travertino -Travertine

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 para escala)

El travertino ( / t r æ v ər ˌ t n / TRAV -ər-teen ) es una forma de piedra caliza terrestre depositada alrededor de manantiales minerales , especialmente aguas termales . A menudo tiene una apariencia fibrosa o concéntrica y existe en variedades de color blanco, tostado, crema e incluso herrumbroso. Se forma por un proceso de precipitación rápida de carbonato de calcio , a menudo en la desembocadura de una fuente termal o en una cueva de piedra caliza. En este último se pueden formar estalactitas , estalagmitas y otrasespeleotemas _ Se utiliza con frecuencia en Italia y en otros lugares como material de construcción .

Depósitos similares (pero más blandos y extremadamente porosos) formados a partir de 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, generalmente en manantiales, ríos y lagos; es decir, de aguas superficiales y subterráneas. En el sentido más amplio, el travertino incluye depósitos en aguas termales y frías, incluida la roca porosa y esponjosa conocida como toba , y también las características de cuevas conocidas como espeleotemas (que incluyen estalactitas y estalagmitas ). Calcrete , que son minerales de calcio depositados como un horizonte en el perfil del suelo , no se considera una forma de travertino.

El travertino a menudo se define en un sentido más estricto como roca densa, a veces masiva pero más comúnmente en bandas o con una estructura interna fibrosa, depositada en aguas termales. En este sentido más estricto, el travertino es distinto de los espeleotemas y la toba. El travertino a veces también se define por su modo de origen, como roca formada por la precipitación inorgánica de minerales de carbonato de calcio en una superficie luego 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.

Los travertinos frescos varían ampliamente en su porosidad, desde alrededor del 10% al 70%. Los antiguos pueden tener porosidades tan bajas como el 2 % debido a la cristalización de la calcita secundaria en los espacios porosos originales, mientras que parte del travertino de aragonito fresco en Mammoth Hot Springs tiene una porosidad superior al 80 %. Una porosidad de alrededor del 50 % es típica para el travertino de primavera fría, mientras que los travertinos de primavera caliente tienen una porosidad media de alrededor del 26 %. Los espeleotemas tienen porosidades bajas de menos del 15%.

Accidentes geográficos

El travertino forma accidentes geográficos característicos:

  • Los montículos de manantial son cúpulas de travertino que varían en altura desde menos de un metro hasta más de 100 metros (330 pies) que rodean un orificio de manantial. Debido a que el orificio del manantial está por encima del nivel del suelo, la formación de montículos terrestres requiere un manantial artesiano o un géiser. Los montículos de travertino también se encuentran bajo el agua, a menudo en lagos salinos.
  • Las crestas de fisura se forman a partir de la descarga de manantiales a lo largo de juntas o fallas. Estos pueden tener más de 15 metros (49 pies) de altura y 0,5 kilómetros (0,31 millas) de largo. Estos generalmente muestran signos de ensanchamiento progresivo de la fisura, compensados ​​por la deposición de travertino en la pared de la fisura.
  • Los depósitos en cascada están formados por una serie de saltos de agua.
  • Los depósitos de presas son similares a las cascadas, pero tienen una acumulación vertical localizada de travertino que crea un estanque o lago detrás de la acumulación de travertino.
  • El travertino forma varios tipos de depósitos fluviales y lacustres.
  • Los depósitos paludales ( pantanos ) son acumulaciones poco profundas en áreas mal drenadas.
  • Los espeleotemas son las "formaciones" características de las cuevas.

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).

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 contiene carbonato de calcio ( CaCO 3 ). El dióxido de carbono disuelto actúa como un ácido débil, el ácido carbónico , que disuelve parte de la piedra caliza como bicarbonato de calcio soluble ( Ca+2+ 2HCO3):

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2 + + 2HCO3

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 a carbonato de calcio, agua y dióxido de carbono. Siempre que 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 con la precipitación del carbonato de calcio.

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

Ca2 + + 2HCO3 CaCO3 + H2O + CO2

El carbonato de calcio precipita con mayor facilidad sobre las superficies sólidas bañadas por el agua subterránea, y eventualmente acumula depósitos gruesos de travertino. Debido al papel del CO 2 en la disolución y el transporte del carbonato de calcio, a veces se lo describe como el CO 2 portador o simplemente como el portador.

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. Este CO 2 se describe como portador meteórico y el travertino formado por este mecanismo como travertino meteógeno . Este es el mecanismo principal para la formación de espeleotemas. El agua subterránea con una mayor concentración de CO 2 absorbido del suelo se infiltra debajo de la piedra caliza, disolviendo parte de la piedra caliza. Cuando esta agua subterránea luego emerge a una cueva con una concentración más baja de CO 2 , parte del CO 2 se escapa, lo que permite que el carbonato de calcio se precipite y acumule estalactitas, estalagmitas y otros espeleotermas.

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, pierde rápidamente 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 . Esto puede formar espectaculares depósitos de travertino, como los de Pamukkale o Mammoth Hot Springs . El dióxido de carbono puede provenir de fuentes en las profundidades de la Tierra, como el metamorfismo de rocas profundamente enterradas. El dióxido de carbono es transportado a la superficie por el magma y es un componente principal de los gases volcánicos. El dióxido de carbono también puede ser generado por cuerpos de magma que calientan roca sólida cerca de la superficie, por descomposición térmica de materia orgánica o por reacciones de cuarzo u otros minerales de sílice con minerales de carbonato .

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, al igual que la fotosíntesis.

En raras ocasiones, el travertino puede formarse 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 el dióxido de carbono del aire para precipitar el carbonato de calcio:

Ca 2+ + 2OH + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O

Si bien el agua carbonatada por la actividad volcánica generalmente se asocia con aguas termales, dicha agua ocasionalmente se enfría hasta casi la temperatura ambiente antes de emerger a la superficie. Asimismo, el agua carbonatada por el paso a través del suelo habrá circulado ocasionalmente a profundidades suficientes para que esté bastante caliente cuando vuelva a emerger a 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 13C más pesado .

Los dos principales minerales de carbonato de calcio, calcita y aragonito , se encuentran en los travertinos de aguas termales; la aragonita se precipita preferentemente cuando las temperaturas son altas, mientras que la calcita domina cuando las temperaturas son más bajas. 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 alrededor del mundo. Aquí solo se enumeran una muestra de sucesos notables.

Terrazas escalonadas 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 travertino durante al menos dos mil años. 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 de tendencia norte cerca del volcán inactivo Colli Albani. En este yacimiento de travertino también se encuentra la cantera de Guidonia. El nombre antiguo de esta piedra era lapis tiburtinus , que significa piedra tibur , que se corrompió gradualmente a travertino (travertino). Los estudios detallados de los depósitos de travertino de Tivoli y Guidonia revelaron bandas y láminas rítmicas diurnas y anuales, que tienen un uso potencial en geocronología . Los depósitos de travertino se encuentran en otros 100 lugares de Italia, incluido Rapalino, cerca de Pisa . El puerto de Paestum fue construido sobre una lámina de toba.

Las cascadas de lagos naturales formados detrás de las represas de travertino se pueden ver en Pamukkale , Turquía , que es Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO . Otros lugares con tales cascadas incluyen Huanglong en la provincia china de Sichuan ( otro sitio declarado Patrimonio de la Humanidad por 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 a. C.), se formaron enormes depósitos de toba a partir de manantiales kársticos . A menor escala, estos procesos kársticos siguen funcionando. Los geotopos importantes se encuentran en el Jura de Suabia , principalmente en los valles en el canto más al noroeste de la cuesta ; en muchos valles de la periferia erosionada del Jura kárstico de Franconia ; y en las estribaciones alpinas del norte .

El travertino ha formado dieciséis enormes presas naturales en un valle de Croacia conocido como Parque Nacional de los Lagos de Plitvice . Aferrándose 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.

En los EE. UU., el lugar más conocido para la formación de travertino es el Parque Nacional de Yellowstone , donde las áreas geotérmicas son ricas en depósitos de travertino. Wyoming también tiene travertinos en el Parque Estatal Hot Springs en Thermopolis . 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 plataformas de travertino tanto río arriba como río abajo. Muchas pequeñas cascadas río arriba en los densos bosques repiten el efecto de formación de travertino. La ciudad de Davis ahora posee miles de acres de esta tierra y la ha convertido en una atracción turística. Otro recurso de travertino se encuentra en Sulphur, Oklahoma , 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 Chickasaw .

En Texas , la ciudad de Austin y el "Hill Country" que la rodea al sur están construidos sobre piedra caliza. El área tiene muchas formaciones de travertino, como las que se encuentran en Gorman Falls dentro del Parque Estatal Colorado Bend .

Hanging Lake en Glenwood Canyon en Colorado fue formado por presas de travertino a lo largo de un arroyo alimentado por un manantial. Los lechos de travertino en el área tienen un espesor de hasta 40 pies (12 m). El Parque Estatal Rifle Falls en Colorado presenta una cascada triple sobre una presa de travertino.

Presa de soda, Montañas Jemez, Nuevo México

El sistema de aguas termales de la Presa Soda de las Montañas Jemez de Nuevo México ha sido intensamente investigado 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 de Valles, y que el área ahora está experimentando un nuevo episodio de deposición que comenzó hace 5000 años. Una nueva especie del alga verde extremófila Scenedesmus fue aislada por primera vez del travertino de Soda Dam.

En Arizona , en el lado sur del Gran Cañón se encuentra la Reserva Havasupai . Fluyendo a través de él está Havasu Creek , que tiene extensos depósitos de travertino. Tres cascadas principales, Navajo Falls, Havasu Falls y Mooney Falls, están ubicadas aguas abajo de la ciudad de Supai. Hay 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.

En Islandia , el río Hvanná, ubicado en el flanco norte del Eyjafjallajökull , estaba muy cargado de CO 2 después de las erupciones de 2010 . Travertino precipitado a lo largo del río.

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

Usos

Sacré-Cœur, París , (1875-1914)

El travertino se utiliza a menudo como material de construcción . Por lo general, carece de planos de debilidad y su alta porosidad lo hace liviano para su resistencia, le otorga buenas propiedades de aislamiento térmico y acústico y lo hace relativamente fácil de trabajar. El travertino denso es una excelente piedra decorativa cuando se pule.

Los romanos extrajeron depósitos de travertino para construir templos, monumentos, acueductos, complejos de baños y anfiteatros como el Coliseo , el edificio más grande del mundo construido principalmente con travertino. En Italia, existen canteras de travertino muy conocidas en Tivoli y Guidonia Montecelio , donde se encuentran las canteras más importantes desde la época de los antiguos romanos. Las canteras de Tivoli suministraron el travertino del que Gian Lorenzo Bernini seleccionó el material para construir la famosa Columnata de la Plaza de San Pedro en Roma (colonnato di Piazza S. Pietro) en 1656-1667. Miguel Ángel también eligió el travertino como material para las nervaduras externas de la cúpula de la Basílica de San Pedro . El travertino de Trivoli se utilizó en la escultura de la mayor parte de la Fontana de Trevi en Roma durante el período barroco .

El travertino recuperó su 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. Los edificios del siglo XX que utilizan mucho 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 del Getty Center y Shell-Haus fue importado de Tivoli y Guidonia.

El travertino es una de varias piedras naturales que se utilizan para pavimentar patios y caminos de jardín. A veces se le conoce como piedra caliza travertina o mármol travertino; estas son la misma piedra, aunque el travertino se clasifica correctamente como un tipo de piedra caliza, no de mármol . La piedra se caracteriza por agujeros y depresiones en su superficie. Aunque estos canales ocurren naturalmente, sugieren signos de desgaste considerable con el tiempo. También se puede pulir hasta obtener un acabado suave y brillante, y viene en una variedad de colores, desde gris hasta rojo coral. El travertino también está disponible en tamaños de baldosas para instalaciones en pisos.

El travertino es una de las piedras más utilizadas en la arquitectura moderna . Se usa comúnmente para pisos interiores de casas/negocios, pisos para patios exteriores, paredes y techos de spas, fachadas y revestimientos de paredes . Las paredes del vestíbulo de la modernista Willis Tower (1970) (antes Torre Sears) en Chicago están hechas de travertino. El arquitecto Welton Becket incorporó con frecuencia el travertino en muchos de sus proyectos. 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. El arquitecto Ludwig Mies van der Rohe utilizó travertino en varias de sus principales obras, incluido el Toronto-Dominion Centre , el SR Crown Hall , la Casa Farnsworth y el Pabellón de Barcelona .

El capitolio del estado de Nuevo México tiene su rotonda terminada con travertino extraído de un depósito al oeste de Belén, Nuevo México . La piedra de esta cantera también se usa en los edificios de la Universidad de Nuevo México .

Suministro

Hasta la década de 1980, Italia tenía casi el monopolio del mercado mundial de travertino; ahora se extraen suministros significativos 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 procedían de Turquía.

Ver también

  • Alabastro  : minerales de calcio blandos, translúcidos y de colores claros, generalmente yeso; vea la variedad llamada "mármol de ónix", en realidad un travertino
  • Sínter calcáreo  : un depósito de carbonato de calcio de agua dulce
  • Calthemite  - Depósito de carbonato de calcio secundario que crece bajo estructuras hechas por el hombre
  • Topografía kárstica  : topografía de rocas solubles disueltas
  • Lista de tipos de piedra  caliza: depósitos de piedra caliza enumerados por ubicación

Referencias

Fuentes

enlaces externos