(ESPELEOGÉNESIS: MECANISMOS DE DISOLUCIÓN 2)
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Marius van Heiningen
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Marius van Heiningen
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INTRODUCCIÓN.
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En el año 1964 el suizo Alfred Bögli publicó su famoso artículo sobre la "corrosión de mezclas" (mixing corrosion). Bögli demostró que la mezcla de dos aguas completamente saturadas, pero con diferentes concentraciones de Ca2+, posee otra vez una cierta capacidad de disolución. Era la explicación perfecta para la milagrosa reaparición de la capacidad de disolución a grandes profundidades. Especialmente en los años setenta casi todos los aspectos de la formación de cuevas se explicaban con este mecanismo.
Primero se describe la curva de saturación completa (curva de Bögli), la zona de saturación incompleta y la determinación de la dirección del trayecto de disolución. Después se trata el mecanismo de la corrosión de mezclas con algunas observaciones y finalmente, se explica un sencillo método de determinar la localización de la mezcla resultante de dos soluciones sobre la línea de conexión.
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MECANISMO DE CORROSIÓN DE MEZCLAS.
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En su artículo Bögli da el siguiente ejemplo. Dentro de una cueva había un arroyo con una saturación respecto al Ca2+ de 273 ppm (partes por millón). Aproximadamente la mitad del arroyo entraba en un conducto completamente inundado, donde se queda casi inalterada. La otra mitad entraba en una galería vadosa, donde pierde CO2 y deposita carbonato cálcico (CaCO3) hasta que la concentración de saturación se queda en unos 125 ppm. En este momento ambos arroyos estaban saturadas. Aguas abajo las 2 mitades se reunieron otra vez, y resulta que la mezcla resultante tenía una capacidad de disolver 13,5 ppm. Lo asombroso era que la mezcla de dos flujos saturados resultaba en una solución con capacidad de disolución.
La explicación es la siguiente: S1 y S2 representan dos soluciones saturadas (se encuentran sobre la curva), pero con cantidades de carbonato cálcico disueltas diferentes. La línea S1-S2 representa todas las posibles mezclas entre S1 y S2, según la cantidad relativa de cada una. En este caso la mezcla es M y se ve que se encuentra por debajo de la curva, es decir que la mezcla no está saturada. La mezcla M empieza a disolver caliza y dentro del gráfico se mueve según la dirección del trayecto de disolución hacia la curva de saturación completa. La mezcla se ha saturada cuando llega a la curva en Ms (Mezcla saturada). La cantidad adicional de carbonato cálcico que se ha disuelta equivale a la diferencia entre A y Ms.
A partir de ahora y en honor del descubridor de la corrosión de mezclas, llamamos a la curva de saturación completa: la curva de Bögli.
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La figura 3 muestra la curva de Bögli, la mezcla M de 2 soluciones (S1 y S2) y la solución resultante (Ms) cuando la mezcla se ha saturada. También muestra la dirección del trayecto de disolución de caliza. Por detalles ver el texto.
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CONSECUENCIAS.
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Las consecuencias para la localización de la disolución de caliza son múltiples, tanto a escala de fracturas y proto conductos como a escala de galerías inundadas y arroyos vadosos. En cada punto donde se juntan dos o varios soluciones diferentes, los flujos se mezclan y aparecerá algo de capacidad de disolución. En su día fue el mecanismo por excelencia para explicar la iniciación de la formación de cuevas, especialmente a mayor profundidad. Todavía hoy en día es un aspecto importante en la espeleogénesis, aunque la gama de mecanismos se ha ampliado. Por ejemplo , sigue siendo un muy buen mecanismo para explicar la formación de cúpulas de disolución en galerías freáticas.
Otro aspecto es la combinación con los regímenes de disolución lenta y rápida y la curva de saturación de 90 por ciento que separa ambos regímenes. Esta combinación abre una nueva gama de posibles situaciones de disolución subterránea. Estos aspectos serán tratados en uno de los próximos artículos.
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En el año 1964 el suizo Alfred Bögli publicó su famoso artículo sobre la "corrosión de mezclas" (mixing corrosion). Bögli demostró que la mezcla de dos aguas completamente saturadas, pero con diferentes concentraciones de Ca2+, posee otra vez una cierta capacidad de disolución. Era la explicación perfecta para la milagrosa reaparición de la capacidad de disolución a grandes profundidades. Especialmente en los años setenta casi todos los aspectos de la formación de cuevas se explicaban con este mecanismo.
Primero se describe la curva de saturación completa (curva de Bögli), la zona de saturación incompleta y la determinación de la dirección del trayecto de disolución. Después se trata el mecanismo de la corrosión de mezclas con algunas observaciones y finalmente, se explica un sencillo método de determinar la localización de la mezcla resultante de dos soluciones sobre la línea de conexión.
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MECANISMO DE CORROSIÓN DE MEZCLAS.
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En su artículo Bögli da el siguiente ejemplo. Dentro de una cueva había un arroyo con una saturación respecto al Ca2+ de 273 ppm (partes por millón). Aproximadamente la mitad del arroyo entraba en un conducto completamente inundado, donde se queda casi inalterada. La otra mitad entraba en una galería vadosa, donde pierde CO2 y deposita carbonato cálcico (CaCO3) hasta que la concentración de saturación se queda en unos 125 ppm. En este momento ambos arroyos estaban saturadas. Aguas abajo las 2 mitades se reunieron otra vez, y resulta que la mezcla resultante tenía una capacidad de disolver 13,5 ppm. Lo asombroso era que la mezcla de dos flujos saturados resultaba en una solución con capacidad de disolución.
La explicación es la siguiente: S1 y S2 representan dos soluciones saturadas (se encuentran sobre la curva), pero con cantidades de carbonato cálcico disueltas diferentes. La línea S1-S2 representa todas las posibles mezclas entre S1 y S2, según la cantidad relativa de cada una. En este caso la mezcla es M y se ve que se encuentra por debajo de la curva, es decir que la mezcla no está saturada. La mezcla M empieza a disolver caliza y dentro del gráfico se mueve según la dirección del trayecto de disolución hacia la curva de saturación completa. La mezcla se ha saturada cuando llega a la curva en Ms (Mezcla saturada). La cantidad adicional de carbonato cálcico que se ha disuelta equivale a la diferencia entre A y Ms.
A partir de ahora y en honor del descubridor de la corrosión de mezclas, llamamos a la curva de saturación completa: la curva de Bögli.
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La figura 3 muestra la curva de Bögli, la mezcla M de 2 soluciones (S1 y S2) y la solución resultante (Ms) cuando la mezcla se ha saturada. También muestra la dirección del trayecto de disolución de caliza. Por detalles ver el texto.
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CONSECUENCIAS.
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Las consecuencias para la localización de la disolución de caliza son múltiples, tanto a escala de fracturas y proto conductos como a escala de galerías inundadas y arroyos vadosos. En cada punto donde se juntan dos o varios soluciones diferentes, los flujos se mezclan y aparecerá algo de capacidad de disolución. En su día fue el mecanismo por excelencia para explicar la iniciación de la formación de cuevas, especialmente a mayor profundidad. Todavía hoy en día es un aspecto importante en la espeleogénesis, aunque la gama de mecanismos se ha ampliado. Por ejemplo , sigue siendo un muy buen mecanismo para explicar la formación de cúpulas de disolución en galerías freáticas.
Otro aspecto es la combinación con los regímenes de disolución lenta y rápida y la curva de saturación de 90 por ciento que separa ambos regímenes. Esta combinación abre una nueva gama de posibles situaciones de disolución subterránea. Estos aspectos serán tratados en uno de los próximos artículos.
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