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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

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Géiseres, fumarolas y fuentes termales: cuando la tierra hierve bajo el suelo

* Por Mar Gulis (CSIC)

Se cree que Geysir, el primer géiser conocido del mundo y que da nombre a este fenómeno, situado en el valle de Haukadalur, al norte del lago Laugarvatn (Sur de Islandia), ha ejercido su actividad geotérmica desde hace más de 10.000 años. Este fenómeno natural tan longevo como espectacular puede albergar la energía renovable del futuro. Es el caso de la energía geotérmica, un recurso natural que aprovecha el calor de las aguas subterráneas para la climatización de los hogares y obtener agua caliente sanitaria de forma ecológica.  Este tipo de energía es muy utilizada en países con un terreno de alta actividad volcánica, como Islandia, Nueva Zelanda, Japón, Filipinas o el oeste de los Estados Unidos. Además de ser una energía 100% renovable, también se manifiesta en la naturaleza de formas sorprendentes y diversas.
En la naturaleza podemos encontrar las diferentes formaciones de hidrogeología geotermal:

Aguas termales del Potosí, Bolivia. / Iain y Sarah vía Wikimedia Commons

Fuente termal: Las más comunes, ya que no necesitan de terreno volcánico, tan solo encontrarse cerca de una línea de falla que permita el ascenso del agua a altas temperaturas. El agua, en forma de laguna o fuente, emana a una temperatura superior a los 36.7o C, la temperatura del cuerpo humano, y es apta para el baño y el uso sanitario y/o calefactor.

Géiser Strokkur (Islandia). / Eliezer Sánchez

Géiser: El agua escapa a presión en forma de surtidor a intervalos regulares. La temperatura oscila entre los 80o y los 100oC. El fenómeno se produce cuando el agua de lluvia se acumula en depósitos subterráneos o cavidades internas y posteriormente el magma calienta el líquido hasta aumentar su presión vaporizándolo y expulsándolo al exterior.

Fumarola: El agua mana en forma de vapor de manera continuada por las grietas de un volcán o superficie volcánica debido a que su temperatura supera los 100o. En función de la temperatura y las sustancias que expulsen hay varios tipos: frías, secas, alcalinas, etc.

A diferencia de estas formaciones, otras tienen el mismo tipo de emanación, pero se dan en lugares muy diferentes. Tal es el caso del volcán de fango, en el que la emanación de gases proviene de un yacimiento de petróleo y provoca un burbujeo de lodo en la superficie, o las fuentes hidrotermales, en las cuales la fumarola se encuentra sumergida bajo el agua.

Incluso en estos lugares tan extremos del paisaje también es posible la vida, ya que como explicamos en este post, bacterias como ‘Conan’ son capaces de sobrevivir, incluso bajo las temperaturas más altas.  O en entornos como el Mar Muerto donde, con niveles de salinidad casi diez veces superiores a los del Mediterráneo, aún es posible albergar vida. A estos organismos, capaces de resistir las condiciones más adversas posibles, se les conoce como extremófilos.

Fumarola en Námaskarð (Islandia). / José Ángel Acinas

Para el aprovechamiento de esta energía en España es necesario saber que en los yacimientos geotermales de la península la temperatura del agua oscila entre los 50º y los 90ºC. Las áreas con mayor concentración de energía de estas características se encuentran en el sureste andaluz, Cataluña, Galicia y en la zona central de la península ibérica (Madrid).

Estos yacimientos de baja temperatura son utilizados parcialmente y no a pleno rendimiento, ya que esta energía geotérmica se usa principalmente para la calefacción y el suministro de agua caliente en edificios de balnearios, así como en viviendas, colegios y recintos agrícolas (invernaderos).

El archipiélago canario, sin embargo, posee yacimientos de alta temperatura (superiores a los 100-150°C), aptos para la producción de energía eléctrica, dado que se trata de un terreno de origen volcánico. No obstante, aún no se ha establecido ninguna planta de energía geotermal de alta temperatura.

 

* Parte de la información ha sido extraída del libro ‘La vida al límite’ (CSIC-Catarata) del investigador Carlos Pedrós-Alió, del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona ICM-CSIC

Biocostras: la primera capa de vida

Por J.M. Valderrama y Roberto Lázaro (CSIC)*

Las formas de vida en el planeta son tan versátiles como sorprendentes, capaces de colonizar y adaptarse a todos y cada uno de los vericuetos que ofrece la Tierra. Las biocostras son un ejemplo palmario de esta explosión vitalista que despliegan los organismos en su afán por sobrevivir y perdurar. Consisten en agrupaciones de un buen número de especies de cianobacterias (bacterias capaces de realizar fotosíntesis oxigénica), algas verdes, musgos, líquenes, hongos y hepáticas (plantas con forma de hígado), que ocupan los primeros milímetros del suelo mineral y son altamente resistentes (¡los líquenes sobreviven a 16 días de exposición al espacio exterior sin daño reseñable y recuperan toda la actividad metabólica en 24 horas!).

Las primeras especies en instalarse en el sustrato estéril son las cianobacterias. Después, según las condiciones, otros organismos se van añadiendo en la formación de la biocostra, por lo que existen distintos tipos según la composición final. La formación de esa primera capa de vida no lleva mucho tiempo en su primera fase. Así, por ejemplo, en un año se puede llegar a cubrir el 20 por ciento de un suelo desnudo. Sin embargo, la madurez de estos ecosistemas, que se van estratificando y enriqueciendo en número de especies, puede llevar entre 10 y 20 o 30 años a escala de pequeña parcela, y  varias décadas, incluso siglos, a escala de paisaje.

La Estación Experimental de Zonas Áridas (CSIC) lleva años observando y estudiando estos peculiares microecosistemas, que prosperan de maravilla en los paisajes semiáridos del sureste peninsular. Su principal  zona de estudio para las biocostras es el Desierto de Tabernas (Almería), un área de malpaís –espacios de ambiente árido con rocas poco erosionadas de origen volcánico– cuya situación, clima peculiar y abrupta topografía ayudan a explicar por qué las biocostras son tan frecuentes en este lugar. Las características son: baja densidad de plantas con las que competir, alta proporción de precipitaciones débiles u ocultas (rocío) y un escaso uso del territorio debido a la baja productividad y a los obstáculos naturales. Además, la accidentada topografía provoca una diversidad de microclimas que contribuye a la variedad de biocostras.

Biocostras

Biocostras (manchas blancas en el suelo) en El Cautivo, zona de estudio en el Desierto de Tabernas. / Roberto Lázaro (EEZA, CSIC)

El interés por estudiar y conservar las biocostras se debe a su papel clave en el funcionamiento del ecosistema, ya que modulan muchos procesos. Uno de los más destacables es la protección que proporcionan frente a la erosión hídrica. Las biocostras la reducen de 5 a 10 veces, ya que amortiguan el golpeteo de la lluvia en lugares donde la vegetación es prácticamente inexistente.

Precisamente, hoy el CSIC ha dado a conocer el resultado de una investigación liderada por Francisco Domingo, de la EEZA, en la que se confirma cómo las costras biológicas aumentan la infiltración y la humedad del suelo, y reducen la evaporación. De este modo, regulan la distribución de agua en el suelo de los ecosistemas áridos. Entre otras de sus aportaciones se encuentra que contribuyen a la fijación del carbono y el nitrógeno, y a la formación de suelo (edafogénesis) al aumentar la porosidad, la cantidad y estabilidad de agregados, el contenido en materia orgánica, etc.

Las biocostras constituyen un modelo para estudiar el funcionamiento de los ecosistemas por su relativa complejidad y portabilidad. En otras palabras, son una especie de maquetas en las que estudiar procesos como las respuestas al cambio climático, las relaciones entre biodiversidad y funcionamiento del ecosistema o la resiliencia de los ecosistemas secos.

 

* J.M. Valderrama es colaborador de la EEZA (CSIC) y autor del blog Dando Bandazos, en el que entremezcla literatura, ciencia y viajes. Roberto Lázaro es científico titular del Departamento de Desertificación y Geo-Ecología de la EEZA.

La geología, una ciencia para comérsela

Belen-foto-webAna Belén Galán Abellán (CSIC)*

Dicen que “no solo de pan vive el hombre” y yo os puedo asegurar que no solo de piedras vive quien se dedica a la geología. Durante una dura jornada de trabajo en el campo, cuando está a punto de llegar la hora de la comida, el hambre altera la imaginación de los geólogos y, de pronto, las sucesiones de estratos pueden convertirse en una rica lasaña o un pastel de chocolate y crema.

Capas de cenizas volcánicas. Tenerife/B.Galán. Tarta de chocolate/Wikipedia

Capas de cenizas volcánicas. Tenerife/B.Galán // Tarta de chocolate/Wikipedia

Y es que la geología y la cocina están más cerca de lo que parece, pues nuestro planeta puede verse como un enorme cocinero que corta, amasa, cuece y hornea sus propias rocas entremezclando los ingredientes para que el buen comensal encuentre el gusto por la geología. Ahora que están tan de moda los programas de cocina, quizá podamos atrevernos a reproducir algunos de los procesos que se dan en la naturaleza para generar los tres tipos de rocas (ígneas, sedimentarias y metamórficas), pero con resultados mucho más sabrosos.

Las rocas ígneas o magmáticas se forman por enfriamiento de un magma caliente que se encuentra en el interior de la Tierra y que se solidifica al ascender hacia la superficie. Calor, algo viscoso que se convierte en sólido… ¿quién no ha hecho alguna vez un bizcocho? Otros platos como el panettone con pasas, una gelatina con trozos de fruta o un soufflé de verduras pueden ser ejemplos de recetas cuyo resultado se parece a rocas ígneas.

Roca ígnea, volcánica. Tenerife/B.Galán. Panettone/Wikipedia

Roca ígnea, volcánica. Tenerife/B.Galán // Panettone/Wikipedia

Y si el bizcocho es de chocolate, bien puede parecerse a un basalto de Canarias.

Colada de basalto. Tenerife/B. Galán  Brownie de chocolate/Wikipedia

Colada de basalto. Tenerife/B. Galán // Brownie de chocolate/Wikipedia

Las rocas sedimentarias, sin embargo, se forman en la superficie por la erosión de todo tipo de rocas (ígneas, metamórficas e incluso sedimentarias). El sedimento producto de esa erosión se va depositando en forma de estratos que se superponen unos a otros. Hay muchas formas de cocinar nuestras propias rocas sedimentarias. Por ejemplo, alternando capas de mascarpone y bizcocho y dejando que el nivel freático de café rellene la porosidad para resultar en un rico tiramisú. Al partirlo con el cuchillo estamos creando fallas que desplazan los estratos y hay que tener cuidado al servirlo porque pueden producirse deslizamientos de ladera o desprendimientos de roca, convirtiéndose en un auténtico desastre natural.

Por otro lado, ahora que acaban de terminar las navidades seguro que todos tenemos en mente esos conglomerados de almendras como el turrón o el guirlache, en los que la miel o el azúcar unen entre sí y solidifican lo que antes eran granos sueltos, formando así una roca compacta.

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Roca sedimentaria. Conglomerado de cuarcita. Cerdeña (Italia)/B. Galán // Turrón de almendras/A. Piso

El caso de las rocas metamórficas es un poco más complejo de reproducir porque se forman a partir de otras rocas que, al estar sometidas a grandes presiones y temperaturas en el interior de la Tierra van replegándose, alterando su estructura y su composición. En nuestra cocina podemos imitar los pliegues con salmón y queso o haciendo un brazo de gitano.

Pliegue tumbado  Brazo de gitano

Pliegue tumbado/Wikimedia // Brazo de gitano/Wikipedia

Además, puede que el aspecto hojoso del hojaldre nos recuerde a la estructura de rocas metamórficas como los esquistos:

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Roca metamórfica, esquisto, en A Coruña, Galicia /Alicia López-Carmona // Tarta de hojaldre/J. Lamb

 

 

 

 

 

 

 

Finalmente, cuando las rocas son enterradas a grandes profundidades, vuelven a fundirse y a transformarse en magma. ¿Quién no ha disfrutado de la textura de un coulant o volcán de chocolate, cerrando así el ciclo de las rocas?

Ciclo de las rocas: erosión, fusión metamorfismo, enfriamiento y solidificación

Ciclo de las rocas: erosión, fusión metamorfismo, enfriamiento y solidificación/Wikimedia

Por último, nada mejor que concluir esta comida geológica fundiendo un buen chocolate a la taza…

*Ana Belén Galán Abellán es investigadora del Instituto de Geociencias (CSIC-UCM).