se sabe si fue de alguno de los dos episodios anteriores, o si también existió un fenómeno similar en ese año.

Existen otros episodios en que los saltos se congelaron, pero sólo parcialmente, como son los casos de 2007, de enero de 2014 y por fin del 23 de enero de 2019, en que tras el paso de la tormenta Harper, la temperatura descendió hasta -20°C.

¿Por qué se dice que no pueden volver a ocurrir esos congelamientos completos?

Como puede observarse, después de 1936 no volvieron a congelarse por completo, lo que en buena medida podría deberse a algún ligero cambio del microclima, inducido por la creación de la planta generadora de la Autoridad de Energía de Nueva York. Aunque esta aseveración no pasa de ser especulativa.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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

Como un avance más, aplicable tanto a la dinámica fluvial, como a la eólica, y a cálculos de laboratorio, hoy veremos la ley de Stokes y su derivación hacia un caso particular: el de las partículas pequeñas que sedimentan en un fluido.  Pero vayamos por partes.

¿A quién debe su nombre la ley de Stokes?

A Sir George Gabriel Stokes, primer Baronet del Reino Unido, un matemático y físico irlandés que realizó contribuciones importantes a la dinámica de fluidos, y a quien se considera como uno de los tres más importantes estudiosos de las ciencias naturales de su época, junto a James Clerk Maxwell y Lord Kelvin.

Fueron ellos tres los que inauguraron la fama de la escuela físico matemática de Cambridge a mediados del siglo XIX.

¿Qué conocemos de Sir Stokes, su vida y su trabajo?

Nació en Skreen, condado de Sligo, Irlanda, el 13 de agosto de 1819, y falleció en Cambridge, Inglaterra, el 1º de febrero de 1903. Sus primeros estudios fueron en Skreen, Dublín y Bristol, pero se graduó en 1841 en Pembroke College, de la Universidad de Cambridge, habiendo obtenido tan altos honores como el título de Senior Wrangler y el Premio Smith.

En seguida fue contratado como profesor, pero en 1857 renunció a su cátedra por haberse casado, lo cual no estaba permitido en los estatutos de su Facultad. Debió esperar doce años hasta la modificación de esos estatutos para retomar la docencia que ejerció en esa Universidad hasta su muerte.

Entre 1885 y 1890 fue presidente de la Royal Society, y a lo largo de su carrera produjo más de un centenar de publicaciones.

Merece destacarse el hecho de que siempre reunía el análisis teórico matemático y la comprobación experimental, lo que dio una gran solidez a sus múltiples contribuciones a la ciencia.

Algunos de los temas que abordó fueron: el movimiento uniforme de fluidos incompresibles, la fricción de fluidos en movimiento, el equilibrio y movimiento de sólidos elásticos y numerosos tópicos de la teoría del sonido. Muchos de sus trabajos impulsaron el conocimiento de la hidrodinámica y fenómenos asociados a ella.

Entre los numerosos honores que se le dispensaron, cabe mencionar que la unidad de medida de la viscosidad cinemática en el Sistema Cegesimal lleva su nombre; como también lo lleva la ley que hoy nos ocupa, un teorema de geometría diferencial, las ecuaciones de Navier-Stokes, de dinámica de fluidos, y los parámetros usados para cuantificar la polarización de las ondas electromagnéticas. Todo eso solamente en el campo de la Ciencia Física, pero también en Astronomía, llevan su nombre un cráter lunar y uno marciano, y el asteroide 30566.

Como si eso no bastara para engrandecer su figura, recibio otras distinciones, como la Medalla Rumford de la Royal Society, la Medalla Copley y el título de Baronet, para citar unos pocos ejemplos. En 1891 publicó sus conferencias Gifford en un volumen titulado Teología Natural.

¿Cuál es la formulación original de la ley de Stokes?

En su formulación original, la ley de Stokes se refiere a una fuerza de fricción, aunque luego veremos que también se conoce con ese nombre a una derivación posterior con la que se miden velocidades de caída de partículas en el seno de un fluido.

Pero no nos apresuremos, inicialmente la ley de Stokes cuantifica la fricción que experimentan objetos esfáricos pequeños que se mueven a baja velocidad dentro de un fluido viscoso en régimen laminar.

La expresión matemática es:

Fr= 6πµvr

donde r es el radio de la esfera, v su velocidad y µ es la viscosidad del fluido. Aclaremos que la viscosidad de un fluido es la medida de su resistencia a las deformaciones graduales debidas a las tensiones cortantes o de tracción. Obviamente 6 pi es constante.

¿Cómo se aplica a la sedimentación de partículas muy finas en un fluido?

Una consecuencia de esa formulación fue obtener la velocidad de caída vertical- sólo debida a su propio peso- de una partícula muy fina en el interior de un fluido. Ese fluido puede ser en la naturaleza, un curso de agua, o el propio viento. Dicha velocidad se expresa en la siguiente formulación matemática:

donde:

V es la velocidad de caída de las partículas;

g es la aceleración de la gravedad;

dp es la densidad de la partícula;

df  es la densidad del fluido;
µ es la viscosidad del fluido; y
r es el radio equivalente de la partícula.

Aclaremos que esa velocidad se mide para ciertos supuestos:

• La partícula debe ser esférica. Pero como en la naturaleza la esfera perfecta difícilmente existe, se habla de un radio equivalente, que es aquél que corresponde a la esfera teórica o ideal, en la que mejor se inscribe la partícula real de que se trate.
• La temperatura del fluido debe ser constante, de modo que se mantenga también invariable su viscosidad, ya que de ella depende.
• No debe haber otras fuerzas intervinientes que pueden cambiar el flujo de laminar a turbulento.

¿Qué aplicaciones prácticas tiene esta ley?

Muchas. Para empezar explica claramente por qué partículas muy finas, cuya velocidad de caída es muy baja pueden permanecer en suspensión por largos intervalos, ya sea en la atmósfera, donde los vientos pueden llevarlas a cientos o aun miles de kilómetros de distancia de su fuente de origen; o en los cursos de agua.

Estos datos son importantes a la hora de calcular las plumas de contaminación de las que hablaremos en algún otro post.

Pero además, el cálculo de la velocidad de caída es la base de las metodologías por sedimentación y por densimetría que se usan para calcular la granulometría de la fracción fina de materiales sedimentarios y suelos. Esto se los he explicado en un apunte que puede ver en este post.

También contribuye a entender la gradación de los materiales en columnas sedimentarias, y a reconstruir sistemas de paleocorrientes e interpretar paisajes y relieves, pero eso es tema para otros posts.

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P.S.: La imagen que ilustra el post tiene el correspondiente crédito al pie.

Con motivo de las inundaciones y anegamientos que están sucediendo en nuestra provincia, les he reunido en este post fuera de programa, bastante información de interés que he ido presentando a lo largo del tiempo en el blog.

Sólo tienen que seguir los links que están más abajo para leer sobre cada tema. Pero les aclaro que son posts que subí hace mucho tiempo, de modo que la descripción de eventos específicos no corresponde al de hoy; sin embargo las explicaciones generales no han perdido vigencia en ningún caso.

• Alguna información sobre las inundaciones habituales en las Sierras Chicas
• Preguntas frecuentes sobre las inundaciones.
• ¿Era previsible que esto sucediera?
• Información sobre las precipitaciones intensas.

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Otra vez veremos uno de los sitios que vale la pena visitar, y que por suerte, al menos en parte he podido conocer.

Hoy daremos un pantallazo sobre algunas de las generalidades de la imponente Cordillera de Los Andes.

¿A qué se debe el nombre de esta cordillera?

Según el consenso de la mayoría de los lingüistas, la palabra Andes tiene su origen en el quechua, idioma de los pueblos originarios de la zona al oeste de las montañas, quienen usaban la palabra «anti», para designar la dirección por donde asoma el sol al amanecer. Sería el equivalente de nuestra palabra oriente.

Su deformación por los conquistadores generó el nuevo término Andes con que hoy se conoce la cadena montañosa.

¿Dónde se localiza la Cordillera de Los Andes?

La Cordillera de los Andes, constituye uno de los sistemas montañosos más extendidos del planeta, y la más larga de las continentales. Acompaña el borde occidental o pacíico de América del Sud, conectándose por el norte con el sistema Caribe- que comienza en la latitud de Venezuela y ostenta una dirección aproximadamente este-oeste- y por el sur con el arco conformado desde Tierra del Fuego hasta la Tierra de Graham.

¿Cómo se la divide de norte a sur?

Clásicamente se la suele dividir en tres sectores:

• Andes del norte o septentrionales: Comprende la zona entre su extremo norte hasta los 4° de latitud Sur, es decir hasta el golfo de Guayaquil en Ecuador. Corresponde a los Andes venezolanos, colombianos y ecuatorianos. Son el clásico resultado de los fenómenos en la zona de contacto entre las placas tectónicas de Nazca, Caribe y Sudamérica, modificados en parte por elementos menores, como la placa de Cocos. Tanto en esta porción como en la de los Andes del sur, el ancho no supera los 150 km, y la altura no va más allá de los 2.500 metros.
• Andes centrales: Es la porción más larga, ya que se extiende entre el golfo de Guayaquil y los 46º 30′ de latitud Sur, aproximadamente donde se sitúa el golfo de Penas en Chile. Abarca los Andes peruanos, bolivianos y gran parte de los argentino-chilenos, inluyendo provincias geológicas tan importantes como el Altiplano y la Puna. Por su longitud, hay bibliografía en la que los Andes centrales son subdivididos a su vez, en tres sectores, denominados norte, centro y sur. Se trata de la porción con el mayor ancho promedio (800 km), y las mayores alturas, incluyendo el pico más alto de la Cordillera, es decir el Aconcagua con aproximadamente 7.040 msnm.
• Andes del sur o australes: Son los tramos cordilleranos al sur del golfo de Penas, donde se encuentran en contacto las placas Sudamericana, de Nazca y Antártica.

¿Cuáles son los rasgos dominantes de toda la Cordillera?

Su longitud ronda los 8.500 km, y su superficie es de alrededor de 2.870.000 km². La elevación y la topografía le permiten servir de límite natural entre países como Argentina y Chile, y la constituyen en la segunda en altura del planeta sólo por debajo de las cumbres del Himalaya. Es una zona muy activa tanto sísmica como volcánicamente, en consonancia con su origen en los contactos entre placas.

Su orientación dominante es casi norte-sur, salvo en sus extremos. Ya dijimos que al norte se aleja de la costa para constituir otra unidad; y en el sur, se curva y toma dirección este-oeste hasta sumergirse en el océano Atlántico, al este de la isla de los Estados.

¿Qué cadenas componen los Andes Centrales?

Debido a que en definitiva yo vivo en Argentina, y es la zona cordillerana que mejor conozco, voy a referirme un poco más extensamente a esta porción central de los Andes.

La ocurrencia de ciertos hundimientos hacia finales del Terciario y comienzos del Cuaternario, generó una serie de depresiones submeridionales que hacen posible dividir transversalmente a los Andes Centrales en al menos tres sectores que de Este a Oeste se conocen como:

• Cordillera Costanera o Costera, que bordea el Pacífico en Chile.
• Cordillera Principal, que en el límite entre Chile y Argentina presenta las alturas máximas, que rondan los 6.000 m hacia el norte- donde se inscribe el Aconcagua- y 3.000 m de promedio hacia el Sur.
• Cordillera Frontal, que solamente aparece hacia el Norte de San Rafael, y con alturas medias de 5.000 msnm.
• Precordillera, se reconoce desde Mendoza hacia el norte, con promedios de altura de 4.000 msnm.

¿Podemos intentar definir una historia evolutiva para los Andes Centrales?

Un esquema simplificado de los acontecimientos geológicos que habrín dado lugar a la formación de los Andes centrales, incluiría al menos tres estadios principales, siempre con el marco de la tectónica de placas, que desde el más antiguo al más moderno, se resumen así.

• Durante un intervalo mesozoico, se desarrollaron series sedimentarias propiamente dichas en el flanco argentino, y potentes depósitos vulcano-sedimentarios del lado chileno. Hubo intrusiones graníticas de edad cretácico superior hacia el oeste, sometidas a compresión relativamente intensa, que determinaron un cabalgamiento de las deformaciones del lado chileno sobre las más orientales, las que fueron a su vez sometidas a plegamiento.
• Durante los tiempos correspondientes al eoceno, oligoceno y mioceno, hubo intensa deformación que generó pliegues de gran radio de curvatura y juegos de fallas inversas. Se generó también vulcanismo andesítico y emplazamiento de granodioritas.
• En el intervalo plio-cuaternario, se acumularon espesas series terrígenas en las cuencas falladas, que fueron afectadas por una fuerte tectónica de extensión, con importantes derramamientos basálticos. Tanto el vulcanismo actual como la sismicidad se relacionan con estos sucesos.

En la actualidad, el vulcanismo, la sismicidad y los agentes de erosión, meteorización y remoción en masa, se conjugan para seguir modelando el paisaje.

¿Qué puede agregarse sobre el tema?

Las razones para visitar estas montañas son más que variadas: desde reconocer paisajes labrados por el hielo, hasta disfrutar lugares en los que la Naturaleza muestra su magnificencia y visualizar volcanes activos, o recorrer tal vez zonas afectadas por fenómenos como avalanchas o deslizamientos, etc. Por otra parte, muchos de los principales depósitos de minerales metálicos sudamericanos se encuentran a lo largo de la Cordillera de los Andes, y también vale la pena visitarlos.

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