12.4: Sedimentos Hidrógenos

Como vimos en la sección 5.3, el agua de mar contiene muchas sustancias disueltas diferentes. Ocasionalmente ocurren reacciones químicas que hacen que estas sustancias precipiten como partículas sólidas, que luego se acumulan como sedimento hídrico. Estas reacciones suelen ser desencadenadas por un cambio en las condiciones, como un cambio en la temperatura, presión o pH, lo que reduce la cantidad de una sustancia que puede permanecer en estado disuelto. No hay mucho sedimento hídrico en el océano comparado con los sedimentos litógenos o bióticos, pero hay algunas formas interesantes.

Los respiraderos hidrotermales se discutieron en la sección 4.11. Recordemos que en estos sistemas, el agua de mar se perfila en el fondo marino, donde se sobrecalenta por el magma antes de ser expulsada por el respiradero. Esta agua sobrecalentada contiene muchas sustancias disueltas, y cuando se encuentra con el agua de mar fría después de salir del respiradero, estas partículas precipitan, principalmente como sulfuros metálicos. Estas partículas conforman el “humo” que fluye de un respiradero, y eventualmente pueden asentarse en el fondo como sedimento hídrico (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Figura\(\PageIndex{1}\) Un respiradero hidrotermal “fumador negro”. El “humo” consiste en partículas disueltas que precipitan en sólidos cuando se exponen a agua más fría (NOAA, http://www.photolib.noaa.gov/htmls/nur04506.htm).

Los nódulos de manganeso son grumos redondeados de manganeso y otros metales que se forman en el fondo marino, generalmente oscilando entre 3-10 cm de diámetro, aunque en ocasiones pueden alcanzar hasta 30 cm (Figura\(\PageIndex{2}\)). Los nódulos se forman de manera similar a las perlas; hay un objeto central alrededor del cual se depositan lentamente capas concéntricas, lo que hace que el nódulo crezca con el tiempo. La composición de los nódulos puede variar algo dependiendo de su ubicación y las condiciones de su formación, pero generalmente están dominados por óxidos de manganeso y hierro. También pueden contener cantidades menores de otros metales como cobre, níquel y cobalto. La precipitación de nódulos de manganeso es uno de los procesos geológicos más lentos conocidos; crecen del orden de unos pocos milímetros por millón de años. Por esa razón, solo se forman en áreas donde hay bajas tasas de acumulación de sedimentos litógenos o bióticos, debido a que cualquier otra deposición de sedimentos cubriría rápidamente los nódulos e impediría un mayor crecimiento de nódulos. Por lo tanto, los nódulos de manganeso generalmente se limitan a áreas del océano central, lejos de importantes insumos litógenos o bióticos, donde a veces pueden acumularse en grandes cantidades en el fondo marino (Figura\(\PageIndex{2}\) derecha). Debido a que los nódulos contienen una serie de metales comercialmente valiosos, ha habido un interés significativo en la extracción de los nódulos en las últimas décadas, aunque la mayor parte de los esfuerzos se han mantenido hasta el momento en la etapa exploratoria. Una serie de factores han impedido la extracción a gran escala de nódulos, entre ellos los altos costos de las operaciones mineras en aguas profundas, las cuestiones políticas sobre los derechos mineros y las preocupaciones ambientales que rodean la extracción de estos recursos no renovables.

Figura\(\PageIndex{2}\) (Izquierda) Nódulo de manganeso del Océano Pacífico oriental subtropical. El nódulo tiene 4.1 cm de diámetro (By James St. John, https://www.flickr.com/photos/jsjgeo...n/photostream/ [CC-BY 2.0]). (Derecha) campo de nódulos de manganeso en el fondo marino (By United States Geological Survey [Public domain], vía Wikimedia Commons).

Los evaporitos son sedimentos hidrógenos que se forman cuando el agua de mar se evapora, dejando que los materiales disueltos precipiten en sólidos, particularmente halita (sal, NaCl). De hecho, la evaporación del agua de mar es la forma más antigua de producción de sal para uso humano, y todavía se lleva a cabo en la actualidad. Grandes depósitos de evaporitas de halita existen en varios lugares, incluso bajo el mar Mediterráneo. Comenzando hace alrededor de 6 millones de años, los procesos tectónicos cerraron el mar Mediterráneo del Atlántico, y el clima cálido evaporó tanta agua que el Mediterráneo se secó casi por completo, dejando grandes depósitos de sal en su lugar (un evento conocido como la Crisis de Salinidad Messiniana ). Finalmente, el Mediterráneo volvió a inundarse hace unos 5.3 millones de años, y los depósitos de halita fueron cubiertos por otros sedimentos, pero aún permanecen debajo del fondo marino.

Figura\(\PageIndex{3}\) Agricultores de sal cosechando sal dejada atrás de la evaporación del agua de mar, Pak Thale, Ban Laem, Phetchaburi, Tailandia (Por JJ Harrison (Obra propia) [CC BY-SA 3.0], vía Wikimedia Commons).

Las oolitas son granos pequeños y redondeados formados a partir de capas concéntricas de precipitación de material alrededor de una partícula suspendida. Suelen estar compuestos de carbonato de calcio, pero también pueden proceder de fosfatos y otros materiales. La acumulación de oolitos resulta en arena oolítica, la cual se encuentra en su mayor abundancia en las Bahamas (Figura\(\PageIndex{4}\)).

Figura\(\PageIndex{4}\) Oolitas de una playa en Joulter's Cay, Las Bahamas (Por Wilson44691 (Obra propia) [Dominio público], vía Wikimedia Commons).

Los hidratos de metano son otro tipo de depósito hídrico con potencial aplicación industrial. Todos los productos de erosión terrestre incluyen una pequeña proporción de materia orgánica derivada principalmente de plantas terrestres. Pequeños fragmentos de este material más otra materia orgánica de plantas y animales marinos se acumulan en sedimentos terrígenos, especialmente a unos pocos cientos de kilómetros de costa. A medida que los sedimentos se acumulan, las partes más profundas comienzan a calentarse (a partir del calor geotérmico) y las bacterias se ponen a trabajar descomponiendo la materia orgánica contenida. Debido a que esto sucede en ausencia de oxígeno (también conocidas como condiciones anaeróbicas), el subproducto de este metabolismo es el gas metano (CH ₄). El metano liberado por la bacteria burbujea lentamente hacia arriba a través del sedimento hacia el fondo marino. A profundidades de agua de 500 m a 1,000 m, y a las bajas temperaturas típicas del fondo marino (cercanas a 4°C), el agua y el metano se combinan para crear una sustancia conocida como hidrato de metano. Dentro de unos pocos metros a cientos de metros del fondo marino, la temperatura es lo suficientemente baja para que el hidrato de metano sea estable y los hidratos se acumulen dentro del sedimento (Figura\(\PageIndex{5}\) izquierda). El hidrato de metano es inflamable porque cuando se calienta, el metano se libera como gas (Figura\(\PageIndex{5}\) derecha). El metano dentro de los sedimentos del fondo marino representa un enorme reservorio de energía de combustibles fósiles. Aunque las corporaciones energéticas y los gobiernos están ansiosos por desarrollar formas de producir y vender este metano, cualquiera que entienda las implicaciones del cambio climático de su extracción y uso puede ver que esto sería una locura.

Figura\(\PageIndex{5}\) (Izquierda): Hidrato de metano dentro de sedimentos fangosos del fondo marino de una zona costa afuera de Oregón (Por Wusel007 (Obra propia) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) o CC BY-SA 3.0], vía Wikimedia Commons). (Derecha): Hidrato de metano en llamas (USGS, http://www.usgs.gov/blogs/features/f... /New-Image.jpg).

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*” Geología Física” de Steven Earle utilizada bajo licencia internacional CC-BY 4.0. Descarga este libro gratis en http://open.bccampus.ca