martes, 21 de abril de 2009

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Marius van Heiningen

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INTRODUCCIÓN.
La reacción química que es responsable de la disolución de la roca caliza por agua ácido, ya era conocida por los primeros investigadores de la espeleología. También era conocido que esta reacción solo es capaz de disolver pequeñas cantidades de roca, pero que a su vez ocurre muy rápida. El agua que se infiltra en una estrecha fisura llega a una saturación casi completa, a solo unos pocos metros de profundidad. Esto ponía a los investigadores ante un enigma, porque si el agua de infiltración ya estaba saturado (respecto a la caliza) a unos metros bajo la superficie: ¿cómo es posible que haya suficiente solución a decenas e incluso a cientos de metros de profundidad para formar cuevas? Para que el agua llegara a estas profundidades con bastante capacidad de disolución, se suponían la existencia de unas grietas relativamente anchas. A estas grietas las llamaron proto-conductos. Un proto-conducto es una fisura con un diámetro mínimo de entre 0,5 cm y 1 cm. Como se formaron no lo sabían, pero debieron de existir porque sin ellas no se podían explicar las cuevas.Actualmente existe una teoría bastante sofisticada que explica la formación de los proto-conductos.Este artículo trata de intentar de explicar algunos de los mecanismos que juegan un papel en el ensanchamiento de una fisura muy estrecha hasta un proto-conducto. Tratamos a los mecanismos según históricamente fueron descubiertos.
La figura 4 muestra la cantidad de agua que pasa por una fisura respecto al tiempo. TB indica el tiempo de ruptura. Al principio el aumento es lento, lo que corresponde con un lento ensanchamiento de la fisura. Llega un momento que el flujo de agua aumenta muchísimo en muy poco tiempo, lo cual corresponde con el tiempo de ruptura. En este momento la velocidad de ensanchamiento es constante con un máximo de aproximadamente 0,1mm por año. Finalmente el aumento de la cantidad de agua que pasa por la fisura baja mucho, lo cual corresponde con el hundimiento de la presión hidrostática.

RESUMEN.
Agua que contiene el gas anhídrido carbónico es capaz de disolver el carbonato cálcico (caliza). Esto es un proceso rápido y enseguida la solución llega a estar casi saturada.Entonces si las cuevas se han formado por la disolución de la roca caliza, ¿cómo es posible que existan cuevas a gran profundidad? Para explicarlo se suponían la existencia de unas fracturas relativamente muy anchas y lo llamaban proto-conductos. No sabían cómo se habían formado. Cuando en 1964 Alfred Bögli publicó su descubrimiento de la corrosión de las mezclas, solucionó numerosos problemas acerca de la génesis de cuevas. Sin embargo, todavía no se podían explicar la formación de los proto-conductos, hasta que en 1977 William White descubrió el régimen de la disolución lenta. Resulta que una solución no pierde nunca toda su capacidad de disolución, independiente de la distancia que ha penetrado en una fisura. Los mecanismos de Más Caudal-Más Disolución y Más Velocidad del Flujo- Más Disolución ya eran conocidos y por eso entendieron que incluso una muy pequeña capacidad de disolución es capaz de ensanchar una fisura estrecha hasta un diámetro que permite la disolución rápida por toda esta fisura. Finalmente se pudieron explicar la existencia de los proto-conductos. Además, la combinación del régimen de disolución rápida (la de toda la vida) y el régimen de disolución muy lenta (descubierto por White) era perfecta. La disolución lenta abre la fisura hasta el tamaño de un proto-conducto y a partir de aquí la solución rápida lo abre hasta formar una cueva. Con la mejora de los ordenadores en los años 90, los investigadores han sido capaz de crear modelos numéricos con lo cual han podido simular los procesos de disolución. En 1996 Dreybrodt ha derivado la formula para determinar el tiempo de ruptura, mostrando su relación con el diámetro original de la fisura (a0), la longitud de la fisura (L) y la presión hidrostática (h).
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