Aguas Termales en Jalisco
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Manifestaciones termales superficiales: manantiales, géiseres, fumarolas, pozas de lodo, terrazas de sílice, pozas calientes, suelos vaporizantes, etcétera.
En este capítulo se describirán cada una de las manifestaciones ya mencionadas y se verá su importancia en cuanto a descarga de energía se refiere. Puesto que éstas se encuentran relacionadas con sistemas geotérmicos a profundidad, también se hablara de ellos.
1.3.1 MANANTIALES TERMALES
Manantial termal es aquel que descarga agua a una temperatura por lo menos 5°C más alta que la temperatura media anual del lugar.
Los manantiales termales son las manifestaciones superficiales más difundidas en todo el mundo, presentan también una gran variedad tanto en temperatura como en composición química. Dependiendo del tipo de agua que descargan se les denomina como ácidos, alcalinos o neutrales si su pH es menor, mayor o igual a 7 respectivamente.
Se puede encontrar un paralelismo entre un volcán y un manantial termal, ambos arrojan fluidos calientes a la superficie (magma y agua respectivamente) y se pueden clasificar de acuerdo a su composición química.
A los manantiales termales también se les denomina como bicarbonatados, sulfatados o clorurados si en la composición del agua predominan los bicarbonatos, los sulfatos o los cloruros. Muchas de las aguas minerales que se utilizan para consumo humano son de tipo sódico o cálcico-carbonatado ya que el compuesto que predomina es el bicarbonato de sodio o de calcio.
Los análisis químicos de las aguas de manantiales termales revelan que éstas poseen una gran cantidad de compuestos, los cuales van siendo disueltos por el agua en su paso por las capas de rocas. Al pasar por rocas que se encuentran a temperaturas elevadas, las aguas subterráneas se van a calentar, sirviendo de esta forma como un medio para el transporte del calor de profundidades someras a la superficie.
Al aumentar su temperatura, el agua aumenta su capacidad de disolver algunos minerales como el cuarzo (Si02), al mismo tiempo que disuelve menos algunos minerales como la calcita (CaCO3). Así es posible inferir la temperatura del agua a profundidad simplemente sabiendo la concentración de diferentes compuestos. Si el sílice es abundante, entonces la temperatura a la que estuvieron en contacto las rocas y el agua debió haber sido alta; en cambio si los carbonatos tienen concentraciones altas, la temperatura necesariamente habrá sido baja.
Pilas de agua termal a 90’C en San Juan Cósala
La forma como alcanzan las aguas termales la superficie también es un factor importante que influye en su composición. Cuando el agua tiene temperaturas elevadas a profundidad, algunas veces alcanza el punto de ebullición antes de llegar a la superficie, entonces el que asciende es solamente el vapor que se desprende y que es muy rico en gases como bióxido de carbono y ácido sulfhídrico. Estos gases se oxidan al mezclarse con aguas subterráneas frías dando origen a manantiales ácidos. Las aguas ácidas tienen un gran poder corrosivo y van disolviendo la roca circundante, por lo que los manantiales ácidos en general presentan un aspecto lodoso, mientras que los manantiales neutros o alcalinos son caracterizados por la descarga de aguas relativamente claras.
Composición típica de algunos manantiales termales (mg/l)
A diferencia de otras manifestaciones, los manantiales termales no necesariamente se encuentran relacionados con zonas de vulcanismo reciente (aunque la mayoría de los manantiales de alta temperatura si lo está). Debido al aumento de la temperatura hacia el interior de la Tierra, a una profundidad de 3 km se encontrarán temperaturas de más de 100°C y por lo tanto el agua que circule a grandes profundidades sufrirá un aumento en su temperatura, de tal forma que al alcanzar la superficie lo hará en forma de un manantial termal.
1.3.2 GÉISERES Y FUMAROLAS
Los géiseres son de las manifestaciones superficiales más espectaculares, pero desafortunadamente no son muy numerosas: existen sólo cerca de 400 géiseres en todo el mundo. Esto se explica porque para que existan se deben conjuntar diversos factores. Esencialmente, un géiser es un manantial termal que periódicamente se vuelve inestable hidrodinámica y termodinámicamente.
Un géiser requiere una fuente de calor, agua y un canal permeable que la lleve a la superficie después de ser calentada,un lugar donde el agua se caliente mientras alcanza la temperatura necesaria para provocar la inestabilidad; una abertura del tamaño óptimo, a través de la cual se lance el agua, y canales subterráneos para traer agua de recarga después de cada erupción.
Como se puede ver, tener esta combinación no es fácil. Un géiser hará erupción cuando una parte del agua que tiene almacenada sea sobrecalentada y ocurra una generación de vapor relativamente cerca de la abertura superficial.
Erupción de un geiser, ubicado en Michoacán
Es importante hacer notar que la transformación de un gramo de agua a vapor puede liberar tanta energía como la detonación de un gramo de explosivos.
Cuando la descarga de agua, vapor y gases es constante y no intermitente, lo que se tiene es una fumarola. Algunas veces estas fumarolas presentan alrededor depósitos importantes de azufre y en este caso su nombre cambia a solfataras y cuando la fumarola es más bien rica en ácido bórico, se le llama sofioni.
1.3.3 Pozas de lodo, las pozas calientes, y los suelos vaporizantes.
Las pozas de lodo son básicamente manantiales termales pero con muy poca agua. En general se forman por descargas de vapor de agua caliente que se encuentra a profundidad. Este vapor es rico en ácido sulfhídrico, que va a disolver las rocas circundantes transformándolas principalmente en arcillas, ópalo y cuarzo. Estos materiales y el agua del vapor que se condensa forman el lodo, cuya viscosidad dependerá de la cantidad de agua disponible y frecuentemente se puede observar una variación estacional.
El color del lodo también es variable y puede ser gris, negro, blanco y en algunos casos rojo o rosado debido a la presencia de óxidos de fierro. La coloración del lodo depende principalmente de la cantidad de azufre, ya que si éste se encuentra en grandes cantidades, va a transformar los óxidos de fierro en pirita, que es un mineral de color gris. Cuando el lodo es muy viscoso, el material que es arrojado hacia arriba se puede ir apilando hasta formar un volcán de lodo. Las pozas de lodo tienen generalmente temperaturas menores al punto de ebullición del agua y el burbujeo que se observa en algunos de ellos se debe sobre todo al desprendimiento de gases, principalmente bióxido de carbono.
Las pozas calientes se forman por la acumulación del agua que arrojan uno o varios manantiales termales y se necesita que las condiciones topográficas del terreno sean favorables, esto es, que exista una depresión en el lugar de los manantiales donde el agua de éstos sea contenida como en una alberca. En algunos lugares es frecuente encontrar este tipo de depresiones relacionadas con manantiales, ya que suelen formarse como resultado de explosiones de origen hidrotermal en los canales que los alimentan.
El mecanismo de estas explosiones es el mismo que ya se mencionó para explicar las erupciones de los géiseres: una inestabilidad provocada por el sobrecalentamiento del líquido, que transforma una parte de éste en vapor con la consiguiente liberación de una gran cantidad de energía. Las características químicas de las pozas calientes serán las mismas que las de los manantiales que las alimenten, por lo que se pueden tener pozas ácidas, alcalinas o neutras y el rango de temperaturas que presentan es igualmente amplio.
Los suelos vaporizantes se forman por la acción del vapor que se desprende de un yacimiento en el que los fluidos alcanzan el punto de ebullición a profundidad.
Las características químicas del vapor hacen que los fluidos que saturan el suelo sean más bien ácidos y por lo tanto tienden a alterar sus componentes a arcillas, que son minerales de grano muy fino y con muy poca resistencia; debido a esto y a las temperaturas que se alcanzan por estar saturados por vapor, al caminar sobre este tipo de manifestaciones se debe ser muy cuidadoso, ya que el peso de una persona fácilmente puede provocar hundimientos del suelo y a unos cuantos centímetros de la superficie se pueden alcanzar temperaturas cercanas al punto de ebullición.
Los suelos vaporizantes son una de las manifestaciones superficiales más peligrosas, ya que por su aspecto es difícil alcanzar a comprender el daño que pueden causar. Por esta razón es recomendable no recorrer zonas geotérmicas sin contar con un guía que conozca la distribución de las manifestaciones termales y su peligrosidad.
1.3.5 Manifestaciones termales en el fondo oceánico
Es importante hacer notar que éstas se han observado también en el fondo oceánico a varios miles de metros de profundidad, dando origen a un entorno ecológico peculiar. En las zonas de dispersión de la corteza oceánica (por ejemplo en el Golfo de California), se ha observado actividad magmática en forma de extrusiones e intrusiones de material ígneo que calientan el fondo marino. Una vez calentada y mezclada con vapores magmáticos, el agua asciende a través de los sedimentos poco consolidados del fondo y es arrojada en forma de manantiales termales que llegan a alcanzar temperaturas de más de 300°C. Por supuesto que al entrar en contacto con el agua fría del fondo a aproximadamente 0°C, el agua termal se va a enfriar depositando las sales minerales que lleva en solución y formando así las chimeneas. Además, esta agua caliente va a formar un halo de temperaturas más favorables para los seres vivos del fondo.
En este capítulo se describirán cada una de las manifestaciones ya mencionadas y se verá su importancia en cuanto a descarga de energía se refiere. Puesto que éstas se encuentran relacionadas con sistemas geotérmicos a profundidad, también se hablara de ellos.
1.3.1 MANANTIALES TERMALES
Manantial termal es aquel que descarga agua a una temperatura por lo menos 5°C más alta que la temperatura media anual del lugar.
Los manantiales termales son las manifestaciones superficiales más difundidas en todo el mundo, presentan también una gran variedad tanto en temperatura como en composición química. Dependiendo del tipo de agua que descargan se les denomina como ácidos, alcalinos o neutrales si su pH es menor, mayor o igual a 7 respectivamente.
Se puede encontrar un paralelismo entre un volcán y un manantial termal, ambos arrojan fluidos calientes a la superficie (magma y agua respectivamente) y se pueden clasificar de acuerdo a su composición química.
A los manantiales termales también se les denomina como bicarbonatados, sulfatados o clorurados si en la composición del agua predominan los bicarbonatos, los sulfatos o los cloruros. Muchas de las aguas minerales que se utilizan para consumo humano son de tipo sódico o cálcico-carbonatado ya que el compuesto que predomina es el bicarbonato de sodio o de calcio.
Los análisis químicos de las aguas de manantiales termales revelan que éstas poseen una gran cantidad de compuestos, los cuales van siendo disueltos por el agua en su paso por las capas de rocas. Al pasar por rocas que se encuentran a temperaturas elevadas, las aguas subterráneas se van a calentar, sirviendo de esta forma como un medio para el transporte del calor de profundidades someras a la superficie.
Al aumentar su temperatura, el agua aumenta su capacidad de disolver algunos minerales como el cuarzo (Si02), al mismo tiempo que disuelve menos algunos minerales como la calcita (CaCO3). Así es posible inferir la temperatura del agua a profundidad simplemente sabiendo la concentración de diferentes compuestos. Si el sílice es abundante, entonces la temperatura a la que estuvieron en contacto las rocas y el agua debió haber sido alta; en cambio si los carbonatos tienen concentraciones altas, la temperatura necesariamente habrá sido baja.
Pilas de agua termal a 90’C en San Juan Cósala
La forma como alcanzan las aguas termales la superficie también es un factor importante que influye en su composición. Cuando el agua tiene temperaturas elevadas a profundidad, algunas veces alcanza el punto de ebullición antes de llegar a la superficie, entonces el que asciende es solamente el vapor que se desprende y que es muy rico en gases como bióxido de carbono y ácido sulfhídrico. Estos gases se oxidan al mezclarse con aguas subterráneas frías dando origen a manantiales ácidos. Las aguas ácidas tienen un gran poder corrosivo y van disolviendo la roca circundante, por lo que los manantiales ácidos en general presentan un aspecto lodoso, mientras que los manantiales neutros o alcalinos son caracterizados por la descarga de aguas relativamente claras.
| Manantial | Estado | T(ºC) | NA | K | Ca | Mg | SiO2 | Cl | SO4 | HCO3 |
| Ojo caliente | Ags. | 39 | 136 | 11 | 66 | 8 | 52 | 21 | 85 | 414 |
| Tolimán | Chis. | 72 | 2285 | 373 | 28 | 61 | 246 | 3794 | 653 | 1575 |
| Ixtapan de la sal | Méx. | 38 | 1610 | 114 | 161 | 53 | 39 | 2128 | 43 | 1546 |
| Ajacuba | Hgo. | 45 | 375 | 48 | 148 | 72 | 39 | 2128 | 43 | 1546 |
| Agua hedionda | Mor. | 26 | 128 | 12 | 212 | 93 | 75 | 10 | 726 | 563 |
| El molote | Nay. | 90 | 83 | 3 | 2 | 0.08 | 91 | 43 | 35 | 62 |
| San Lorenzo | Pue. | 26 | 165 | 14 | 15 | 26 | 58 | 150 | 108 | 312 |
| El gorrón | S.L.P. | 41 | 71 | 2 | 27 | 0.07 | 81 | 10 | 15 | 222 |
| Puruándiro | Mich. | 81 | 328 | 9 | 26 | 1.2 | 74 | 292 | 64 | 282 |
| Hervores de la vega | Jal. | 94 | 629 | 56 | 59 | 1.3 | 147 | 609 | 485 | 189 |
A diferencia de otras manifestaciones, los manantiales termales no necesariamente se encuentran relacionados con zonas de vulcanismo reciente (aunque la mayoría de los manantiales de alta temperatura si lo está). Debido al aumento de la temperatura hacia el interior de la Tierra, a una profundidad de 3 km se encontrarán temperaturas de más de 100°C y por lo tanto el agua que circule a grandes profundidades sufrirá un aumento en su temperatura, de tal forma que al alcanzar la superficie lo hará en forma de un manantial termal.
1.3.2 GÉISERES Y FUMAROLAS
Los géiseres son de las manifestaciones superficiales más espectaculares, pero desafortunadamente no son muy numerosas: existen sólo cerca de 400 géiseres en todo el mundo. Esto se explica porque para que existan se deben conjuntar diversos factores. Esencialmente, un géiser es un manantial termal que periódicamente se vuelve inestable hidrodinámica y termodinámicamente.
Un géiser requiere una fuente de calor, agua y un canal permeable que la lleve a la superficie después de ser calentada,un lugar donde el agua se caliente mientras alcanza la temperatura necesaria para provocar la inestabilidad; una abertura del tamaño óptimo, a través de la cual se lance el agua, y canales subterráneos para traer agua de recarga después de cada erupción.
Como se puede ver, tener esta combinación no es fácil. Un géiser hará erupción cuando una parte del agua que tiene almacenada sea sobrecalentada y ocurra una generación de vapor relativamente cerca de la abertura superficial.
Erupción de un geiser, ubicado en Michoacán
Es importante hacer notar que la transformación de un gramo de agua a vapor puede liberar tanta energía como la detonación de un gramo de explosivos.
Cuando la descarga de agua, vapor y gases es constante y no intermitente, lo que se tiene es una fumarola. Algunas veces estas fumarolas presentan alrededor depósitos importantes de azufre y en este caso su nombre cambia a solfataras y cuando la fumarola es más bien rica en ácido bórico, se le llama sofioni.
1.3.3 Pozas de lodo, las pozas calientes, y los suelos vaporizantes.
Las pozas de lodo son básicamente manantiales termales pero con muy poca agua. En general se forman por descargas de vapor de agua caliente que se encuentra a profundidad. Este vapor es rico en ácido sulfhídrico, que va a disolver las rocas circundantes transformándolas principalmente en arcillas, ópalo y cuarzo. Estos materiales y el agua del vapor que se condensa forman el lodo, cuya viscosidad dependerá de la cantidad de agua disponible y frecuentemente se puede observar una variación estacional.
El color del lodo también es variable y puede ser gris, negro, blanco y en algunos casos rojo o rosado debido a la presencia de óxidos de fierro. La coloración del lodo depende principalmente de la cantidad de azufre, ya que si éste se encuentra en grandes cantidades, va a transformar los óxidos de fierro en pirita, que es un mineral de color gris. Cuando el lodo es muy viscoso, el material que es arrojado hacia arriba se puede ir apilando hasta formar un volcán de lodo. Las pozas de lodo tienen generalmente temperaturas menores al punto de ebullición del agua y el burbujeo que se observa en algunos de ellos se debe sobre todo al desprendimiento de gases, principalmente bióxido de carbono.
Las pozas calientes se forman por la acumulación del agua que arrojan uno o varios manantiales termales y se necesita que las condiciones topográficas del terreno sean favorables, esto es, que exista una depresión en el lugar de los manantiales donde el agua de éstos sea contenida como en una alberca. En algunos lugares es frecuente encontrar este tipo de depresiones relacionadas con manantiales, ya que suelen formarse como resultado de explosiones de origen hidrotermal en los canales que los alimentan.
El mecanismo de estas explosiones es el mismo que ya se mencionó para explicar las erupciones de los géiseres: una inestabilidad provocada por el sobrecalentamiento del líquido, que transforma una parte de éste en vapor con la consiguiente liberación de una gran cantidad de energía. Las características químicas de las pozas calientes serán las mismas que las de los manantiales que las alimenten, por lo que se pueden tener pozas ácidas, alcalinas o neutras y el rango de temperaturas que presentan es igualmente amplio.
Los suelos vaporizantes se forman por la acción del vapor que se desprende de un yacimiento en el que los fluidos alcanzan el punto de ebullición a profundidad.
Las características químicas del vapor hacen que los fluidos que saturan el suelo sean más bien ácidos y por lo tanto tienden a alterar sus componentes a arcillas, que son minerales de grano muy fino y con muy poca resistencia; debido a esto y a las temperaturas que se alcanzan por estar saturados por vapor, al caminar sobre este tipo de manifestaciones se debe ser muy cuidadoso, ya que el peso de una persona fácilmente puede provocar hundimientos del suelo y a unos cuantos centímetros de la superficie se pueden alcanzar temperaturas cercanas al punto de ebullición.
Los suelos vaporizantes son una de las manifestaciones superficiales más peligrosas, ya que por su aspecto es difícil alcanzar a comprender el daño que pueden causar. Por esta razón es recomendable no recorrer zonas geotérmicas sin contar con un guía que conozca la distribución de las manifestaciones termales y su peligrosidad.
1.3.5 Manifestaciones termales en el fondo oceánico
Es importante hacer notar que éstas se han observado también en el fondo oceánico a varios miles de metros de profundidad, dando origen a un entorno ecológico peculiar. En las zonas de dispersión de la corteza oceánica (por ejemplo en el Golfo de California), se ha observado actividad magmática en forma de extrusiones e intrusiones de material ígneo que calientan el fondo marino. Una vez calentada y mezclada con vapores magmáticos, el agua asciende a través de los sedimentos poco consolidados del fondo y es arrojada en forma de manantiales termales que llegan a alcanzar temperaturas de más de 300°C. Por supuesto que al entrar en contacto con el agua fría del fondo a aproximadamente 0°C, el agua termal se va a enfriar depositando las sales minerales que lleva en solución y formando así las chimeneas. Además, esta agua caliente va a formar un halo de temperaturas más favorables para los seres vivos del fondo.
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