ESPELEOGENÉSIS

LA ESPELEOGENÉSIS .-

TERCERA PARTE DE LA EXPLICACIÓN:

¿Qué pasa cuando el agua con la calcita disuelta entra en una caverna que está conectada con el exterior, por ejemplo por una galería?

Pues obviamente el contenido de dióxido de carbono en el aire de la cueva es mucho menor que el contenido (la concentración) en la gota de agua que cuelga de la punta de una estalactita. Al mismo tiempo el contenido de CO₂ en el aire de la cueva es algo mayor que la concentración de CO₂ en el aire del exterior (por una razón que se explicará a continuación). Suponemos que el aire de la cueva contiene 5 moléculas de dióxido de carbono por unidad de volumen. En la segunda parte de la explicación hemos visto que la concentración de CO₂ en el agua de la gota son 50 moléculas. Por la diferencia de las concentraciones (en gases se llama “presiones parciales”) algunas moléculas se moverán desde la gota hacia el aire de la cueva. Sin embargo esto tiene consecuencias porque como ya hemos visto, estas moléculas son necesarias para mantener la calcita disuelta. Suponemos que en el lapso de tiempo que la gota está colgada de la estalactita se escapan 7 moléculas de dióxido de carbono. Ahora el equilibrio de la ecuación se ha roto. Por tanto una parte del bicarbonato del calcio se revierte otra vez en dióxido de carbono, agua y carbonato cálcico (la reacción va al revés):

Ca²⁺ + 2HCO₃^¯ ↔  H₂O + CO₂ + CaCO₃ 

Suponemos que 2 moléculas de bicarbonato se convierten en 2 moléculas de dióxido de carbono (compensando 2 de las 7 moléculas de CO₂ que se habían movido hacia el aire de la cueva) y 2 moléculas de carbonato cálcico (que se precipiten en la punta de la estalactita). Por tanto, una vez que la gota está cayendo tendrá 45 moléculas de dióxido de carbono y 48 moléculas de calcita disuelta.

RESUMEN: por las diferencias de concentraciones de dióxido de carbono entre el aire de la cueva y la gota de agua que cuelga de la estalactita, una pequeña parte de CO₂ se escapa de la gota y una cantidad todavía más pequeña de calcita se precipita sobre la estalactita.

 

 

Nota importante: en este ejemplo se ve que la relación entre las cantidades mencionadas no es lineal (en este ejemplo 5 moléculas de CO₂  por 2 moléculas de calcita). Cuánto más calcita se encuentra ya disuelta, más dióxido de carbono es necesario para disolver la siguiente molécula de calcita. Viceversa, las primeras moléculas que escapan del agua sólo causan la precipitación de muy poca calcita. Cuando en 1964 Bögli publicó su famoso trabajo sobre la corrosión de mezclas, la cual en su día se usaba para explicar la formación de casi todas las cuevas, se basó en esta relación no lineal.

 

 

CUARTA PARTE DE LA EXPLICACIÓN:

¿Qué ocurrirá cuando esta gota de agua caiga sobre la estalagmita?

Cuando esta gota finalmente caiga sobre la estalagmita se deshará en mil pedazos, es decir, se fragmenta en muchísimas gotas mucho más pequeñas. En ese momento ocurrirá el mismo proceso que cuando se sacude un bote de refresco y luego se abre: una gran parte del gas que estaba disuelto en el agua (o refresco) se liberará de golpe. Suponemos que en esta explosión de la gota se han escapado tantas moléculas de dióxido de carbono, que para compensar esta pérdida hace falta que 25 moléculas de bicarbonato de calcio se tienen que revertir en CO₂ y CaCO₃. Estas 25 moléculas de calcita se precipitarán sobre la estalagmita. Entonces, en este ejemplo la estalagmita crece 25 moléculas con cada gota de agua que caiga sobre ella, mientras que la estalactita sólo crece 2 moléculas. ¡Con otras palabras, en este ejemplo el volumen de la estalagmita aumenta 12,5 veces más deprisa que la estalactita! 

RESUMEN: el efecto “sacudir un refresco” que ocurre en el momento que la gota rompe en la estalagmita, hace que una gran cantidad de la calcita disuelta se precipite sobre la estalagmita.

CONCLUSIÓN FINAL:  sobre la estalactita se precipita una pequeña cantidad de calcita, mientras sobre la estalagmita se precipita una gran cantidad. ¡Con otras palabras, el volumen de la estalagmita aumenta mucho más deprisa que el volumen de la estalactita!

Nota: la liberación de CO₂ durante los procesos explica la mayor concentración de CO₂ en el aire de la cueva respecto al aire del exterior, aunque la libre circulación entre estos dos aires evitará una acumulación muy alta de CO₂ en el aire de la cueva.