El flujo de fluidos controla la transferencia de calor en los sistemas volcánicos
Un nuevo estudio realizado por geólogos de la Universidad de Liverpool ha descubierto los secretos de una de las características geológicas más impresionantes del planeta: basaltos columnares, como los de la Calzada del Gigante (Giant's Causeway) en Irlanda del Norte.
La Calzada del Gigante es un área de 40.000 columnas geométricas de basalto entrelazadas que se crearon después de una erupción volcánica hace unos 60 millones de años, durante un período llamado Terciario. Las columnas resultantes tienen formas regulares y hexagonales, que han inspirado mitos, leyendas y, más recientemente, a geólogos.
Cuando una espesa lava fluye y comienza a solidificarse y enfriarse, se comprime y comienza a fracturarse. Si se enfría muy rápido, las fuerzas de compresión que actúan sobre la lava son muy fuertes y pueden crear un sistema de fracturas regular y celular. Estas fracturas a menudo crean estructuras hexagonales, aunque también se pueden crear formas con un número diferente de lados. Si las condiciones son correctas, las columnas resultantes tienen suaves formas geométricas.
Los investigadores han sabido acerca de este proceso durante bastante tiempo, pero la temperatura a la que se lleva a cabo era todavía un signo de interrogación. Ahora, investigadores de la Universidad de Liverpool han diseñado un nuevo tipo de experimento para mostrar cómo a medida que el magma se enfría, se contrae y acumula estrés, se agrieta.
Recrearon la formación de basaltos columnares, encontrando que se fracturan cuando se enfrían de alrededor de 90 a 140˚C por debajo de la temperatura a la que el magma se cristaliza en roca, que es de aproximadamente 980˚C para los basaltos. Esto significa que basaltos como los que se encuentran en la Calzada del Gigante se formaron a temperaturas de alrededor de 840-890˚C.
Yan Lavallée, profesor de vulcanología, quien dirigió la investigación, explica:
"La temperatura a la que se enfría el magma para formar estas uniones columnares es una pregunta que ha fascinado al mundo de la geología durante mucho tiempo. Hemos estado queriendo saber si la temperatura de la lava que causa las fracturas era ardiente, caliente o fría".
"He pasado más de una década reflexionando sobre cómo abordar esta cuestión y construir el experimento correcto para encontrar la respuesta a esta pregunta. Ahora, con este estudio, hemos encontrado que la respuesta es positiva, pero después de que se solidificó".
Comprender las limitaciones térmicas de este proceso no solo es importante para resolver un misterio geológico, también podría ser útil para el aprovechamiento de la energía geotérmica: el punto en el que el magma comienza a fracturarse es también el punto en el que inicia la circulación del fluido en la red de fracturas.
"El flujo de fluidos controla la transferencia de calor en los sistemas volcánicos, que pueden aprovecharse para la producción de energía geotérmica. Por lo tanto, los hallazgos tienen enormes aplicaciones tanto para la vulcanología como para la investigación geotérmica", dice la Dra. Jackie Kendrick, investigadora postdoctoral en el grupo.
Artículo científico: Disclosing the temperature of columnar jointing in lavas
