La circulación hidrotermal en su sentido más general es la circulación de agua caliente ( griego antiguo ὕδωρ, agua , [1] y θέρμη, calor [1] ). La circulación hidrotermal ocurre con mayor frecuencia en las proximidades de fuentes de calor dentro de la corteza terrestre . En general, esto ocurre cerca de la actividad volcánica , pero puede ocurrir en la corteza profunda relacionada con la intrusión de granito , o como resultado de orogenia o metamorfismo .
Circulación hidrotermal del fondo marino
La circulación hidrotermal en los océanos es el paso del agua a través de los sistemas de cordilleras oceánicas .
El término incluye tanto la circulación de las conocidas aguas de ventilación de alta temperatura cerca de las crestas de las crestas, como el flujo difuso de agua a una temperatura mucho más baja a través de sedimentos y basaltos enterrados más lejos de las crestas de las crestas. [2] El primer tipo de circulación a veces se denomina "activo" y el segundo "pasivo". En ambos casos, el principio es el mismo: el agua de mar fría y densa se hunde en el basalto del lecho marino y se calienta en profundidad, después de lo cual se eleva de nuevo a la interfaz roca-agua del océano debido a su menor densidad. La fuente de calor para los respiraderos activos es el basalto recién formado y, para los respiraderos de temperatura más alta, la cámara de magma subyacente . La fuente de calor de las rejillas de ventilación pasivas son los basaltos más antiguos que aún se están enfriando. Los estudios de flujo de calor del lecho marino sugieren que los basaltos dentro de la corteza oceánica tardan millones de años en enfriarse por completo, ya que continúan apoyando los sistemas de circulación hidrotermal pasiva.
Los respiraderos hidrotermales son lugares en el lecho marino donde los fluidos hidrotermales se mezclan con el océano suprayacente. [3] Quizás las formas de ventilación más conocidas son las chimeneas naturales conocidas como fumadores negros . [3]
La circulación hidrotermal no se limita a los entornos de las cordilleras oceánicas. Las celdas de convección circulante hidrotermal pueden existir en cualquier lugar donde una fuente anómala de calor, como un magma intruso o un respiradero volcánico , entre en contacto con el sistema de agua subterránea . [4] [5] Esta convección puede manifestarse como explosiones hidrotermales , géiseres y fuentes termales , aunque no siempre es así. [4]
Comprender la circulación hidrotermal volcánica y relacionada con el magma significa estudiar las explosiones hidrotermales, los géiseres, las fuentes termales y otros sistemas relacionados y sus interacciones con las aguas superficiales y subterráneas asociadas. [4] Un buen ambiente para observar este fenómeno son los lagos volcanogénicos, donde comúnmente hay fuentes termales y géiseres. [4] Los sistemas de convección en estos lagos funcionan a través del agua fría del lago que se filtra hacia abajo a través del lecho permeable del lago, se mezcla con el agua subterránea calentada por el magma o el calor residual y se eleva para formar fuentes termales en los puntos de descarga. [4]
La existencia de celdas de convección hidrotermal y fuentes termales o géiseres en estos entornos depende no solo de la presencia de un cuerpo de agua más fría y calor geotérmico, sino que también depende en gran medida de un límite sin flujo en el nivel freático. [4]
Corteza profunda
Hidrotermal también se refiere al transporte y circulación de agua dentro de la corteza profunda, en general desde áreas de rocas calientes a áreas de rocas más frías. Las causas de esta convección pueden ser:
- Intrusión de magma en la corteza
- Calor radiactivo generado por masas enfriadas de granito
- Calor del manto
- Cabezal hidráulico de cadenas montañosas, por ejemplo, la Gran Cuenca Artesiana
- Deshidratación de rocas metamórficas, que libera agua.
- Deshidratación de sedimentos profundamente enterrados
La circulación hidrotermal, en particular en la corteza profunda, es una de las causas principales de la formación de depósitos minerales y una piedra angular de la mayoría de las teorías sobre la génesis del mineral .
Depósitos de mineral hidrotermal
A principios de la década de 1900, varios geólogos trabajaron para clasificar los depósitos de mineral hidrotermal que asumieron se formaron a partir de soluciones acuosas que fluían hacia arriba. Waldemar Lindgren (1860-1939) desarrolló una clasificación basada en las condiciones de temperatura y presión decrecientes interpretadas del fluido que se deposita. Sus términos: "hipotérmico", "mesotérmico", "epitermal" y "teleotérmico", expresaban una temperatura decreciente y una distancia creciente de una fuente profunda. [6] Los estudios recientes conservan solo la etiqueta epitermal . La revisión de John Guilbert de 1985 del sistema de Lindgren para depósitos hidrotermales incluye lo siguiente: [7]
- Fluidos hidrotermales ascendentes, agua magmática o meteórica
- Pórfidos de cobre y otros depósitos, 200–800 ° C, presión moderada
- Metamórfica ígnea, 300–800 ° C, presión baja a moderada
- Venas cordilleranas, profundidades intermedias a someras
- Epitermal, poco profundo a intermedio, 50–300 ° C, baja presión
- Circulando soluciones meteóricas calentadas
- Depósitos tipo Mississippi Valley , 25-200 ° C, baja presión
- Uranio occidental de EE. UU. , 25–75 ° C, baja presión
- Circulación de agua de mar calentada
- Depósitos de cordilleras oceánicas , 25–300 ° C, baja presión
Ver también
- Depósito de mineral de sulfuro masivo volcánico
- Gradiente geotérmico
- Síntesis hidrotermal
Referencias
- ↑ a b Liddell, HG y Scott, R. (1940). Un léxico griego-inglés. revisada y ampliada por Sir Henry Stuart Jones. con la ayuda de. Roderick McKenzie. Oxford: Clarendon Press.
- ^ Wright, John; Rothery, David A. (1998), "Circulación hidrotermal en la corteza oceánica" , Las cuencas oceánicas: su estructura y evolución , Elsevier, págs. 96-123, doi : 10.1016 / b978-075063983-5 / 50006-0 , ISBN 978-0-7506-3983-5, consultado 2021-02-11
- ^ a b Alemán, CR; Seyfried, WE (2014), "Procesos hidrotermales" , Tratado de geoquímica , Elsevier, págs. 191-233, doi : 10.1016 / b978-0-08-095975-7.00607-0 , ISBN 978-0-08-098300-4, consultado 2021-02-11
- ^ a b c d e f Bayani Cardenas, M .; Lagmay, Alfredo Mahar F .; Andrews, Benjamin J .; Rodolfo, Raymond S .; Cabria, Hillel B .; Zamora, Peter B .; Lapus, Mark R. (enero de 2012). "Fumadores terrestres: manantiales termales por convección hidrotermal de aguas subterráneas conectadas a aguas superficiales: manantiales por convección hidrotermal" . Cartas de investigación geofísica . 39 (2): n / a – n / a. doi : 10.1029 / 2011GL050475 .
- ^ Donoghue, Eleanor; Troll, Valentin R .; Harris, Chris; O'Halloran, Aoife; Walter, Thomas R .; Pérez Torrado, Francisco J. (octubre de 2008). "Alteración hidrotermal a baja temperatura de tobas intra-caldera, caldera del Mioceno Tejeda, Gran Canaria, Islas Canarias" . Revista de Investigaciones Vulcanología y Geotérmica . 176 (4): 551–564. doi : 10.1016 / j.jvolgeores.2008.05.002 .
- ^ W. Lindgren, 1933, Depósitos minerales , McGraw Hill, 4ª ed.
- ^ Guilbert, John M. y Charles F. Park, Jr., 1986, La geología de los depósitos minerales , Freeman, p. 302 ISBN 0-7167-1456-6