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Terrazas de travertino en Mammoth Hot Springs , Parque Nacional de Yellowstone , en 2016
Musgo en crecimiento con incrustaciones de carbonato de calcio en una formación de travertino de agua dulce a baja temperatura (moneda por escala)

Travertino ( / t r æ v ər ˌ t i n / [1] TRA -vər-adolescentes ) es una forma de terrestre piedra caliza depositado alrededor de fuentes minerales , especialmente aguas termales . El travertino a menudo tiene una apariencia fibrosa o concéntrica y existe en variedades blancas, tostadas, de color crema e incluso oxidadas. [2] [3] Está formado por un proceso de rápida precipitación de carbonato de calcio , a menudo en la boca de una fuente termal o en una cueva de piedra caliza. En este último, puede formar estalactitas., estalagmitas y otros espeleotemas . Se utiliza con frecuencia en Italia y en otros lugares como material de construcción .

Los depósitos similares (pero más suaves y extremadamente porosos) formados a partir del agua a temperatura ambiente se conocen como toba .

Definición

El travertino es una roca sedimentaria formada por la precipitación química de minerales de carbonato de calcio del agua dulce, [4] típicamente en manantiales, ríos y lagos; [5] [6] es decir, de aguas superficiales y subterráneas. [7] En el sentido más amplio, el travertino incluye depósitos en manantiales fríos y calientes, incluida la roca porosa y esponjosa conocida como toba , [7] [8] [4] y también las características de la cueva conocidas como espeleotemas (que incluyen estalactitas y estalagmitas ). [9] [5][7] [10] [8] [4] Calcrete , que son minerales de calcio depositados como un horizonte en el perfil del suelo , no se considera una forma de travertino. [7] [11]

Sin embargo, el travertino a menudo se define en un sentido más estricto como roca densa, a veces masiva pero más comúnmente con bandas o con una estructura interna fibrosa, depositada en aguas termales. [5] [7] [4] [6] En este sentido más estricto, el travertino es distinto de los espeleotemas [12] y la toba. [5] [13] [6] El travertino a veces también se define por su modo de origen, como una roca formada por la precipitación inorgánica de minerales de carbonato de calcio sobre una superficie después del intercambio de dióxido de carbono entre la atmósfera y el agua subterránea. La calcreta, las margas lacustres y los arrecifes lacustres están excluidos de esta definición, pero se incluyen tanto los espeleotemas como la toba.[14]

Etimología

La palabra 'travertino' se deriva del italiano travertino , en sí mismo una derivación del latín tiburtinus que significa 'de Tibur' (ahora conocido como Tivoli , cerca de Roma, Italia). [15]

Geoquímica

La formación de travertino comienza cuando el agua subterránea ( H
2
O
) que contiene una concentración elevada de dióxido de carbono disuelto ( CO
2
) entra en contacto con piedra caliza u otra roca que contenga carbonato de calcio ( CaCO
3
). El dióxido de carbono disuelto actúa como un ácido débil, ácido carbónico , que disuelve parte de la piedra caliza como bicarbonato de calcio soluble ( Ca+
2
+ 2HCO-
3
):

CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
→ Ca 2+ + 2HCO-
3

Esta es una reacción reversible , lo que significa que a medida que aumenta la concentración de bicarbonato de calcio disuelto, el bicarbonato de calcio comienza a revertirse en carbonato de calcio, agua y dióxido de carbono. Mientras no haya ningún lugar al que pueda ir el dióxido de carbono, se alcanza un equilibrio en el que la disolución del carbonato de calcio se equilibra mediante la precipitación del carbonato de calcio. [dieciséis]

Si el agua subterránea se mueve hacia un ambiente con una concentración más baja de dióxido de carbono (medida por su presión parcial , pCO 2 ), parte del dióxido de carbono escapará al ambiente, alterando el equilibrio y permitiendo que ocurra la precipitación neta de carbonato de calcio. :

Ca 2+ + 2HCO-
3
→ CaCO
3
+ H
2
O + CO
2

El carbonato de calcio se precipita más fácilmente sobre superficies sólidas bañadas por el agua subterránea, y eventualmente acumula depósitos gruesos de travertino. Debido al papel del CO2 en la disolución y el transporte de carbonato de calcio, a veces se lo describe como el CO2 portador o simplemente como el portador. [dieciséis]

Las fuentes más importantes de concentración elevada de dióxido de carbono en las aguas subterráneas son el suelo y la actividad volcánica. El agua que pasa por el suelo recoge el dióxido de carbono de las raíces de las plantas y la materia orgánica en descomposición. [17] Este CO2 se describe como portador meteórico y el travertino formado por este mecanismo como travertino meteógeno . [16] Este es el principal mecanismo de formación de espeleotemas. Agua subterránea con una concentración mejorada de CO
2
absorbido del suelo infiltra la piedra caliza subyacente, disolviendo parte de la piedra caliza. Cuando esta agua subterránea emerge a una cueva subterránea con una menor concentración de CO
2
, algunos de los CO
2
escapa, permitiendo que el carbonato de calcio se precipite y se acumule estalactitas, estalagmitas y otros espeleotermos. [18] [19]

La actividad volcánica es la fuente de dióxido de carbono en el agua subterránea que emerge de las aguas termales. Cuando el agua llega a la boca del manantial, rápidamente pierde dióxido de carbono al aire libre y precipita carbonato de calcio alrededor de la boca del manantial. El travertino formado de esta manera se describe como travertino termogénico . [16] Esto puede formar depósitos espectaculares de travertino, como los de Pamukkale o Mammoth Hot Springs . El dióxido de carbono puede provenir de fuentes profundas en la Tierra, [20] [21] como el metamorfismo de rocas profundamente enterradas. El dióxido de carbono es transportado hacia la superficie por el magma y es un componente importante de los gases volcánicos.[22] [23] Sin embargo, el dióxido de carbono también puede generarse por calentamiento de roca sólida cerca de la superficie por cuerpos de magma poco profundos, por descomposición térmica de materia orgánica o por reacciones de cuarzo u otrosminerales de sílice con minerales de carbonato . [24]

La precipitación puede verse favorecida por factores que conducen a una reducción de la pCO 2 , por ejemplo, el aumento de las interacciones aire-agua en las cascadas puede ser importante, [25] al igual que la fotosíntesis. [26]

En raras ocasiones, el travertino se puede formar a partir de agua altamente alcalina que contiene hidróxido de calcio disuelto ( Ca+
2
+ 2OH-
) producido durante la serpentinización de roca ultramáfica . Cuando esta agua alcalina llega a la superficie, absorbe dióxido de carbono del aire para precipitar el carbonato de calcio: [16]

Ca (OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O

Si bien el agua carbonatada por la actividad volcánica generalmente se asocia con fuentes termales, dicha agua ocasionalmente se enfría hasta casi la temperatura ambiente antes de emerger a la superficie. Del mismo modo, el agua carbonatada al pasar a través del suelo habrá circulado ocasionalmente a profundidades suficientes para que esté bastante caliente cuando vuelva a emerger en la superficie. No obstante, el agua carbonatada por la actividad volcánica tenderá a tener un mayor contenido de bicarbonato de calcio disuelto y, en general, estará más enriquecida en el isótopo 13 C más pesado . [27]

Tanto la calcita como el aragonito se encuentran en los travertinos de aguas termales; la aragonita se precipita preferentemente cuando las temperaturas son altas, mientras que la calcita predomina cuando las temperaturas son más frías. [28] [29] Cuando es puro y fino, el travertino es blanco, pero a menudo es de color marrón a amarillo debido a las impurezas.

Ocurrencia

El travertino se encuentra en cientos de lugares en todo el mundo. [30] Aquí solo se enumera una muestra de sucesos notables.

Formaciones escalonadas de terraza de travertino de Badab-e Surt . Este travertino debe sus terrazas de color rojo al carbonato de hierro .
Mausoleo sumergido en una piscina de travertino en las aguas termales de Hierápolis , Turquía

El travertino se encuentra en Tivoli, a 25 kilómetros (16 millas) al este de Roma, donde se ha extraído el travertino durante al menos dos mil años. [31] El travertino aquí se depositó en un cuerpo de 20 kilómetros cuadrados (7,7 millas cuadradas) de área y 60 metros (200 pies) de espesor a lo largo de una falla con dirección norte cerca del volcán inactivo Colli Albani. En este depósito de travertino también se encuentra la cantera de Guidonia. [32] El nombre antiguo de esta piedra era lapis tiburtinus , que significa piedra tibur , que gradualmente se corrompió a travertino (travertino). Estudios detallados de los depósitos de travertino de Tivoli y Guidonia revelaron bandas y láminas rítmicas diurnas y anuales, que tienen un uso potencial engeocronología . [33] Los depósitos de travertino se encuentran en aproximadamente otros 100 lugares en Italia, incluido Rapalino cerca de Pisa . El puerto de Paestum se construyó sobre una lámina de toba. [31]

Se pueden ver cascadas de lagos naturales formados detrás de las presas de travertino en Pamukkale , Turquía , que es Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO . Otros lugares con tales cascadas incluyen Huanglong en la provincia de Sichuan de China (otro sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO), Mammoth Hot Springs en los EE . UU. , Egerszalók en Hungría, Mahallat , Abbass Abad, Atash Kooh y Badab-e Surt en Irán , Band- i-Amir en Afganistán , Lagunas de Ruidera , España,Hierve el Agua , Oaxaca, México y Semuc Champey , Guatemala .

En el último óptimo paleoclimático posglacial de Europa Central ( período atlántico , 8000–5000 aC), se formaron enormes depósitos de toba a partir de manantiales kársticos . A menor escala, estos procesos kársticos siguen funcionando. [34] Se encuentran geotopos importantes en la Jura de Suabia , principalmente en los valles de la cresta noroeste más importante de la cuesta ; [35] [36] en muchos valles de la periferia erosionada del kárstico del Jura de Franconia ; y en las estribaciones de los Alpes del norte . [37] [38]

El travertino ha formado dieciséis enormes presas naturales en un valle de Croacia conocido como Parque Nacional de los Lagos de Plitvice . Aferrado al musgo y las rocas en el agua, el travertino se ha acumulado durante varios milenios para formar cascadas de hasta 70 m (230 pies) de altura. [39]

En los EE. UU., El lugar más conocido para la formación de travertino es el Parque Nacional Yellowstone , donde las áreas geotérmicas son ricas en depósitos de travertino. [40] Wyoming también tiene travertinos en Hot Springs State Park en Thermopolis . [41] Oklahoma tiene dos parques dedicados a esta maravilla natural. Turner Falls , la cascada más alta de Oklahoma, es una cascada de agua de manantial de 77 pies (23 m) que fluye sobre una cueva de travertino. Honey Creek alimenta esta cascada y crea millas de estantes de travertino tanto hacia arriba como hacia abajo. Muchas pequeñas cascadas río arriba en los densos bosques repiten el efecto de formación de travertino. [42] La ciudad de Davis ahora posee miles de acres de esta tierra y la ha convertido en una atracción turística. [43] Otro recurso de travertino se encuentra en Sulphur, Oklahoma , a 10 millas (16 km) al este de Turner Falls. Travertine Creek fluye a través de una reserva natural de agua de manantial dentro de los límites del Área Recreativa Nacional de Chickasaw . [44]

En Texas , la ciudad de Austin y sus alrededores "Hill Country" al sur está construida sobre piedra caliza. El área tiene muchas formaciones de travertino, como las que se encuentran en Gorman Falls dentro del Parque Estatal Colorado Bend . [45]

Hanging Lake en Glenwood Canyon en Colorado fue formado por presas de travertino a través de un arroyo alimentado por un manantial. [46] Los lechos de travertino en el área tienen hasta 40 pies (12 m) de espesor. [47] El parque estatal Rifle Falls en Colorado cuenta con una triple cascada sobre una presa de travertino. [48] [49]

Soda Dam, Jemez Mountains, Nuevo México

El sistema de aguas termales Soda Dam de las montañas Jemez de Nuevo México se ha investigado intensamente debido a su conexión con el sistema geotérmico de la caldera Valles . Aquí, el agua subterránea caliente de la caldera se ha movido a lo largo de la falla de Jemez y se ha mezclado con agua subterránea más fría antes de emerger a la superficie. La datación radiométrica de los travertinos muestra que la deposición comenzó casi inmediatamente después de la erupción de la caldera Valles, y que el área ahora está experimentando un nuevo episodio de deposición que comenzó hace 5000 años. [50] Una nueva especie del alga verde extremófilo Scenedesmus fue aislado por primera vez del travertino de Soda Dam. [51]

En Arizona , en el lado sur del Gran Cañón se encuentra la Reserva Havasupai . A través de él fluye Havasu Creek , que tiene extensos depósitos de travertino. [52] [53] Tres cascadas principales, Navajo Falls, Havasu Falls y Mooney Falls, están ubicadas aguas abajo de la ciudad de Supai. Existen numerosas cataratas más pequeñas formadas por presas de travertino. Estas características se encuentran a unas 2 millas (3,2 km) de Supai Village (en el suelo del cañón) y se puede acceder a ellas a pie o a caballo. [54]

En Islandia , el río Hvanná, ubicado en el flanco norte del Eyjafjallajökull , estaba fuertemente cargado de CO 2 después de las erupciones de 2010 . El travertino se precipitó a lo largo del río. [55]

En el noreste de Sulawesi, Indonesia se encuentra el Karst de Wawolesea . Una característica notable de esta área es un estanque a varios metros de la playa, formado por una fuente de agua caliente salada existente desde el período Neógeno . [56]

Usos

El travertino se utiliza a menudo como material de construcción . Los romanos extrajeron depósitos de travertino para construir templos, monumentos, [57] acueductos, [58] complejos de baños, [59] y anfiteatros como el Coliseo , [60] el edificio más grande del mundo construido principalmente de travertino. [61] En Italia, existen conocidas canteras de travertino en Tivoli y Guidonia Montecelio , donde se encuentran las canteras más importantes desde la época de la Antigua Roma. [62] Las canteras de Tivoli suministraron el travertino del que Gian Lorenzo Berninimaterial seleccionado para construir la famosa columnata de la plaza de San Pedro en Roma (colonnato di Piazza S. Pietro) en 1656-1667. [63] Miguel Ángel también eligió el travertino como material para las nervaduras externas de la cúpula de la Basílica de San Pedro . [64]

El travertino recuperó popularidad como material de construcción en la Edad Media. La ciudad de Bad Langensalza, en el centro de Alemania, tiene un casco antiguo medieval construido casi en su totalidad con travertino local. [ citación necesitada ] Los edificios del siglo XX que utilizan ampliamente el travertino incluyen la Basílica del Sacré-Cœur en París , el Centro Getty en Los Ángeles , California y Shell-Haus en Berlín . El travertino utilizado en las construcciones Getty Center y Shell-Haus fue importado de Tivoli y Guidonia. [sesenta y cinco]

El travertino es una de las varias piedras naturales que se utilizan para pavimentar patios y senderos de jardines. [66] A veces se lo conoce como piedra caliza travertina o mármol travertino; se trata de la misma piedra, aunque el travertino se clasifica propiamente como un tipo de piedra caliza, no como mármol . La piedra se caracteriza por tener hoyos y abrevaderos en su superficie. Aunque estas depresiones ocurren naturalmente, sugieren signos de un desgaste considerable con el paso del tiempo. También se puede pulir para obtener un acabado suave y brillante, y viene en una variedad de colores, desde el gris hasta el rojo coral. El travertino también está disponible en tamaños de baldosas para instalaciones en pisos. [67] [68]

El travertino es una de las piedras más utilizadas en la arquitectura moderna . Se usa comúnmente para pisos interiores de hogares / negocios, pisos de patios al aire libre, paredes y techos de spa, fachadas y revestimientos de paredes . Las paredes del vestíbulo de la modernista Willis Tower (1970) (antes Sears Tower) en Chicago están hechas de travertino. [69] El arquitecto Welton Becket incorporó con frecuencia el travertino en muchos de sus proyectos. [70] El Centro Médico Ronald Reagan UCLA está revestido con más de 3 millones de libras (alrededor de 1360 toneladas) de travertino Ambra Light de las canteras de Tivoli. [71] ArquitectoLudwig Mies van der Rohe usó travertino en varias de sus obras principales, incluido el Toronto-Dominion Centre , [72] SR Crown Hall , [73] la Casa Farnsworth [74] y el Pabellón de Barcelona . [75]

El Capitolio del Estado de Nuevo México tiene su rotonda terminada con travertino [76] extraído de un depósito al oeste de Belén, Nuevo México . La piedra de esta cantera también se utiliza en edificios de la Universidad de Nuevo México . [77] [78]

  • El castillo de Burghausen , el castillo más largo de Europa, tiene 1000 años y está construido principalmente con travertino.

  • Travertino en una pared de 400 años

  • Vasijas de travertino encontradas en la cueva El Tapesco del Diablo en Ocozocoautla , Chiapas , México (600-900 d.C.)

Suministro

Hasta la década de 1980, Italia tenía casi el monopolio del mercado mundial de travertino; ahora se extraen suministros importantes en Turquía, México, China, Perú y España. Las importaciones estadounidenses de travertino en 2019 fueron de 17.808 toneladas métricas, de las cuales 12.804 fueron de Turquía. [79]

Ver también

  • Alabastro  : minerales de calcio suaves, translúcidos y de color claro, típicamente yeso. Vea la variedad llamada "mármol de ónix", en realidad un travertino.
  • Sinterizado calcáreo  : depósito de carbonato de calcio de agua dulce
  • Calthemita  : depósito secundario de carbonato de calcio que crece debajo de estructuras artificiales.
  • Topografía kárstica  : topografía de rocas solubles disueltas
  • Lista de tipos de piedra  caliza: depósitos de piedra caliza enumerados por ubicación

Referencias

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Fuentes

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Enlaces externos

  • Estudio de travertino de Nuevo México
  • Minerals.net Aragonito
  • Travertino Preguntas frecuentes
  • Preguntas frecuentes sobre travertino